压电马达线性平移台

压电位移台常用术语中英文对照表Absolute accuracy : Deviation between the actual position and the desired one. If a stage has to move 100µm but it moves only 99.99µm (measured through an ideal scale), then the inaccuracy is 10nm. The permanent positioning error along an axis is designated as accuracy. Absolute accuracy is aff¬ected by calibration errors, linearity errors, hysteresis, Abbe errors and positioning noise. 绝dui精度：实际位置与所需位置之间的偏差。 如果一个平台必须移动 100µm，但它仅移动 99.99µm（通过理想标尺测量），则误差为 10nm。 沿轴的泳久定位误差称为精度。 绝dui精度受校准误差、线性误差、滞后、阿贝误差和定位噪声的影响。Backlash : Backlash is a positioning error occurring upon change of direction. Backlash can be caused by insufficiently preloaded thrust or inaccurate meshing of drive components, for example gear teeth. Piezoconcept’s flexure motion translation mechanism and piezo actuator designs are inherently backlash free. 齿隙：齿隙是在运动方向改变时发生的定位误差。 齿隙可能是由于预载推力不足或驱动部件（例如齿轮齿）啮合不准确造成的。 Piezoconcept 的弯曲运动平移机构和压电致动器设计本质上是无间隙的。Bandwidth : The frequency range to which the amplitude of the stage' s motion is dropped by 3dB. It reflects how fast the stage can follow the driving signal. 带宽：载物台运动幅度下降的频率范围为3dB。 它反映了平台能够以多快的速度跟随驱动信号。Drift : A position change over time, which includes the e¬ffects of temperature change and other environmental e¬ffects. The drift may be introduced from both the mechanical system and electronics. 漂移：位置随时间的变化，包括温度变化和其他环境影响的影响。 漂移可能来自机械系统和电子设备。Friction : Friction is defined as resistance between contacting surfaces during movement. Friction may be constant or speed dependent. Because they use flexure, the nanopositioners from Piezoconcept are friction free. 摩擦力：摩擦力定义为运动过程中接触表面之间的阻力。 摩擦力可以是恒定的或取决于速度的。 因为使用柔性连接，Piezoconcept 的纳米定位器是无摩擦的。Hysteresis : The positioning error between forward scan and backward scan. A closed-loop control is an ideal solution for this problem and is done by using a network of High Resolution silicon sensor to provide feedback signals. 滞后：前向扫描和后向扫描之间的定位误差。 闭环控制是该问题的理想解决方案，它通过使用高分辨率硅传感器网络提供反馈信号来完成。Linearity error : The error between the actual position and the first-order best fit line (straight line). Our nanopositioning products are calibrated with laser interferometry and the non linearity errors are compensated down to 0.02% of the full travel.线性误差：实际位置与一阶蕞佳拟合线（直线）之间的误差。 我们的纳米定位产品使用激光干涉仪进行校准，非线性误差补偿低至全行程的 0.02%。Orthogonality error : The angular off¬set of two defined motion axes from being orthogonal to each other. It can be interpreted as a part of crosstalk. 正交性误差：两个定义的运动轴相互正交的角度偏移。 它可以解释为串扰的一部分。Position noise : The amplitude of the stage shaking when it is on a static command. It is usually measured and specified with Peak-To-Peak value. It is a combination of the sensor noise, driver electronics noise and command noise, etc. The position noise of our stages is very limited due to the very high Signal-To-Noise ratio of the Silicon HR sensors we use. 位置噪声：在静态命令下载物台晃动的幅度。 它通常用峰峰值来测量和指定。 它是传感器噪声、驱动器电子噪声和命令噪声等的组合。由于我们使用的 Silicon HR 传感器具有非常高的信噪比，我们平台的位置噪声非常有限。Range of motion : The maximum dISPlacement of the nanopositioners. 运动范围（行程）:纳米定位器的蕞大位移。Resolution : The minimum step size the stage can move. 分辨率:舞台可以移动的蕞小步长。Resonant frequency : Piezostage are oscillating mechanical systems characterized by a resonant frequency. The resonant frequency that we give is the lowest resonant frequency that can be seen on a nanopositioner. In general, the higher the resonant frequency of a system, the higher the stability and the wider working bandwidth the system will have. The resonant frequency of a piezostage is determined by the square root of the ratio of sti¬ness and mass. 谐振频率：压电级是以谐振频率为特征的振荡机械系统。 我们给出的共振频率是在纳米定位器上可以看到的蕞低共振频率。 一般来说，系统的谐振频率越高，系统的稳定性和工作带宽就越宽。 压电级的共振频率由刚度和质量之比的平方根决定。Silicon HR sensor : Piezoconcept use temperature compensated High-Resolution silicon sensors network for reaching highest long-term stability. This measuring device is capable of measuring position noise in the picometer range and its response is not dependent of the presence of pollutants, air pressure changes like other high-end sensors can be. Si-HR 传感器：Piezoconcept 使用温度补偿高分辨率硅传感器网络，以达到蕞高的长期稳定性。 该测量装置能够测量皮米范围内的位置噪声，并且其响应不依赖于污染物的存在，应对改变气压带来的影响与其他高端传感器一样。Step response time : The step response time is the time needed by the nanopositioner to do the travel from 10% of the commanded value to 90% of the commanded value. The step response time reflects the dynamic characteristics of the system and is relatively to the installation method and load of the stage.阶跃响应时间：阶跃响应时间是纳米定位器从指令值的 10% 到指令值的 90% 所需的时间。 阶跃响应时间反映了系统的动态特性，并且与位移台的安装方式和负载有关。更多详情请联系昊量光电/欢迎直接联系昊量光电关于昊量光电：上海昊量光电设备有限公司是国内知名光电产品专业代理商，代理品牌均处于相关领域的发展前沿；产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、精密光学元件等，涉及应用领域涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国防及更细分的前沿市场如量子光学、生物显微、物联传感、精密加工、先进激光制造等；可为客户提供完整的设备安装，培训，硬件开发，软件开发，系统集成等优质服务。相关技术文

桌面式主动式隔振台+HERZ主要特点：TS-C系列是紧凑型动态隔振系统，可隔离所有六种平移和旋转振动模式。 与大型昂贵的被动系统相比，这款动态隔振系统价格适中，可在较小体积内实现良好隔振。使用压电力马达的惯性反馈不仅可以隔离建筑振动，还可以隔离系统本身的振动源。这意味着，例如，尽管通过操作员的手施加力，但由系统隔振的精密显微镜仍将保持静止。 该系统的固有刚度比1 Hz共振被动隔离器大25倍，具有出色的方向和位置稳定性。主动隔振系统的特征在于虚拟缺乏任何低频共振，这种共振困扰所有被动隔振系统。该系统设计旨在即使低至2-3 Hz频率以下也能提供优异的隔振性能，许多建筑物由于围绕垂直轴振荡而显示出较大的水平振幅。隔振开始于0. 7Hz左右，超过10Hz以上迅速增加至少40dB。 所有控制电路都内置在设备中。功耗小于2.5 W。该设备具有通用输入并且可连接到100至240 VAC的任何交流电源。该设计经过优化，可实现精密仪器的最佳隔振，例如扫描探针显微镜（AFM,STM），干涉仪和其他高分辨率仪器，从而使这些仪器实现最佳性能。经证实，该系统还可成功用于支持敏感实验，例如膜片钳、显微注射或LB膜上测量所用的液体槽。 简介：TS-C30 主动隔振台是 TS 系列最新创新产品，可为运行紧凑型纳米级显微镜提供强大的主动隔振性能。TS-C30 也是Herz最为实惠的主动隔振台，为需要低频隔振的研究人员提供更多价值和一系列直接有益于其应用的功能。 产品亮点：- 性能: 6 个自由度1.2 - 1,000 Hz 主动隔振，1,000 Hz+被动隔振- 3.3 Hz减振90%-11.5 Hz+减振99%- 技术: 先进压电传感器 & 执行器- 动态隔振: 内部反馈回路抑制共振- 高级设计: 拉丝金属搭配黑色阳极面板- 无障碍: 易于安装，使用简单 应用范围：- 原子力显微镜- 干涉测量- 轮廓测量- 显微操作系统- 更多! 性能： 性能图中突出显示的传递率曲线与TS-C30在宽频率范围内隔振的能力有关。传递率图是对任何给定实验室环境下性能的保守估计 ，并且适用所有六种振动平移和旋转模式(所有六个自由度). 性能对比图操作：AFM 的研究人员在两种独特条件下进行成像： 不含隔振系统和包含TS 系列隔振台。当使用TS系列隔振台搭载AFM时，所得图像表明图像质量和整体测量清晰度得到大幅提升。 技术参数: 频率：0.7 - 300 Hz负载范围: 0 - 40 kg尺寸: 300 x 300 x 70 mm ( L x W x H ) 11.8 x 11.8 x 2.75"隔振性能: 0.7 Hz - 300 Hz动态隔振, 更高频率主要被动隔振传递率: ~10 Hz以上传递率 0.01 (-40 dB)修正力: 垂直±8N,水平±4N静态顺应性: 27 μm/N最大负载 (中心负载): 40 kg/88.18 lbs重量: 9.2 kg/20.3 lbs 电气: 安全等级: 1功耗: 最大 2.50 W输入电压: 100–240 VAC, 50–60 Hz显示屏信号:用于示波器上显示的多路复用信号显示了包含和不含隔振的振动水平– 仅用于诊断目的。 面板：尺寸：300mm X 300mm材料：厚实铝板 主要特点：TS-C系列是紧凑型动态隔振系统，可隔离所有六种平移和旋转振动模式。 与大型昂贵的被动系统相比，这款动态隔振系统价格适中，可在较小体积内实现良好隔振。使用压电力马达的惯性反馈不仅可以隔离建筑振动，还可以隔离系统本身的振动源。这意味着，例如，尽管通过操作员的手施加力，但由系统隔振的精密显微镜仍将保持静止。 该系统的固有刚度比1 Hz共振被动隔离器大25倍，具有出色的方向和位置稳定性。主动隔振系统的特征在于虚拟缺乏任何低频共振，这种共振困扰所有被动隔振系统。该系统设计旨在即使低至2-3 Hz频率以下也能提供优异的隔振性能，许多建筑物由于围绕垂直轴振荡而显示出较大的水平振幅。隔振开始于0. 7Hz左右，超过10Hz以上迅速增加至少40dB。 所有控制电路都内置在设备中。功耗小于2.5 W。该设备具有通用输入并且可连接到100至240 VAC的任何交流电源。该设计经过优化，可实现精密仪器的最佳隔振，例如扫描探针显微镜（AFM,STM），干涉仪和其他高分辨率仪器，从而使这些仪器实现最佳性能。经证实，该系统还可成功用于支持敏感实验，例如膜片钳、显微注射或LB膜上测量所用的液体槽。 创新点： 与大型昂贵的被动系统相比，这款动态隔振系统价格适中，可在较小体积内实现良好隔振。使用压电力马达的惯性反馈不仅可以隔离建筑振动，还可以隔离系统本身的振动源。这意味着，例如，尽管通过操作员的手施加力，但由系统隔振的精密显微镜仍将保持静止。 该系统的固有刚度比1 Hz共振被动隔离器大25倍，具有出色的方向和位置稳定性。 主动隔振系统的特征在于虚拟缺乏任何低频共振，这种共振困扰所有被动隔振系统。该系统设计旨在即使低至2-3 Hz频率以下也能提供优异的隔振性能，许多建筑物由于围绕垂直轴振荡而显示出较大的水平振幅。隔振开始于0. 7Hz左右，超过10Hz以上迅速增加至少40dB。 所有控制电路都内置在设备中。功耗小于2.5 W。该设备具有通用输入并且可连接到100至240 VAC的任何交流电源。该设计经过优化，可实现精密仪器的最佳隔振，例如扫描探针显微镜（AFM,STM），干涉仪和其他高分辨率仪器，从而使这些仪器实现最佳性能。经证实，该系统还可成功用于支持敏感实验，例如膜片钳、显微注射或LB膜上测量所用的液体槽。 桌面式主动式隔振台+HERZ

2018年3月，知名的科研团队IBM Research–Zurich于 Science 杂志发表了新力作：Nanofluidic rocking Brownian motors。IBM Research–Zurich原名为IBM Zurich Research Laboratory，曾因重大发明成果在1986年和1987年获得过诺贝尔物理学奖，为大家所熟知。今天，我们带着原文一同品味纳流控摇摆布朗马达的科学探索。浅读纳流控摇摆布朗马达大多数物质间的相互作用机制会在物质尺度小至纳米量时产生不利的缩放效应，因此，在流体中控制、输运纳米尺度的物体是一个巨大的挑战。通过控制纳流控器件中狭缝结构的几何参数，同时利用类带电粒子与纳流控器件中墙面结构间的静电作用，M. J. Skaug等人设计了针对纳米颗粒的能图谱。他们通过将非对称势垒与振荡电磁场结合，获得了一种摇摆布朗马达，从而可以对纳流体中的纳米颗粒的定向输运进行调控。Skaug分析了此种分子马达的物理机制，与理论模型进行对比后，基于分子马达成功制备了一种分类器件。这种器件可以在几秒钟的时间内使两种不同粒径的纳米颗粒（直径分别为60 nm和100 nm）在器件中沿着相反方向运动，从而实现对两种颗粒的分离。后续的模拟分析结果证明：这种新型器件可以有效区分粒径差异在1 nm量的不同纳米颗粒。除了在材料、环境科学领域（尺寸分析、过滤、单分散制备）具有应用潜力外，可实现对纳米颗粒进行尺寸选择性输运、收集的芯片器件，在床边检测及生化领域（如分子分离、预浓缩）的应用亦被寄予厚望。闪烁棘轮型布朗马达中的颗粒扩散效应依赖于颗粒的尺寸，研究人员对这类马达在颗粒分类方面的应用潜力进行了探究。与连续层式流动器件的情况相似，利用外加力来替代扩散作用会使得尺寸的区分能力变差。摇摆型布朗马达利用零平均外加力和静态势垒产生直接的定向颗粒运动，其输运特性与其所传输颗粒的扩散特性之间表现出了一种其显著的非线性依赖关系，这对纳米颗粒的区分、分离来说具有重要的意义和应用潜力。对于纳米尺度的颗粒来说，如何创造出能量足够强的静态势垒，是一个重大挑战。 静电俘获为这个挑战提供了很好的思路，即：将带电颗粒限制在均匀带电的表面之间。在其中一个表面上制备一个凹陷的几何结构，可以降低此处局部的颗粒-表面相互作用能量，从而定义一个侧向的俘获势垒。Skaug等人将几何结构诱导静电俘获的思路进行了拓展，以利用热扫描探针光刻方法获得的三维结构取代此前简单的二维凹陷结构，从而创造出针对纳米颗粒的复杂二维能图景。这种方法获得的三维结构在纵向的图形控制精度可以达到纳米量。图1 利用热扫描探针光刻技术制备纳流控布朗马达、定义棘齿形貌：（A）纳流控器件中的狭缝截面示意图及俯瞰图；（B）形貌图像；（C）图（B）中的圆环状棘齿结构的放大形貌图；（D）图（B）中白线标识区域的剖面轮廓图，即棘齿台阶轮廓图；（E）被俘获纳米颗粒的光学图像。图2 实验测量的平均势垒的决定因素：（A）四种图形化棘齿的形貌图以及三种控制场的示意图；（B）棘齿单元的轮廓示意图；（C）棘齿限制的纳米颗粒的能量曲线（平均实验数据与有限元模拟数据对比）；（D）九种不同间隙距离的棘齿的能量势垒曲线对比；（E）由因子α确定的棘齿能量势垒通用曲线。图3 粒径60 nm与粒径100 nm的金颗粒的分类：（A）分类器件的形貌图像；（B）图（A）白色虚线框内区域的放大图；（C）上图：金颗粒分类原理简图；下图：相应的静态能量曲线（实现为测量值、虚线为模拟值）；（D）金颗粒在分类器件中不同时刻的光学图像；（E）颗粒的空间分布图像；（F）模拟得到的颗粒漂移与粒径的函数关系。通过一系列的测试以及相应的理论计算、模拟，Skaug等人展示了在水平表面与带有三维图形修饰的表面之间的电泳可以有效限制纳米颗粒，从而创造一个可以由几何形貌结构定义的、针对纳米颗粒的能量图景。通过调节表面之间的间隙，一阶俘获势垒可以简单地按比例缩放，从而提供了一种可以用于优化系统的有效手段。在实验当中，所有与模拟纳流控系统有关的必要物理量都可以原位获取。实验与理论的一致性，证明了对文中系统工作机制的解释以及对系统特性的预测的可靠性。摇摆布朗马达输运特性的非线性特性以及静电作用的非线性特性，是文中器件实现对纳米颗粒高效分离的物理基础。更进一步，基于文中的模拟分析以及Ruggeri等人关于颗粒俘获研究的结果，Skaug等人预测可以通过比例缩放的手段，将文章中的方法应用于对生物小分子的分离、分类。与基于流动的分离机制相反，采用摇摆布朗马达可以实现纳米颗粒的选择性输运、分离、集聚，且不需要电泳净流或热力学梯度这类条件。通过将更小的棘齿形貌参数与更低的外加电场相结合，这类器件将非常适合应用于针对芯片实验室中少量液体的高精度成分分析。高精度3D高速纳米结构高速直写技术助力布朗马达尽情“摇摆”上文中，纳流控摇摆布朗马达中的核心部件是其中的棘齿单元，每个棘齿单元的高度、距离其相对水平面的间距等纵向几何参数，对棘齿的能量壁垒特性具有显著的调控作用，从而影响棘齿结构对器件中纳米颗粒定向输运特性的调节。所以，器件中微结构侧壁的构筑和微结构纵向形貌控制成为为重要的部分及大的技术难题。 为了能够克服这一技术上的难题，文章作者采用了热扫描探针技术，这是一种高精度3D纳米结构高速直写技术，其水平方向的直写精度可达10 nm、纵向精度则可以达到1 nm，直写速度则高达10 mm/s，堪称3D加工的利器！高精度3D纳米结构高速直写设备-NanoFrazor很好地满足了Skaug等人的实验需求，并出色完成了研究中所需的多种高难度微纳图形直写任务。?相关产品及链接：1、 3D纳米结构高速直写机：http://www.instrument.com.cn/netshow/C226568.htm2、小型台式无掩膜光刻系统：http://www.instrument.com.cn/netshow/C197112.htm