Hva er en Piezo-lineær aktuator?

Noen krystallstrukturer gir en elektrisk ladning når de er stresset eller vridd, som er kjent som den piezoelektriske effekten. Dette brukes i mange elektroniske kretsløp. En piezo lineær aktuator bruker denne effekten i revers, ved å ha en elektrisk strøm forårsaker bevegelse i krystallen. Disse aktuatorene finnes ofte i mikroelektroniske, eller veldig små motorer, og hvor det er behov for små bevegelser i en rett linje, for eksempel mikrobrytere.

Det er to hovedtyper av piezo-aktuatorer, stepping og kontinuerlig handling, som skiller seg ut fra handlingen som er resultatet av den elektriske inngangen. En steppende piezokrystall beveger en målbar mengde med hver elektrisk aktivering. Dette er den bevegelsestypen som vanligvis er assosiert med en piezo lineær aktuator, som beveger seg frem og tilbake i en lineær eller rettlinjet bevegelse.

Mange piezokrystaller har også resonansfrekvenser, der en elektrisk inngang av en spesifikk spenning vil føre til at krystallen resonerer, eller vibrerer med en bestemt hastighet. Resonansfrekvenseffekter kan brukes til kontinuerlige aktuatorer, der hver vibrasjon forårsaker en liten bevegelse. Ved å utnytte resonansen, kan de små bevegelsene kombineres til en bevegelse som virker kontinuerlig.

En piezo lineær aktuator bruker en friksjonspute på den ene overflaten av krystallen som kan plasseres ved siden av en stang, et hjul eller en annen enhet som må flyttes. Når krystallen beveger seg, overfører friksjonsputen den bevegelsen til enheten. Etter at den elektriske inngangen er stoppet, vender krystallen tilbake til sin opprinnelige form og friksjonsputen beveger seg bort fra enheten til neste aktivering.

Hvis du legger eller stabler individuelle krystaller sammen, kan det føre til større bevegelser. Elektriske tilkoblinger opprettes til hver krystall i stabelen, og når den er aktivert, er den samlede bevegelsen omtrent summen av hver krystall i stabelen. Å plassere krystaller overfor hverandre langs aktuatorens lengde kan skape lengre lineære bevegelser. Den elektriske inngangen veksler på krystallene på hver side av den lineære aktuatorstangen piezo, noe som får den til å bevege seg lenger enn en enkelt inngang.

Bevegelse av krystallstrukturen er ikke bare avhengig av den elektriske ladningen, men polariteten eller retningen til elektronstrømmen. Å reversere den elektriske polariteten kan føre til at krystallene beveger seg eller deformeres i motsatt retning. Denne effekten brukes til å bevege en piezo-lineær aktuator i motsatt retning, eller frem og tilbake ved gjentatte ganger å endre polariteten.