主动轴

又称运动自由度，即纳米台或促动器运动方向。

研生科技可提供：

一维至6维运动纳米台，主动轴包括：直线X、Y、Z与旋转θX、θY、θZ各种自由组合形式。

坐标系 (Coordinate System)

六轴位移台运动平台的位置指标、运动方向和旋转中心由该坐标系确定。坐标系始终为右手坐标系。
为了能够使运动轨迹完全适应应用的要求，可定义与工件或工具位置等相关的各种坐标系。

应变片传感器(SGS) (Strain Gauge Sensor (SGS))

应变片传感器包括封装在箔片(SGS)或半导体箔片(PRS)上的细金属线，其附着于压电陶瓷促动器或柔性铰链定位器的导向系统（控制杆、柔性铰链）。由于运动平台的位置取决于控制杆、导向或压电陶瓷堆叠的测量，因此这种类型的位置测量是通过接触和间接方式完成的。应变片传感器从其膨胀和由此产生的电阻变化中获得位置信息。每轴带有多个应变片传感器的全桥电路提高了热稳定性。

传感器分辨率 (Sensor Resolution)

所采用测量系统可检测到的最小可计算增量。旋转编码器：每个螺丝旋转的计数。线性编码器：传感器系统能检测到的最小增量。传感器可为位置分辨率的决定性因素，因此可能需要单独指定传感器分辨率。

请参见 >>设计分辨率。

传感器线性化 (Sensor Linearization)

对于电容传感器，信号调节电子元件表现出特别低的噪声级。集成线性化系统(ILS)补偿电容器极板之间的平行度误差的影响。

轨迹控制 (Trajectory Control)

避免偏离指定轨迹的预防措施；可以是被动的（例如，柔性铰链导向）或主动的（例如，使用额外的主动轴和传感器）。

电容传感器 (Capacitive Sensor)

电容传感器允许非接触式测量，不会将过多能量引入压电驱动系统并采用扁平化设计。其直接位置测量消除了漂移对从10微米到约2毫米行程范围的影响。设计包括两个导电表面：高频交流电在两个表面之间产生均匀电场。涵盖定位平台、传感器技术和电子器件的总体系统在性能和精度方面均有所提升。半导体行业的客户也青睐于这种小型和多功能设计以及系统中无热量积聚。

请参见 >> 传感器线性化。

最大行程

纳米台或促动器在驱动电压-20V~+150V开环状态下可达到的最长位移量。

 标称行程

纳米台或促动器在驱动电压0V~+120V闭环状态下可达到的最长位移量。

压电控制器可提供驱动电压范围为-20V~+150V，长期使用建议在0V~+120V下使用，可更大限度延长纳米台或促动器使用寿命。

分辨率 (Resolution)

位置分辨率涉及测量装置仍能检测到位移的微小变化。由于不受静态或滑动摩擦的影响，基于压电的定位系统和压电陶瓷促动器的分辨率基本无限制。相反地，相当于指定了电控噪声。值为典型结果（均方根，1σ）。

基于无摩擦、高精度柔性铰链运动导向的压电陶瓷纳米定位系统，系统分辨率仅受放大器噪声和测量技术的限制。

设计分辨率 (Design Resolution)

可进行理论最小运动。设计分辨率不得与最小位移混淆。在间接位置测量方法中，丝杠螺距、传动比、电机或传感器/编码器分辨率的值均包含在分辨率计算中；通常它大大低于机械部件的最小位移。在直接测量方法中，传感器系统的分辨率是被指定的。

最小位移 (Minimum Incremental Motion)

可重复执行的最小移动称为最小位移或典型分辨率，并通过测量决定。数据表显示了典型的测量值。大多数情况下，最小位移与设计分辨率明显不同，设计分辨率的数值可能相当小。

另请参见 >>设计分辨率。

线性误差 (Linearity Error)

从指令位置测得的位置的运动方向偏差（定位精度）。使用外部可追踪设备进行测量。该值以整个测量范围的百分数形式提供。
线性误差测量：位置的目标值和测量的实际值进行比对，从第一个数据点到最后一个数据点画一条直线，并确定最大绝对偏差。0.1%的线性误差对应于理想直线周围±0.1%的区域。示例：100微米测量范围内0.1%的线性误差可产生的最大误差为0.1微米。

 线性化 (Linearization)

数字压电控制器通过线性化算法与高阶多项式提供合适的定位精度。因此，电容式传感器的线性误差可降至0.01％以下。

请参见 >>动态数字线性化、 >>传感器线性化。

 线性放大器/驱动器 (Linear Amplifier / Driver)

大多数压电驱动器使用线性放大器来产生输出电压。在开环（电压控制）压电模式下，由可选地与直流偏移相结合的模拟输入信号控制放大器输出电压。

  非线性 (Nonlinearity)

请参见 >>线性误差。

重复精度 (Repeatability)

闭环操作模式下的典型值（均方根，1 σ）。重复精度表示为总行程或斜角平方的百分比。对于较小的行进距离，重复精度可能明显更高。

刚度 (Stiffness)

弹簧常数，非线性压电材料。定位器的静态大信号刚度是针对数据表中室温下的定位方向指定的。例如，由于压电材料的活动特性或复合效应引起的影响，小信号刚度与动态刚度可能有所不同。

谐振频率 (Resonant Frequency)

空载：沿定位方向的首要谐振频率。
带负载：加载系统的谐振频率。
谐振频率不指定最大工作频率。建议开环的工作频率最大为谐振频率的三分之一。定制系统的频率可能与此不同。请联系研生了解更多详细信息。

推/拉力（沿定位方向） (Push/Pull Force Capacity (in Positioning Direction))

指定可沿主动轴施加到压电系统的最大力。受压电材料和柔性铰链的限制。如果施加较大的力，压电陶瓷促动器、柔性铰链或传感器可能会损坏。在动态应用中必须考虑限制力的大小。
示例：在500Hz、20μm峰间值、1Kg移动质量下，由正弦运行产生的动力约为±100N。

负载能力 (Load Capacity)

水平安装平台时的最大垂直负载能力。

开环操作 (Open-Loop Operation)

使用不带位置传感器的促动器或电机。开环操作特别适用于响应时间短、分辨率非常高且要求最大带宽的应用。这种情况下，以绝对值的形式控制或读取目标位置要么不重要，要么由外部位置传感器执行。
压电陶瓷促动器的位移大致对应于驱动电压；仍然无法借助于开环控制补偿蠕变、非线性和滞后。
对于直线电机和音圈驱动器等电磁直接驱动器来说，无法进行开环操作。

 闭环操作 (Closed-Loop Operation)

集成的位置允许纳米台可以闭环模式运行。测量到达的指定和实际位置并相互比较。控制技术用于到达合适的目标位置，从而实现较高的位置分辨率、均匀的进给速度以及更大的动态速度和加速度范围。

压电陶瓷促动器和系统的闭环操作 (Closed-Loop Operation of Piezo Actuators and Systems)

压电伺服控制器具有用于位置感测和伺服控制的附加电路，可补偿非线性、滞后和蠕变。压电陶瓷的位移由模拟信号控制。根据压电陶瓷机械部件和传感器类型，可实现亚纳米级的定位准确性和重复精度。高分辨率位置传感器提供优异的位置稳定性和纳米级的快速响应。集成式陷波滤波器（可针对每个轴进行调整）可提高稳定性，且可实现更接近机械部件共振频率的高带宽操作。
用于促动器的压电驱动器的输出电压范围高达-20至+150伏，可为伺服控制器提供足够的裕度，以补偿负载变化等。

空回 (Backlash)

驱动方向为反向时出现的位置误差。空回由动力传动系统部件之间的机械游隙引起，例如减速齿轮或轴承，或由导向系统中的摩擦引起。空回还取决于温度、加速度、负载、丝杠位置、方向、磨损等。通过预加载动力传动系统可以减少空回。一种可以直接确定平台位置并消除动力传动系统中的任何误差（直接测量）的测量方法。

带宽 (Bandwidth)

压电驱动器的最大工作频率；测量值是以千赫兹为单位的频率，可将振幅降低-3分贝。与最大输出电压相关的大信号值。输出电压为10 Vpp时的小信号值。值显示在放大器操作图中。

蠕变 (Creep)

压电陶瓷促动器的位移随时间而发生的意外变化。

漂移 (Drift)

请参见 >> 蠕变。

串扰 (Crosstalk)

与垂直于运动方向的轴上的理想运动存在偏差。 
角度误差为xrx = θX = 侧倾角，xry = θY = 倾斜角，xrz = θZ = 偏转角。 
轴向跳动的线性误差偏差，例如xty = 直线度，xtz = 平面度。

请参见 >> 线性误差。

平面度 (Flatness)

请参见 >>串扰。

直线度 (Straightness)

请参见 >>串扰。

偏转角 (Yaw)

请参见 >>串扰。

旋转角 (Roll)

请参见 >>串扰­。

转动串扰 (Rotational Crosstalk)

请参见 >>串扰。

滞后 (Hysteresis)

压电陶瓷促动器中的滞后基于晶体极化和分子效应并且在反转驱动方向时发生。

保持力 (Holding Force)

即使在断电状态下，力对运动平台的作用也不会引发运动。

电容 (Electrical Capacitance)

技术数据表中列出的压电电容值均为小信号值（在1伏、1000赫兹、20摄氏度和空载的情况下测得的值）。室温下的大信号值要比小信号值高出1.3至1.6倍。压电电容随振幅、温度和负载的变化而变化，在室温下可高达空载、小信号电容的200％。有关电源要求的详细信息，请参见为压电驱动器和控制器提供的放大器频率响应曲线。

电容基本负载（内部) (Capacitive Base Load (Internal))

对于开关式放大器。即使在没有连接电容负载（压电陶瓷促动器）的情况下，也能稳定输出电压。一个压电陶瓷控制器/驱动器的可能输出功率取决于内部和外部电容负载。

偏心度 (Eccentricity)

偏差为转台的理论旋转轴与实际旋转轴之间的差值。

偏摆镜 (Tip/Tilt Mirrors)

例如，偏摆镜、快速倾斜镜和偏摆台用于有源光学元件以及激光加工和激光束偏转中的激光束偏转。这些特殊的压电平台主要提供两条具有公共旋转中心的正交偏摆轴。在具有共同的固定旋转中心且偏振方向无变化的的情况下，其并联运动设计使得两根偏摆轴上的性能保持一致。带宽、谐振频率和加速度通常高于采用音圈或振镜扫描仪的型号。由于在设计中采用了柔性铰链导向，倾斜镜可免受磨损。

柔性铰链导向 (Flexure Guides)

固体的运动基于固体的弹性变形，从而避免了静态、滚动或滑动摩擦。诸如柔性铰链或导向系统的固体元件的特征在于其高刚度和高负载能力，并且几乎对冲击或振动不敏感。它们无磨损，免维护，真空兼容，可在很大的温度范围内工作并且无需润滑。

输入电压范围 (Input Voltage Range)

用于压电控制器和驱动器。推荐范围为0至8伏。正常的增益值15可产生0至120伏的输出电压。大多数控制器允许-2至10V的输入电压。

波形发生器 (Wave Generator)

每根轴都可以由输出波形的波形发生器控制。波形发生器特别适用于其中轴以自由定义的自定义运动轨迹工作的动态应用。

工作区 (Workspace)

六足位移台可从当前位置通过平移和旋转所到达的全部空间被称为“工作区”。

最大侧向力 (Lateral Force, Max.)

垂直于定位方向的最大侧向力。对于压电系统来说，侧向力受压电陶瓷促动器和柔性铰链设计的限制。对于XY位移平台而言，相应正交模块的推/拉力容量（在其定位方向上）限制了可以接受的侧向力。

上升时间 (Rise Time)

控制器/放大器的时间常数：将最大电压范围从10%增加至90%所需的时间。

纹波，噪声，0至100千赫兹 (Ripple, Noise, 0 to 100 kHz)

具有独特频率的以mVpp 表示的电压残余纹波。整个频率范围内的噪声。

噪声 (Noise)

对于电容传感器。在扩展测量范围内，噪声比在常规测量范围内高很多。

串联运动 (Serial Kinematics)

多轴运动系统的堆叠或嵌套装置。每个促动器均驱动其各自的平台。促动器和运动轴是彼此唯一指定的。因此，可以比较轻松地组装和控制多根轴相。动态特性取决于各个轴。与 >>并联运动相比，任何导向误差累积和整体导向精度都较差，请参见此处。

串联计量 (Serial Metrology)

位置传感器被分配给每个伺服控制的运动轴。不希望的串扰或导向误差未被注意且未经修正。

请参见 >>并联计量。

规格 (Specifications)

在发货之前请检查性能规格。并非所有规格都可以组合。性能规格适用于室温（22 ±3摄氏度），并且在该温度下校准闭环操作中的系统（根据要求针对不同工作温度的规格）。在相当低或高的温度下运行时，可能需要重设操作参数。可根据要求定制超低温或超高温设计。

预载压电陶瓷促动器 (Preloaded Piezo Actuator)

压电堆叠促动器由内部预载保护。预载确保在任何应用场景下都能安全运行，是动态应用和拉伸载荷的理想选择。预载压电陶瓷促动器旨在集成到客户的系统中，并且无导向。如果无法接受单个轴上的运动串扰，则需要外部导向。

并联运动压电平台 (Parallel-Kinematic Piezo Stages)

压电平台通过采用电容传感器的并联运动装置达到理想的轨迹精度，从而实现并联测量。在多轴并联运动系统中，所有促动器均直接作用于一个运动平台。这意味着所有轴均移动相同的最小质量，并且可以为其设计相同的动态特性。并联运动系统比串联堆叠系统具有更多的优点，包括更紧凑的结构以及各轴无累积误差。配备直接计量的多轴纳米定位系统能够针对一个共同参照在所有自由度上测量平台位置。在此类系统中，能够立即检测到一个促动器在另一（串扰）方向上的非期望运动，并由伺服回路主动补偿。即使在动态操作中，这一主动轨迹控制概念也能够将轨迹偏差保持在几纳米以下。

并联计量 (Parallel Metrology)

每个传感器在相应自由度上测量同一运动平台的位置。这样可以保持伺服回路内所有轴的串扰，并允许自动对其进行校正。

PZT

Lead Zirconate Titanate（锆钛酸铅）的缩写。PZT为具有优异压电性能的多晶陶瓷材料。也经常用于指压电陶瓷促动器或压电转换器。

HVPZT

高压压电陶瓷促动器的首字母缩写。

PZT多层压电陶瓷促动器 (PZT Multilayer Piezo Actuators)

PZT促动器利用间接压电效应，并在相对较低的电压下实现较大的力。它们只需要少量的安装空间。同时，PZT促动器动力十足，可以达到前所未有的精度。这就是它们在计量技术中用作微泵应用的原因。由于采用陶瓷绝缘材料，PZT促动器具有高可靠性和耐气候性。研生还为PZT促动器配备了适合客户应用程序的独立连接器。

PZT 促动器

压电促动器将行程长达2毫米的导向运动行程。高精度、无摩擦的柔性铰链导向可实现非常高的刚度以及非常低的横向位移。压电陶瓷促动器容易操作，结构十分紧凑。所用压电陶瓷促动器的数量和尺寸将确定刚度和力的生成。正因这些特点以及其小尺寸和经济划算的设计，压电促动器尤其适用于OEM应用。

PZT Power

PZT压电陶瓷促动器专为高占空比应用而设计。PZT促动器还针对高温工作条件进行了额外优化。
所有使用的材料均经过特殊匹配，以确保鲁棒性和使用寿命。PZT驱动器的耐久性试验已证明了一致的性能，即使在数十亿(1,000,000,000)次循环后依然如此。高位移和低电容的组合提供了出色的动态行为，同时降低了驱动功率要求。

电流限制 (Current Limitation)

短路保护。

峰值电流 (Peak Current)

仅可用于短时间段，在压电放大器/控制器的情况下通常小于几毫秒。用于估计特定电容负载的可能动态。注意：在这种情况下，压电控制器/驱动器不一定线性工作。

功耗 (Power Consumption)

满载时的最大功耗。

电荷控制的压电放大器 (Charge-Controlled Piezo Amplifier)

放大器的功能原理基于电荷控制。施加的电压控制传递至压电陶瓷促动器的电荷量。其结果是压电陶瓷促动器在高动态操作中具有高度可重复的线性位移，而无需额外的位置测量。与压控放大器一起工作时，压电陶瓷促动器显示的典型迟滞仅为2％左右。 
建议监测压电陶瓷温度，以保护压电陶瓷促动器免受过高温度的损坏，特别是在高动态应用中。 

放大器分类 (Amplifier Classification)

放大器分类：电荷控制、开关、线性。

放大器分辨率 (Amplifier Resolution)

仅对于数字控制放大器：最小的数字输出值(LSB)以毫伏为单位进行测量。

工作限制 (Operating Limits)

在20摄氏度环境温度下测量的值。将正弦信号用作开环操作的控制信号。放大器在工作限制内线性工作，特别是没有热限制。

工作温度范围 (Operating Temperature Range)

在任何情况下，设备均可在最大允许温度范围内安全工作。但为了避免内部过热，在一定温度（满载条件下的最高工作温度）以上不再提供全部性能。如果工作温度发生变化，可能需要重新校准或调整零点。数据表中的性能规格仅适用于室温。

工作电压 (Operating Voltage)

为设备供电允许的控制输入电压范围（也是输入频率）。

光学功率计 (Optical Power Meter)

光功率计将光功率转换为电信号。

过温保护 (Overtemperature Protection)

电压输出的关闭温度。无自动重启。

有用的压电负载 (Useful Piezo Load)

对于开关式放大器。一个压电陶瓷控制器/驱动器的可能输出功率取决于内部和外部电容负载。

真空兼容版本 (Vacuum-Compatible Versions)

在许多工业领域中，在真空中生产正日益变得更加重要。因此，为客户提供各种不同的驱动技术，可在10–7 甚至10–10百帕的真空中运行。 这包括在强磁场和低温环境中工作的压电陶瓷促动器，行程低于1.5毫米且精度为亚纳米级的压电系统，在力、动力学和行程范围方面采用多种设计的压电电机以及采用特殊设计可实现更大行程的直流或步进电机的经典机动化。