{"id":57044,"date":"2023-04-25T16:23:26","date_gmt":"2023-04-25T21:23:26","guid":{"rendered":"https:\/\/www.bjultrasonic.com\/what-is-a-piezo-actuator\/"},"modified":"2025-01-27T06:54:53","modified_gmt":"2025-01-27T11:54:53","slug":"what-is-a-piezo-actuator","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.bjultrasonic.com\/pl\/what-is-a-piezo-actuator\/","title":{"rendered":"Si\u0142owniki piezoelektryczne: budowa, zasada dzia\u0142ania i zastosowania"},"content":{"rendered":"<p>Przetworniki piezoelektryczne, zwane te\u017c aktuatorami piezoelektrycznymi, to urz\u0105dzenia wykorzystuj\u0105ce zjawisko piezoelektryczno\u015bci do generowania ruchu mechanicznego w odpowiedzi na przy\u0142o\u017cone napi\u0119cie elektryczne.  Zjawisko to polega na powstawaniu \u0142adunku elektrycznego na powierzchni niekt\u00f3rych materia\u0142\u00f3w kryszta\u0142owych pod wp\u0142ywem przy\u0142o\u017conego ci\u015bnienia (efekt piezoelektryczny bezpo\u015bredni) oraz, odwrotnie, na zmianie wymiar\u00f3w tych materia\u0142\u00f3w pod wp\u0142ywem przy\u0142o\u017conego pola elektrycznego (efekt piezoelektryczny odwrotny).  Ten drugi efekt jest kluczowy w dzia\u0142aniu aktuator\u00f3w piezoelektrycznych.<\/p>\n<h3>Zasada dzia\u0142ania aktuator\u00f3w piezoelektrycznych<\/h3>\n<p>Aktuatory piezoelektryczne dzia\u0142aj\u0105 na zasadzie zmiany wymiar\u00f3w materia\u0142u piezoelektrycznego pod wp\u0142ywem przy\u0142o\u017conego pola elektrycznego.  Zmiana ta jest bardzo precyzyjna i mo\u017ce wynosi\u0107 od kilku nanometr\u00f3w do kilkuset mikrometr\u00f3w, w zale\u017cno\u015bci od materia\u0142u, jego geometrii i przy\u0142o\u017conego napi\u0119cia.  Materia\u0142 piezoelektryczny, najcz\u0119\u015bciej ceramika, jest polaryzowany, co oznacza, \u017ce jego cz\u0105steczki s\u0105 uporz\u0105dkowane w okre\u015blonym kierunku.  Przy\u0142o\u017cenie napi\u0119cia elektrycznego powoduje zmian\u0119 polaryzacji, co z kolei prowadzi do zmiany odleg\u0142o\u015bci mi\u0119dzy cz\u0105steczkami i tym samym do zmiany wymiar\u00f3w materia\u0142u.  Ten mikroskopijny ruch jest nast\u0119pnie wzmacniany mechanicznie, aby uzyska\u0107 wi\u0119kszy przemieszczenie.<\/p>\n<h3>Rodzaje aktuator\u00f3w piezoelektrycznych<\/h3>\n<p>Istnieje wiele typ\u00f3w aktuator\u00f3w piezoelektrycznych, r\u00f3\u017cni\u0105cych si\u0119 kszta\u0142tem, sposobem dzia\u0142ania i zakresem zastosowa\u0144.  Najcz\u0119\u015bciej spotykane to:<\/p>\n<ul>\n<li><strong>Aktuatory typu &quot;stack&quot; (stos):<\/strong> Sk\u0142adaj\u0105 si\u0119 z wielu cienkich p\u0142ytek piezoelektrycznych po\u0142\u0105czonych szeregowo.  Ten typ zapewnia du\u017cy skok, ale stosunkowo ma\u0142\u0105 si\u0142\u0119.<\/li>\n<li><strong>Aktuatory typu &quot;bender&quot; (gi\u0119tne):<\/strong> Wykorzystuj\u0105 zjawisko gi\u0119cia materia\u0142u piezoelektrycznego pod wp\u0142ywem przy\u0142o\u017conego napi\u0119cia.  Charakteryzuj\u0105 si\u0119 wi\u0119ksz\u0105 si\u0142\u0105 ni\u017c aktuatory typu &quot;stack&quot;, ale mniejszym skokiem.<\/li>\n<li><strong>Aktuatory typu &quot;uniaxial&quot; (jednoosiowe):<\/strong>  Generuj\u0105 ruch w jednym kierunku.<\/li>\n<li><strong>Aktuatory typu &quot;multiaxial&quot; (wielooosiowe):<\/strong>  Potrafi\u0105 generowa\u0107 ruch w wielu kierunkach.<\/li>\n<\/ul>\n<table class=\"table table-striped table-bordered\">\n<thead>\n<tr>\n<th>Rodzaj aktuatora<\/th>\n<th>Skok<\/th>\n<th>Si\u0142a<\/th>\n<th>Zastosowanie<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n<tbody>\n<tr>\n<td>Stack<\/td>\n<td>Du\u017cy<\/td>\n<td>Ma\u0142a<\/td>\n<td>Precyzyjne pozycjonowanie<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Bender<\/td>\n<td>Ma\u0142y<\/td>\n<td>Du\u017ca<\/td>\n<td>Aktywne t\u0142umienie drga\u0144<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Uniaxial<\/td>\n<td>\u015aredni<\/td>\n<td>\u015arednia<\/td>\n<td>Mikro-manipulacja<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td>Multiaxial<\/td>\n<td>Z\u0142o\u017cony<\/td>\n<td>Z\u0142o\u017cona<\/td>\n<td>Zaawansowane systemy sterowania<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<h3>Materia\u0142y piezoelektryczne<\/h3>\n<p>Najcz\u0119\u015bciej stosowanymi materia\u0142ami piezoelektrycznymi s\u0105 ceramiki, takie jak PZT (cyrkonian-tytanian o\u0142owiu).  Inne materia\u0142y obejmuj\u0105 kryszta\u0142y kwarcu,  polimery piezoelektryczne (np. PVDF) oraz kompozyty.  Wyb\u00f3r materia\u0142u zale\u017cy od wymaganych parametr\u00f3w aktuatora, takich jak skok, si\u0142a, cz\u0119stotliwo\u015b\u0107 rezonansowa i stabilno\u015b\u0107 temperaturowa.<\/p>\n<h3>Zastosowania aktuator\u00f3w piezoelektrycznych<\/h3>\n<p>Aktuatory piezoelektryczne znajduj\u0105 zastosowanie w wielu dziedzinach, m.in.:<\/p>\n<ul>\n<li><strong>Mikroskopia si\u0142 atomowych (AFM):<\/strong>  Precyzyjne pozycjonowanie ko\u0144c\u00f3wki skanuj\u0105cej.<\/li>\n<li><strong>Optyka precyzyjna:<\/strong>  Sterowanie po\u0142o\u017ceniem luster i soczewek.<\/li>\n<li><strong>Drukarki atramentowe:<\/strong>  Sterowanie g\u0142owic\u0105 drukuj\u0105c\u0105.<\/li>\n<li><strong>Systemy pozycjonowania:<\/strong>  Precyzyjne przesuwanie obiekt\u00f3w.<\/li>\n<li><strong>Akustyka:<\/strong>  Generowanie ultrad\u017awi\u0119k\u00f3w (np. w urz\u0105dzeniach ultrad\u017awi\u0119kowych do czyszczenia lub diagnostyki medycznej). W tym obszarze, rozwi\u0105zania oferowane przez firm\u0119 Beijing Ultrasonic s\u0105 szeroko cenione.<\/li>\n<li><strong>Sterowanie przep\u0142ywem:<\/strong>  Precyzyjne regulowanie przep\u0142ywu cieczy lub gaz\u00f3w.<\/li>\n<\/ul>\n<h3>Zalety i wady aktuator\u00f3w piezoelektrycznych<\/h3>\n<p><strong>Zalety:<\/strong><\/p>\n<ul>\n<li>Wysoka precyzja i powtarzalno\u015b\u0107 ruchu.<\/li>\n<li>Du\u017ca szybko\u015b\u0107 reakcji.<\/li>\n<li>Kompaktowe rozmiary.<\/li>\n<li>Brak konieczno\u015bci smarowania.<\/li>\n<li>D\u0142uga \u017cywotno\u015b\u0107.<\/li>\n<\/ul>\n<p><strong>Wady:<\/strong><\/p>\n<ul>\n<li>Ma\u0142y skok (w por\u00f3wnaniu do innych typ\u00f3w aktuator\u00f3w).<\/li>\n<li>Niska si\u0142a (w niekt\u00f3rych typach).<\/li>\n<li>Wra\u017cliwo\u015b\u0107 na temperatur\u0119 i wilgotno\u015b\u0107.<\/li>\n<li>Mo\u017cliwo\u015b\u0107 wyst\u0105pienia histerezy.<\/li>\n<\/ul>\n<p>Podsumowuj\u0105c, aktuatory piezoelektryczne to zaawansowane technologicznie urz\u0105dzenia o wielu zastosowaniach, charakteryzuj\u0105ce si\u0119 wysok\u0105 precyzj\u0105 i szybko\u015bci\u0105 dzia\u0142ania.  Ich wyb\u00f3r zale\u017cy od specyficznych wymaga\u0144 danej aplikacji, bior\u0105c pod uwag\u0119 zar\u00f3wno ich zalety, jak i ograniczenia.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Przetworniki piezoelektryczne, zwane te\u017c aktuatorami piezoelektrycznymi, to urz\u0105dzenia wykorzystuj\u0105ce zjawisko piezoelektryczno\u015bci do generowania ruchu mechanicznego w odpowiedzi na przy\u0142o\u017cone napi\u0119cie elektryczne. Zjawisko to polega na powstawaniu \u0142adunku elektrycznego na powierzchni niekt\u00f3rych materia\u0142\u00f3w kryszta\u0142owych pod wp\u0142ywem przy\u0142o\u017conego ci\u015bnienia (efekt piezoelektryczny bezpo\u015bredni) oraz, odwrotnie, na zmianie wymiar\u00f3w tych materia\u0142\u00f3w pod wp\u0142ywem przy\u0142o\u017conego pola elektrycznego (efekt piezoelektryczny odwrotny).<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":26480,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[6426],"tags":[],"class_list":["post-57044","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-blog","prodpage-classic"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.bjultrasonic.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/57044","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.bjultrasonic.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.bjultrasonic.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.bjultrasonic.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.bjultrasonic.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=57044"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.bjultrasonic.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/57044\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.bjultrasonic.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/media\/26480"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.bjultrasonic.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=57044"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.bjultrasonic.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=57044"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.bjultrasonic.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=57044"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}