Products Homeピエゾアクチュエーター、先端部交換可能
- Two Travel Ranges Available: 20 and 40 µm
- Open or Closed Loop Piezo Designs
- Ø1/2" Barrel Diameter
Application Idea
LNR50M 50 mm Linear Stage with
PAZ009 Closed-Loop Actuator Installed
Feedback
Piezo
Input
PAS009
Open Loop Actuator,
40 µm Travel
PAZ009
Closed-Loop Actuator,
40 µm Travel
Modular Contact Tips
PAA005
PAA013
Please Wait
| Common Specifications | |
|---|---|
| Mounting Barrel | Ø1/2" (Ø12.7 mm) |
| Preload | 30 N |
| Piezo Blocking Force | 1000 N at 60 V 1150 N at 75 V |
| Operating Temp | -20 to 80 °C |
| Piezo Input Voltage | 0 to 75 V |
特長
- 精密位置決め用モジュール式ピエゾアクチュエータ
- 開ループ型および閉ループ型(フィードバック制御)をご用意
- TravelMax LNR50シリーズステージに取り付け可能なØ12.7 mmバレル
こちらでは取付けが容易なパッケージに収められた、様々な移動量のピエゾアクチュエータをご紹介しています。フィードバック機能の付いたタイプと、付いていないタイプがございますが、どちらも先端部の交換が可能です。各アクチュエータには、当社の手動または電動ステージTravelMax LNR50シリーズに対応するØ12.7 mm(Ø1/2インチ)バレルが付いています。精密位置決めを補助するためにピエゾアクチュエータをLNR50シリーズのステージに取り付けるときは、まずステージのアクチュエータ用ストッパになっている静止ピンを取り外し、それに代わってピエゾアクチュエータを取付けます。
ピエゾアクチュエータの帯域幅に関するチュートリアル
多くの高速用途では、ピエゾ素子の形状変化する速度を知ることが必須となります。 ピエゾコントローラとピエゾ積層の帯域幅は、下記の数値がわかることで、計算で求められるようになります。
- コントローラが供給可能な最大電流量。下記で例としてとりあげられているBPCシリーズのピエゾコントローラでは、この数値は0.5 Aです。
- ピエゾ素子の負荷容量。容量が大きいほどシステムは遅くなります。
- 信号振幅の最適値(V)。この振幅がピエゾ素子の伸長寸法を決定します。
- ドライバの最大帯域幅。この数値は駆動負荷に依存しません。
出力コンデンサを駆動する際には、帯電と放電にそれぞれ電流が必要です。 帯電電荷の変化dV/dtはスルーレートと呼ばれています。 静電容量が大きいほど、必要とされる電流量は大きくなります。
例えば100 µmのピエゾ積層において静電容量が20 µFで、最大電流量が0.5 AのBPCシリーズピエゾコントローラで駆動されるとき、スルーレートは下記の数式で求められます。
したがって電圧が瞬間的に0 V から75 Vに変化するとき、出力電圧が75 Vに達するには3 msかかります。
注記: これらの計算式においては、ドライバの最大帯域幅は計算によって得られる帯域幅よりもずっと大きな値であり、ドライバの帯域幅は制限要因とならないことを前提としています。 なおこれらの数式が、開ループシステムにしか適用できない点にご注意ください。 閉ループモードでは、フィードバックループの応答の遅延がさらに帯域幅を制限します。
正弦波信号
システムの帯域幅は、通常は所定の振幅の正弦信号に対するシステムの応答により規定します。 正弦信号のピーク振幅がA、ピーク‐ピーク電圧がVpp、そして周波数がfの条件で駆動されているピエゾ素子については、以下の数式が成立します。
右の図は、時間の経過とともに変化する電圧を表しています。 スルーレートの最大値、または電圧の最大の変化は、t = 2nπ, (n=0, 1, 2,...)が成立する時点となり、右図では点 aで示されています。
上記の数式から下記が導出できます。
それゆえに下記が成立します。
上記の例では最大電圧(75 V)での帯域幅は下記の値になることがわかります。
.
ピエゾが小さく、静電容量が1/10になると、結果は10倍向上して約1060 Hzとなります。 また、積層が100 µmのままであっても、ピーク‐ピーク電圧が7.5 V(10% の最大振幅値)であれば、結果は同様に10倍向上して約1060 Hzとなります。
三角波信号
ピエゾアクチュエータが三角波で駆動される場合、最大電圧がVpeakで、最小電圧が 0の時、スルーレートは勾配もしくは下記に等しくなります。
.
あるいはf = 1/Tであるので、下記が導出できます。
矩形波信号
ピエゾアクチュエータが矩形波で駆動される場合、最大電圧がVpeakで、最小電圧が 0の時、スルーレートが最小の立ち上がりと立ち下がりの数値を制限します。この条件では、信号の立ち上がりまたは立ち下がりの途中では、スルーレートは勾配に等しくなります。 trが最小立ち上がり時間であるとき、下記の数式が成り立ちます。
この式により、下記の数式が成立することもわかります。
.
ピエゾの動作や理論についてはピエゾ素子のチュートリアルをご参照ください。
変位センサ
7ピンLEMOオス型
PAZシリーズのみ
| Pin | Designation |
|---|---|
| 1 | +15 V |
| 2 | Oscillator + |
| 3 | 0 V |
| 4 | Signal Out - |
| 5 | Signal Out + |
| 6 | -15 V |
| 7 | Travel |
ピエゾドライブ入力
SMCオス型
最大入力電圧:75 V
| Posted Comments: | |
Hyungchul Park
(posted 2024-08-14 21:31:08.07) What is the 1% accuracy and the resolution of 10nm of PAZ009 means? KPC101 seems to support 1nm read-out of the position. Would that change the resolution of PAZ009 to 1nm?
Furthermore is the 0.7um bidirectional repeatability measured without the position feedback?
Thank you in advance tschofield
(posted 2024-08-27 07:28:35.0) Thank you for your query. The resolution given for the PAZ009 is inherent to the product. Whilst the KPC101 has a lower resolution than the PAZ009 the resolution whilst using both products together would be limited by the higher of the two, in this case, the PAZ009.
Regarding your second question: the repeatability is not stated to be bidirectional and the 0.7um figure was measured whilst using the position feedback. I will reach out to you directly in order to discuss your application. Claudia McCutcheon
(posted 2023-08-09 07:06:10.677) Hello, I'm in university in Australia and I need this component. Do you happen to know if I can still get this, or if this exact product is available somewhere else? Or what the closest equivalent is. do'neill
(posted 2023-08-09 12:14:12.0) Response from Daniel at Thorlabs. The PAZ015 has been obsoleted with no direct replacement. The closest equivalent would be the PAZ009 although this has 40µm of travel rather than 100µm. user
(posted 2023-05-31 20:03:16.843) Is the piezoelectric actuator drivable in square wave signal? do'neill
(posted 2023-06-07 08:37:15.0) Response from Daniel at Thorlabs. Thank you for your query, it is possible to drive this with a square wave, the slew rate will limits the minimum rise and fall times. More information on this can be seen in the Piezo Bandwidth tab. user
(posted 2023-05-15 23:47:54.72) Is the strain gauge reader the only choice to see feedback signal from PAZ005? Can I use APT or LABVIEW instead to read strain gauge feedback from PAZ005 without strain gauge reader? fguzman
(posted 2023-05-18 10:15:16.0) The strain gauge reader needs to be connected to a controller, to be able to read this value and provide a feedback value to achieve the desired position via its closed loop operation. The controller used then can be read or used via Labview if needed. Please reach out to your local tech support team for more support on your particular application. user
(posted 2023-04-26 20:10:22.417) Is the feedback of PAZ005 linear to the displacement? Is the feedback current value or voltage value? do'neill
(posted 2023-05-04 04:23:42.0) Response from Daniel at Thorlabs. The stain gauge provides a resistance and the Wheatstone bridge means the feedback signal is a voltage. The response is fairly but not perfectly linear with displacement. Please reach out to your local tech support team for more support on your particular application. user
(posted 2023-04-04 00:05:47.627) 1. What is the torque of the actuator? 2.Will BPC301 and PAZ005 enough for closed-loop actuator setup? 3. With feedback signal sending in PC via BPC301, can I see the real time displacement value in PC? 3. What is the transmission speed between actuator(PAZ005)-controller(BPC301)-PC? In about 500Hz, will the transmission speed fast enough to operate stable closed-loop system? fguzman
(posted 2023-04-06 09:38:18.0) We will contact you directly to trouble shoot your problem further. user
(posted 2022-06-28 09:40:55.42) For PAS009, is it possible that you could provide us
1. The operation frequency range.
2. The resonance frequency of the actuator.
3. Can we use the piezo amplifier from PI to control this actuator? cwright
(posted 2022-06-28 09:39:36.0) Response from Charles at Thorlabs: Thank you for your query. The resonance frquency of the piezos inside the actuator is 50 kHz and the operational bandwidth will depend upon the capcitance (7.2 uF), the voltage you will drive it to, and the current output of the drive electronics. More details can be found at the tutorial here: https://www.thorlabs.com/newgrouppage9.cfm?objectgroup_id=1280&tabname=Piezo%20Bandwidth. The PAS009 is purely open loop and operated at a max voltage of 75 V. If your controller can interface with the SMC cable and supply voltage from 0V up to 75V then it should work. Man Jiang
(posted 2022-01-21 16:45:22.24) Hi there,
I bought PAS005 from thorlabs. I do not know what kind of voltage command should I use to drive it. What is the relationship between voltage pulses and moving distance? Do you have any suggestions?
Thanks a lot!
Man DJayasuriya
(posted 2022-01-24 06:20:43.0) Thank you for your inquiry. We will get in touch with you directly with more information regarding the voltage pulses and moving distance. pier29
(posted 2017-06-12 00:25:32.8) It says "Compatible with our LNR50 Series TravelMax Stages."
And will the response of the linear stage would be fast enough?
Is there any source I can get information about mechanical response of the stages?
Thanks. bwood
(posted 2017-06-13 04:26:36.0) Response from Ben at Thorlabs: Thank you for your feedback. These piezo actuators should be compatible with the LNR50 except perhaps for the most extreme of corner cases. I will contact you directly to discuss your application further. shettianil
(posted 2016-11-04 18:05:07.77) We want SMC male connector part number for PAS005 module. bwood
(posted 2016-11-04 11:18:51.0) Response from Ben at Thorlabs: Thank you for your feedback. Unfortunately, Thorlabs do not currently provide individual SMC connectors. However, they are just standard 50 Ohm connectors, and you should be able to find them at any good electrical component suppliers. bdada
(posted 2011-11-04 18:07:00.0) Response from Buki at Thorlabs:
Thank you for using our Feedback tool. The PAS015 has multiple piezo stacks but we cannot specify a certain voltage vs. displacement because the relationship is not linear and there's hysteresis on the displacement. Please contact TechSupport@thorlabs.com if you have further questions. phucborso1
(posted 2011-11-04 17:02:40.0) how can I know the relation between input voltage ( the voltage diplayed on the screen in driver MDT694A) and the displacement of piezo? jjurado
(posted 2011-02-24 14:15:00.0) Response from Javier at Thorlabs to hadmack: Thank you very much for submitting your inquiry. The PAS series piezos are designed for open loop control, so they can be connected directly to the controller. The PAZ series are equipped with feedback by means of a strain gauge system. These do need to be connected to a strain gauge reader such as the TSG001:
http://www.thorlabs.com/NewGroupPage9.cfm?ObjectGroup_ID=2423
The PAS actuators include a 3 meter long SMC cable, and PAZ series include one SMC(3m) and a LEMO cable (9-pin D-Sub Male to 7-pin LEMO Female). hadmack
(posted 2011-02-23 23:15:08.0) Do these piezos require a strain gauge preamplifier module or do they connect directly to the controller? Do you provide the cables and/or LEMO connectors? Thorlabs
(posted 2010-09-07 11:05:10.0) Response from Javier at Thorlabs to reeedy2: The PAS005, PAS009, and PAS015 use 2, 4, and 10 piezo-electric stacks , respectively (connected in parallel). The capacitance of each stack is 1800 nF. Please remember that the mechanical load also affects bandwidth. reedy2
(posted 2010-09-03 13:14:41.0) Im trying to get an idea of actual driving frequency of these piezos by using the sample calculations shown in the Piezo Bandwidth tab. What is the capacitance for PAS005, PAS009, and PA015? Thanks. user
(posted 2010-05-07 11:07:22.0) What is the maximum acceptable force load for PAZ100 actuator? klee
(posted 2009-10-13 09:52:37.0) A response from Ken at Thorlabs to raul.cordero: The cable is included with the PAS series and it is 3m long. raul.cordero
(posted 2009-10-12 02:36:24.0) Is the cable included with the PAS series, how long is the cable? Thank you klee
(posted 2009-07-13 16:50:21.0) A response from Ken at Thorlabs to okelddo: You can use a DAQ card to drive it. However, you will not achieve the full travel as the DAQ card only puts out 10V max and the piezo requires 75V for maximum travel. Also, you will need to be careful of not driving the piezo with negative voltage from the DAQ card as it will damage the piezo. okelddo
(posted 2009-07-13 05:28:44.0) Hi,
I have a question on this product.
Instead of using the Piezo Actuators controller, can I use a DAQ card (NI USB-6251) to control it?
How much electrical current is need to drive the Piezo Actuator (PAS020)?
Best Regards klee
(posted 2009-06-24 10:33:31.0) A response from Ken at Thorlabs to james.hanssen: The resonance frequencies are >250 kHz - >22 kHz. james.hanssen
(posted 2009-06-22 15:26:35.0) What are the resonance frequencies for these piezo actuators? Thanks! |
ズーム| Open-Loop Actuator Specifications | ||
|---|---|---|
| Item # | PAS005 | PAS009 |
| Travel | 20 µm | 40 µm |
| Length | 2.24" (57 mm) | 3.66" (93 mm) |
| Resolution | 20 nm | 40 nm |
| Capacitance | 3.6 µF | 7.2 µF |
| Included Cable | SMC Female, 3 m | |
| Recommended Controllers | BPC301, MDT694B, MPZ601, KPC101 | |
| Compatible Stages | LNR50 Series or OEM Applications | |
- 先端部(Tip)は交換可能
- 常時プリロード
- 当社のTravelMaxステージLNR50シリーズに対応
PASシリーズのピエゾアクチュエータは、2種類の移動量(20 µm、40 µm)からお選びいただける便利な取付けパッケージに収められています。このアクチュエータの取付けバレルによって、標準Ø12.7 mm(Ø1/2インチ)取付け穴に取り付けることができます。これらのアクチュエータは当社のすべてのピエゾコントローラで駆動可能です。
PAA001のフラットエンド型チップは全てのアクチュエータに付属します。なおこのアクチュエータの先端部分のネジ切り加工部分には、当社の全てのPAAシリーズアクチュエータチップが取り付けられます(下記参照)。
ズーム| Specifications | ||
|---|---|---|
| Item # | PAZ005 | PAZ009 |
| Travel | 20 µm | 40 µm |
| Length | 2.24" (57 mm) | 3.66" (93 mm) |
| Resolutiona | 5 nm | 10 nm |
| Capacitance | 3.6 µF | 7.2 µF |
| Feedback | Strain Gauge | |
| Accuracy | +1%/-0% | |
| Repeatability | 0.7 µm | |
| Included Cables | SMC Female to SMC Female, 3 m 9-pin D-Sub Male to 7-pin LEMO Female, 3 m | |
| Recommended Controllers | BPC301, MPZ601, KPC101 | |
| Compatible Stages | OEM Applications | LNR50 Series or OEM Applications |
- 位置確度を高めるフィードバック機能
- 先端部(Tip)は交換可能
- 常時プリロード
- 当社のTravelMaxステージLNR50シリーズに対応
PAZシリーズのピエゾアクチュエータは、2種類の移動範囲(20 µm /40 µm)からお選びいただけます。アクチュエータには、業界標準のØ12.7 mm(Ø1/2インチ)ブッシュのサイズに対応する便利な取付けバレルが付いています。APTシリーズのモーションコントローラと併せてお使いいただける7ピンLEMOコネクタで、位置信号を発します。また、アクチュエータは、当社のピエゾコントローラによって駆動可能です。各アクチュエータには、ピエゾ制御ケーブルPAA622も付属しています。
PAA001のフラットエンド型チップは全てのアクチュエータに付属します。なおこのアクチュエータの先端部分のネジ切り加工部分には、当社の全てのPAAシリーズアクチュエータチップが取り付けられます(下記参照)。
ズーム- ピエゾアクチュエータ用の交換可能な先端部
- 平坦型、ボール型、ネジ穴付き型をご用意
- ステンレススチール製
こちらのアクチュエータ先端部は、PASおよびPAZシリーズピエゾアクチュエータのためのメカニカルインターフェイス用部品です。高精度で長寿命な特性を実現するため、耐久性のあるステンレススチールから精密機械加工しています。PAA001は上記の各アクチュエータに付属している平坦な先端部の交換用品です。PAA005は先端がボール状になっており、PAA007には#8-32ネジ穴、PA013にはM4ネジ穴が付いています。
Additional ピエゾアクチュエーター
 ピエゾアクチュエータ、先端部交換可能 |