壓電系統(tǒng)的模擬控制方式如何操作

我們以200μm位移的P18系列壓電掃描臺(tái)與0~10V模擬輸入、0~120V輸出的E53系列壓電控制器為例，介紹壓電系統(tǒng)的模擬控制方式如何操作。

模擬控制方式下，需要額外配備外部模擬信號(hào)輸出單元，例如實(shí)驗(yàn)室常用的函數(shù)信號(hào)發(fā)生器。

下面以函數(shù)信號(hào)發(fā)生器為例，介紹具體操作步驟：

1.第一步：接線(xiàn)

1）使用模擬信號(hào)輸入線(xiàn)將函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的輸出接口與E53控制器模擬輸入接口相連接；

2）E53壓電控制器PZT輸出接口，連接P18系列壓電掃描臺(tái)驅(qū)動(dòng)電壓連接器；

3）E53壓電控制器傳感輸入接口，連接P18系列壓電掃描臺(tái)傳感反饋連接器；

注意：芯明天部分壓電產(chǎn)品的PZT輸出線(xiàn)與傳感輸入線(xiàn)為集成到一個(gè)連接器中，上述步驟單獨(dú)連接一個(gè)連接器即可。

2.模擬控制方式設(shè)置方法

模擬控制切換開(kāi)關(guān)位于E53壓電控制器的后面板。

切換開(kāi)關(guān)A為模擬控制，D為數(shù)字控制，M為通過(guò)軟件操作來(lái)設(shè)置模擬或數(shù)字控制方式。此步將開(kāi)關(guān)打到A設(shè)置為模擬控制。

3.開(kāi)環(huán)、閉環(huán)設(shè)置方法

開(kāi)、閉環(huán)的切換開(kāi)關(guān)位于E53壓電控制器的后面板。

切換開(kāi)關(guān)ON為閉環(huán)，OFF為開(kāi)環(huán)，M為指通過(guò)軟件操作來(lái)設(shè)置開(kāi)環(huán)或閉環(huán)。

4.模擬控制下的開(kāi)閉環(huán)操作

以下操作過(guò)程中定義模擬控制輸入電壓為Vin，壓電控制器的輸出電壓為Vout，壓電掃描臺(tái)產(chǎn)生的位移為S。

01/開(kāi)環(huán)、閉環(huán)區(qū)別

開(kāi)環(huán)狀態(tài)下，模擬輸入電壓Vin與輸出電壓Vout成線(xiàn)性關(guān)系。

在閉環(huán)狀態(tài)下，模擬輸入電壓Vin與位移S成線(xiàn)性關(guān)系。

02/單點(diǎn)運(yùn)動(dòng)控制與實(shí)際操作方法

單點(diǎn)運(yùn)動(dòng)控制是指達(dá)到某一個(gè)固定點(diǎn)位的運(yùn)動(dòng)。例如從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)。

我們通過(guò)模擬控制使P18系列壓電掃描臺(tái)運(yùn)動(dòng)200μm固定位移值。

具體操作如下：

首先要清楚模擬控制輸入0-10V對(duì)應(yīng)0-200μm位移，因此可以計(jì)算出當(dāng)模擬輸入Vin=10V時(shí)即可控制P18系列壓電掃描臺(tái)運(yùn)動(dòng)S=200μm行程。

我們將函數(shù)信號(hào)發(fā)生器設(shè)置為10V直流電壓輸出，點(diǎn)擊發(fā)送模擬電壓即可使P18系列壓電掃描臺(tái)單點(diǎn)運(yùn)動(dòng)200μm位移行程。

03/波形運(yùn)動(dòng)控制與實(shí)際操作方法

波形運(yùn)動(dòng)控制是指在一定的位移幅值范圍內(nèi)，控制壓電產(chǎn)品按照某一種波形產(chǎn)生周期往復(fù)運(yùn)動(dòng)（如正弦波、方波、三角波等等）。例如在A、B兩點(diǎn)間周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng)，或從A到B到C，再由C到B到A的周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

我們通過(guò)模擬控制使P18系列壓電掃描臺(tái)按照峰峰值200μm，頻率1Hz的正弦波方式運(yùn)動(dòng)。

具體操作如下：

首先要清楚模擬控制輸入0-10V對(duì)應(yīng)0-200μm位移，因此可以計(jì)算出當(dāng)模擬輸入Vin=10V時(shí)即可控制P18系列壓電掃描臺(tái)運(yùn)動(dòng)S=200μm行程。

函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的設(shè)置如下：

?選擇波形控制方式中的正弦波

?設(shè)置峰峰值電壓為10V

?設(shè)置頻率為1Hz

?設(shè)置偏置為5V

注意：波形控制時(shí)需要設(shè)置偏置電壓，數(shù)值一般為峰峰值的一半。

5.操作注意

1）在開(kāi)環(huán)狀態(tài)下，控制輸入電壓Vin設(shè)置保持在0~10V范圍內(nèi)，保證輸出電壓Vout不超過(guò)P18系列壓電掃描臺(tái)的工作電壓0~120V；

2）在閉環(huán)狀態(tài)下，控制輸入電壓Vin設(shè)置保持在0~10V范圍內(nèi)，保證輸出位移S不超過(guò)P18系列壓電掃描臺(tái)的位移范圍0~200μm。

審核編輯：湯梓紅