压电弯曲阶段的电容探针与应变仪

具有微微定位传感器的电容探头可以嵌入压电弯曲阶段。通过次要安装修改，这些非接触式探针提供比应变仪更高的精度。

压电柔性工作台是具有高分辨率的定位设备。这些运动阶段包含一个压电驱动器，它根据反向压电效应将电信号转换为位移，这是压电材料在施加电压时拉长的能力。当电压(例如0-150 VDC)施加到执行器时，级按所施加电压的比例移动。然而，确切的位置仍然未知，因为压电电动执行器本质上是非线性的，并表现出滞后。

在工作台中嵌入位移传感器可以精确测量这种运动。利用位移作为反馈，工作台控制器可以将压电工作台移动到一个精确的位置。通常，位移传感器是电容式探头或应变片。电容式传感器直接测量绝对距离，无需接触。应变片传感器粘接在舞台的结构上，从应变获得距离信息，并分为压阻式和金属箔式两种。
电容传感器提供非常高的线性度和最佳的长期稳定性。应变计传感器的成本低于电容传感器，并且足以用于许多应用。然而，应变仪传感器不能匹配与电容传感器的直接测量相关的线性和稳定性。为了突出这些差异，下面解释两种类型的位移传感器的基本操作原理。

电容探头使用电场测量传感器面对目标表面的距离。保护环使实际上朝向目标的感测方向，忽略了可能破坏读数的相邻表面的潜在影响。因此，仅测量目标区域。保护环最大限度地减少外部影响并有助于产生线性传感场。

通常，电容性探头的目标是导电的和接地的。电场只感知导电目标的表面层，不受金属类型及其磁性的影响。此外，电容感测不受温度、真空、气压或磁场的不利影响。

图4:不锈钢本体电容探头

图5：仅测量字段下的目标。保护环最大限度地减少外部影响并有助于生产该线性传感场

尽管它们的优点，但电容探头通过传感距离受到限制。它们对于具有有限行程的运动阶段，如1μm至5mm。为了更大的运动，电容探头的直径太大而无法容易地嵌入阶段。但是，因为压电弯曲阶段很少出行超过1mm，所以电容传感器是理想的。重要的是，电容传感器也可以在微微仪中具有分辨率。

应变仪是传感器，其将机械力转换成电阻的变化，然后可以测量。应变被定义为当外力施加到诸如阶段的固定物体时发生的位移。通常，桥梁或半桥测量电路用于将该变化转换为电压。所得到的电压与应变成比例，并且在压电弯曲阶段的情况下，位置。
应变计传感器在弯曲和级固定框架之间粘合。（参见上面的图1。）随着弯曲移动，传感器被拉伸并产生应变。尽管与运动成比例的电阻变化，但应变仪不会直接测量位移。由于设备测量应变，所以性能取决于应变仪的敏感性，这可能与实际运动具有高线性或高相关性。当低成本是主要考虑时，使用应变仪，但它们与电容探测器不那么准确或高分辨率。

爱游戏ayxdota2美国纽约州奥尔巴尼MTI仪器公司提供微定位传感器，只需稍加修改即可轻松嵌入压电定位工作台。结果比应变片的精度要高得多。MTI公司的Accumeasure HD系列是一种数字电容测量系统，使用10 μ m量程探头可以实现低至20pm的分辨率。了解更多有关累积高清高分辨率电容传感器。