壓電致動器 (PIEZOELECTRIC ACTUATOR)

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1 壓電致動器 (PIEZOELECTRIC ACTUATOR)
組員:王詠舜 吳承翰

2 壓電致動器原理 輸入的能量轉換成輸出機械能的元件。 壓電致動器應用壓電效應, 將輸入的電能轉換成機械能輸出(出力或位移) 。

3 壓電致動器優缺點 缺點 • 能量轉換效率大,反應速率快 • 適合精密微小位移控制 • 低發熱,無電磁干擾
• 能量轉換效率大,反應速率快 • 適合精密微小位移控制 • 低發熱,無電磁干擾 可用於真空或無塵室及可操作在低溫環境 缺點 位移量小、磁滯現象、潛變現象及不能受大拉力或扭力

4 壓電致動器運用 精密工程、主動式震動抑制、超精密定位奈米工程、獵能元件、高速切換開關

5 實體應用(1) 狙擊手在幾公里外就能擊中目標，而且百發百中，這可能會被認為是“天方夜譚”，但美國空軍正在研制的“精靈子彈”一旦問世，則會令其變為現實。這種由槍管發射的自適應子彈， 是通過壓電陶瓷致動器， 這種裝置結構十分簡單，彈頭通過球窩連結與彈體相接，並且由一圈壓電陶瓷棒來固定。在施加電壓時，由於壓電效應子彈一側的某個壓電陶瓷棒變長，同時另一側相對應的壓電陶瓷棒變短，這樣就可使彈頭產生飛行偏角，從而控制彈頭的飛行方向。 實驗証明，這種致動器用在子彈上十分理想，因為它不僅容易微型化，還能抗住發射時產生的巨大衝擊力。並且反應靈敏，每秒鐘可伸縮數百次，能有效控制速度超過３馬赫彈頭的飛行方向。

6 實體應用(2) 工研院表示，隨著照相手機的普及化，拍攝高畫素影像之單一訴求已無法滿足市場需求，如何整合光學變焦功能於手機裝置中，使拍攝影像同時兼具高畫素且高品質，成為目前照相手機最熱門的議題。工研院南分院微系統中心所開發之光學變焦技術，以壓電致動器之驅動方式，藉由高頻電壓訊號做為驅動源，提升鏡群的移動速度，變焦反應的速度因而提升；並開發專屬控制驅動電路，可降低耗能，目前已可作3倍光學變焦，最大變焦時間為0.3秒，耗能僅0.65W。 另一方面，隨著數位照相機、攝錄影機變焦倍率的提升，手部振動對於影像晃動的影響程度也相對增加；對此，工研院南分院已成功整合致動器技術與慣性感測演算法，實現可快速補償之微型防手振系統，使用微型陀螺儀精準偵測手部晃動的顫抖位移量，再藉由機械防手振補償大幅度顫抖，對於殘餘顫抖再使用數位防手振方式，同時兼顧兩種方式之優點，且能夠避免影片畫素的過度犧牲。

7 結論 近年來，工業不斷的發展，半導體業、通訊業、生物科技業、等相關產業都要求更精密更微小的趨勢，因此許多細小精密的零件，在檢查組裝時所要求的精密配合度極高，如智慧型手機、光碟機、光學儀器等。而壓電制動器擁有體積小、奈米級移動精度、高保持轉矩及快速響應等優點，雖然壓電元件受本身材料遲滯現象的影響，但藉由回受控制後，仍然還有0.01mm的精度，所以在選擇致動器方面，壓電材料廣泛用於需高精密度位移之工業應用上常用的致動器。

8 參考文獻 http://hifayay.com/seehi/phparticle/article.php/260( 四海一家軍事資料庫 )
四海一家軍事資料庫 )