Kas ir pjezoelektriskais izpildmehānisms?

Ir trīs vispārīgi pjezoelektrisko izpildmehānismu konstrukciju vai kustības shēmu veidi, kas nosaka unikālo pjezoelektrisko izpildmehānismu daļu klāstu, kas veido ierīces mehānisko kustību. Tie ir cilindriski, bimorfi un vienmorfi vai daudzslāņu izpildmehānismi, un katram ir arī režīma apzīmējums, kas ir atkarīgs no radītā mehāniskā sprieguma pjezoelektriskā koeficienta veida. Daudzslāņu 33 režīma izpildmehānisms ir paredzēts, lai radītu kustību pa pielietotā elektriskā lauka ceļu, savukārt cilindrisks 31 režīma izpildmehānisms uzrāda kustību perpendikulāri elektriskajam spēkam. 15 režīmu izpildmehānisms izmanto bīdes deformāciju kristālā, lai radītu diagonālo spēku, taču tie nav tik izplatīti kā cita veida pjezoelektriskie izpildmehānismi, jo bīdes deformācija ir sarežģītāka kristāla reakcija, kuru ir grūti kontrolēt un kurai ir jāizgatavo sistēmas.

Pjezoelektriskā izpildmehānisma izmantošanas mērķis parasti ir balstīts uz faktu, ka tas var būt mehāniski reaģēts uz elektrisko spēku sekundes daļā, kā arī neradīt būtiskus elektromagnētiskos traucējumus tā darbībā. Tas ietver noskaņojamo lāzeru un dažādu adaptīvo optikas sensoru komponentu kopīgu izmantošanu, kā arī vārstu mikrolīmeņa vadību, kur degvielas plūsmas ātrums ir kritisks radītajam vilces spēkam, piemēram, degvielas iesmidzināšanas sistēmās un avionikas vadības ierīcēs. Pjezoelektriskajam izpildmehānismam ir daudz pielietojumu arī medicīnas jomā, kur tas ir iebūvēts mikrosūkņos tādām procedūrām kā dialīze un automatizēti zāļu dozatori vai pilienu dozatori. Pētniecības zonas ir atkarīgas arī no pjezoelektriskā izpildmehānisma, piemēram, kur tā ir būtiska atomu spēka mikroskopa (AFM) sastāvdaļa nanotehnoloģiju jomā.

Citas progresīvās pētniecības jomas, kurās tiek izmantots pjezoelektriskais izpildmehānisms, ietver precīzo apstrādi, astronomijas vadības ierīces teleskopiem, biotehnoloģiju pētniecību, kā arī pusvadītāju inženieriju un integrālo shēmu ražošanu. Dažiem no šiem laukiem ir nepieciešams pjezoelektrisks izpildmehānisms, kas var kontrolēt kustības diapazonus līdz 2 mikronu (0 cm) līmenim laika periodā, kas ir mazāks par 0.001 sekundi. Pjezoelektriskais izpildmehānisms ir optimāla ierīce arī šādiem lietojumiem, jo ​​tai ir vairākas unikālas īpašības, tostarp ļoti zems enerģijas patēriņš, tas nerada magnētiskos laukus un var darboties kriogēnās temperatūrās. Tomēr, iespējams, vislielākā ierīces noderīgā īpašība ir tā, ka tā ir cietvielu ierīce, kurai nav nepieciešami zobrati vai gultņi, tāpēc to var atkārtoti darbināt līdz pat miljardiem reižu, neliecinot par veiktspējas pasliktināšanos.