압전 액츄에이터 란?

압전 액츄에이터는 마이크로 제어 전기 기계 시스템의 한 형태입니다. 결정에 전기장이 가해지면 구조 격자에 기계적 응력이 발생하여 마이크로 미터 또는 나노 미터 규모의 운동으로 변환 될 수 있도록 일부 결정의 압전 효과에 의존합니다. 액츄에이터의 유형은 공압 또는 유 압력으로 구동되는 중공업 시스템에서 매우 제한적이지만 정밀하게 제어되는 이동 범위를 갖는 소형 압전 액츄에이터까지 다양합니다. 전형적인 압전 액츄에이터는 약 4 내지 17 미크론 (0.0002 내지 0.0007 인치)의 변위 범위를 갖는 샤프트 또는 다른 기계적 연결부에 전기력이 가해질 때 종 방향 운동을 생성 할 것이다. 이 유형의 액츄에이터 시스템은 종종 신율 계라고도하는 스트레인 게이지에 통합되어 재료 및 표면의 매우 미세한 수축 및 팽창 수준을 측정하는 데 사용됩니다.

장치의 기계적 움직임을 구성하는 고유 한 범위의 압전 액추에이터 부품을 결정하는 세 가지 일반적인 유형의 압전 액추에이터 설계 또는 이동 방식이 있습니다. 이들은 원통형, 이형 (bimorph) 및 단형 (unimorph) 또는 다층 액츄에이터이며, 각각 또한 기계적 응력에 대한 압전 계수의 유형에 따라 모드 지정이 있습니다. 다층 33- 모드 액추에이터는인가 된 전기장의 경로를 따라 움직임을 발생 시키도록 설계되는 반면, 원통형 31- 모드 액추에이터는 전기력에 수직 인 움직임을 나타낸다. 15- 모드 액츄에이터는 대 각력을 위해 크리스탈에 전단 변형을 사용하지만, 전단 변형은 제어하기 어렵고 시스템을 제조하기에 더 복잡한 결정 반응이기 때문에 다른 유형의 압전 액츄에이터만큼 일반적이지 않습니다.

압전 액츄에이터가 사용되는 목적은 일반적으로 1 초 단위의 시간 프레임에서 전기력에 대한 기계적 응답을 가질 수있을뿐만 아니라 그 동작에서 상당한 전자기 간섭을 발생시키지 않는다는 사실에 기초한다. 여기에는 튜너 블 레이저 및 다양한 적응 형 광학 센서의 구성 요소뿐만 아니라 연료 분사 시스템 및 항공 전자 공학 제어 장치에서 생성되는 추력의 양에 연료 유량이 중요한 밸브의 마이크로 레벨 제어가 포함됩니다. 압전 액츄에이터는 또한 투석 및 자동 약물 디스펜서 또는 액적 디스펜서와 같은 절차를 위해 마이크로 펌프에 내장 된 의약 분야에서 많은 용도를 가지고 있습니다. 연구 분야는 또한 나노 기술 분야에서 원자력 현미경 (AFM)의 필수 구성 요소 인 압전 액추에이터에 의존한다.

압전 액츄에이터를 사용하는 다른 고급 연구 분야로는 정밀 가공, 망원경 천문학 제어, 생명 공학 연구, 반도체 공학 및 집적 회로 제조가 있습니다. 이러한 필드 중 일부에는 0.001 초 미만의 시간 내에 2 마이크론 (0.0001 인치) 수준까지 이동 범위를 제어 할 수있는 압전 액추에이터가 필요합니다. 압전 액츄에이터는 전력 소비가 매우 낮고 자기장을 생성하지 않으며 극저온에서 작동 할 수 있기 때문에 몇 가지 고유 한 특성을 가지고 있기 때문에 이러한 응용 분야에도 최적의 장치입니다. 그러나이 장치의 가장 유용한 기능은 기어 나 베어링이 필요없는 솔리드 스테이트 장치이므로 성능 저하의 증거없이 최대 수십억 번 반복해서 작동 할 수 있다는 것입니다.