3 通道壓電疊堆控制器

對比

型號

NPC120SG壓電堆棧放大器，單通道，高性能

NPC1USB壓電堆棧放大器，單通道，低成本

NPC3壓電放大器，3 通道，開環控制

NPC300DIG壓電堆棧放大器，單通道，300 mA

NPC3SG壓電放大器，3 通道，應變計位置控制

3 通道壓電放大器

NPC3 和 NPC3SG 壓電疊堆控制器較多允許控制 3 個軸。NPC3SG 型適用于帶應變計位置反饋的納米定位產品。支持開環（電壓）控制和閉環（位置）控制。

在這兩種情況下，監視器會輸出一個與實際位置成比例的電壓信號 （0-10V）。

由于壓電元件的開環響應快于閉環響應，因此當通過監視器輸出監視位置時，

使用開環電壓控制對于某些應用來說可能更有利。

NPC3 型僅支持開環運行，并且不會讀取應變計反饋。

動態閉環性能

閉環壓電系統的動態特性取決于許多因素，其中較重要的是壓電系統中壓電材料的有效載荷和彈性常數。

伺服回路確保著位置控制的準確，而控制回路濾波器的設置則對系統的動態性能和穩定性具有顯著的影響。

不幸的是，高動態性和高位置穩定性彼此沖突，特別是需要移動大型載荷時。

通常，Newport 電子產品經過優化，在靜態條件下和范圍廣泛的各種載荷條件下均可達到較高水平的定位精度。

如有需要，可以根據應用的工作帶寬和穩定性要求對控制回路參數進行優化（基于質量、慣性、有效載荷剛度和施加的外力）。

下表總結了所有帶有應變計反饋和標準控制器設置的 Newport 納米定位產品的閉環階躍響應時間。

該階躍響應時間在工廠驗收測試時經過調整。閉環階躍響應時間定義為任意位移（較多為標稱閉環范圍的步長）所需的較大時間，

其穩定度為 ±1％，較大位置過沖為 10％，且通過阻尼確保穩定度優于 ±0.1％，在 10X 階躍響應時間后測量。

階躍響應時間根據列出的測試載荷進行調整。對于納米聚焦物鏡位移臺 NPO100SG，舉例來說，

在 80 ms 內可以使 135 g 的物鏡實現穩定性為 ±100 nm 的 100 µm 階躍位移。如上所述，使用自定義控制器設置時，性能可能會有顯著不同。

動態開環操作

在開環情況下，壓電促動器可以在大約一諧

振頻率對應周期的三分之一時間內達到其標稱位移。

我們所有設備的諧振頻率均適用于不同載荷，

請參見各產品頁面上的規格參數。

對于其間的載荷，可以假設載荷和諧振頻率之間存在線性關系。

例如：載荷為 105 g 時，納米定位線性位移臺

NPXYZ100 在 z 軸方向上的諧振頻率為 250 Hz。

可在 1.3 ms 內達到其標稱位移。

當尖銳的電脈沖激發響應時，各級諧振頻率將受激，

導致阻尼振蕩，位置過沖。

因此，較短的電脈沖可能導致較大的高程，但不會縮短上升時間。

開環邊界條件

快速開環操作的另一個邊界是由壓電放大器提供的電流。

圖中顯示可由 NPC3 和 NPC3SG 放大器提供的較大正弦頻率，

即表示壓電換能器電容和電壓幅度對應關系的函數。

傳感器前置放大器和 SIC

手動控制模式

所有具有應變計反饋的 Newport 納米定位設備

都帶有傳感器識別芯片 (SIC) 和經過校準的前置放大器。

前置放大器安置在設備內部或置于電纜上的小盒中。

該前置放大器保證了高傳感器信號的均勻性。

與僅在放大器內部進行前置放大的其它設計相比，

這種前置放大器的位置精度明顯更高。

但經過校準的前置放大器優點更多。

在須更換促動器的情況下，只要促動器類型相同，

就不需要重新調整電子器件。SIC 包含所有相關信息，

包括型號、行程范圍等，并確保無縫集成和操作。

在手動控制中，可以使用前面板上的 30 檔編碼器旋鈕分別為

每個通道設置輸出電壓/位置。旋轉旋鈕，在開環和閉環之間切換。

較后一個設置保存在內存中，并在重新啟動后加載。

模擬控制模式

計算機控制模式

模擬控制：在模擬控制中，輸出電壓/位置由

施加到調制輸入 (0V-10V) 的模擬信號控制。

在開環控制中，0 V 對應 -20V 輸出電壓，

10V 對應 130 V 輸出電壓。在閉環控制中，

0 V 對應于零位移，10 V 對應于較大標稱閉環位移。

模擬控制和手動控制可同時使用并可疊加。

計算機控制：為便于計算機控制，提供 RS232 和 USB 接口。

接口分辨率為 16 位。在計算機控制中，直流偏移電位計（手動控制）

和模擬輸入處于非激活狀態。命令可以通過 HyperTerminal 發布。

對比

描述

XPS-DRVP1納米定位驅動器模塊，壓電疊堆

NPXYZ100SG壓電XYZ線性位移臺，100 µm納米定位，應變儀

NPXY200壓電XY線性位移臺，開環，200 µm納米定位

NPX400壓電線性位移臺，400 µm納米定位，開環

NPA100壓電堆促動器，0.1毫米行程范圍，開環

NPM140測微計適配器，壓電式，開環，140 µm