壓電陶瓷可用于以多種方式產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)，并可提供高速、長(zhǎng)行程和高作用力的任意組合。常見(jiàn)的兩種類型是直線步進(jìn)電機(jī)和直線超聲壓電電機(jī)。兩者都利用逆壓電效應(yīng)來(lái)激活桿或推動(dòng)器，產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)，但它們使用壓電元件的方式不同。

　　壓電效應(yīng)是施加的機(jī)械力轉(zhuǎn)化為內(nèi)部電能。反向(也稱為反向或橫向)壓電效應(yīng)將施加的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)部機(jī)械應(yīng)變。

　　線性壓電馬達(dá)的功能:

　　線性步進(jìn)電機(jī)基于多個(gè)壓電元件的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，這些壓電元件成排安裝并作為成對(duì)的腿。當(dāng)施加電荷時(shí)，腿經(jīng)歷兩種運(yùn)動(dòng):伸展/收縮和側(cè)向彎曲。為了產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)，一對(duì)腿通過(guò)摩擦抓住一根縱向桿，并隨著腿的伸展和彎曲向前移動(dòng)。當(dāng)?shù)谝粚?duì)腿松開(kāi)時(shí)，下一對(duì)腿會(huì)接管。線性步進(jìn)電機(jī)的腿一次只能移動(dòng)幾微米，但它們以數(shù)百至數(shù)千赫茲的速度運(yùn)行，以產(chǎn)生連續(xù)的線性運(yùn)動(dòng)。

　　線性超聲波壓電馬達(dá)的功能；

　　超聲波馬達(dá)使用單個(gè)壓電板。當(dāng)施加電荷時(shí)，板在其共振頻率下被激發(fā)，導(dǎo)致其振蕩。反過(guò)來(lái)，這些振蕩會(huì)在壓電板中產(chǎn)生超聲波。或者推桿連接到板上，并預(yù)加載在縱向桿(也稱為滑槽)上。超聲波以橢圓的方式使板膨脹和收縮，這使得聯(lián)軸器能夠向前推動(dòng)桿并產(chǎn)生有用的線性運(yùn)動(dòng)。

　　應(yīng)用和性能:

　　雖然直線步進(jìn)電機(jī)和直線超聲壓電電機(jī)都是通過(guò)推動(dòng)縱向桿產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，但它們的工作原理賦予了它們不同的性能特點(diǎn)。線性步進(jìn)電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)皮米分辨率，而超聲波版本的分辨率通常在50至80納米范圍內(nèi)。然而，線性超聲波電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)比線性步進(jìn)電機(jī)更高的速度-500毫米/秒至1米/秒-通常最多約15毫米/秒。兩個(gè)版本都可以無(wú)限行程，但驅(qū)動(dòng)桿的長(zhǎng)度決定行程。對(duì)于步進(jìn)和超聲波版本，最大行程通常為100至150毫米。

　　直線步進(jìn)壓電電機(jī)可以在10 N范圍內(nèi)產(chǎn)生推/拉力和保持(斷電)力，而直線超聲壓電電機(jī)通常限制在3~4n推/拉力和2~3n保持力。兩個(gè)版本都是自鎖的，斷電時(shí)可以保持額定負(fù)載不發(fā)熱。直線超聲壓電馬達(dá)通常用于相機(jī)自動(dòng)對(duì)焦機(jī)構(gòu)和成像、掃描及計(jì)量設(shè)備。步進(jìn)壓電電機(jī)通常用于驅(qū)動(dòng)直線工作臺(tái)和半導(dǎo)體光刻設(shè)備。