【徕见真章】是什么让全站仪运转如此丝滑？

1880年，法国物理学家居里兄弟发现：对石英、电气石等晶体施加机械压力，能够在其表面产生电荷，他们将这一现象命名为“压电效应”。1881年德国物理学家利普曼从热力学理论预言“逆压电效应”，后续居里兄弟实验验证了“逆压电效应”。这两项发现，为压电技术的广泛应用奠定了理论基础。

20世纪40年代，科学家在钛酸钡铁电陶瓷上取得关键突破——通过施加直流高压电场，使陶瓷内部自发极化沿电场方向择优取向，除去电场后仍保持剩余极化，从而赋予陶瓷材料压电特性。压电陶瓷由此诞生，并迅速走向工业化应用。

▲苏格兰博物馆的居里补偿器顶部的压电晶体

徕卡测量：压电陶瓷驱动技术的工程实践

压电陶瓷是一类具有压电特性的电子陶瓷材料，其核心特性在于"正压电效应"与"逆压电效应"的相互转换。在电场作用下，压电陶瓷产生的形变量极其微小——通常不超过其本身尺寸的千万分之一。然而，正是这微乎其微的变化，使其成为精密控制领域的理想选择。

徕卡测量系统早在2009年，就率先将压电陶瓷驱动技术运用于全站仪，当年发布的徕卡TS30/徕卡TM30测量机器人，其水平与垂直轴均采用该技术直接驱动。目前徕卡TS60、TM60、MS60等高端自动全站仪均采用压电陶瓷驱动技术。该技术通过压电效应将电能直接转化为机械能，在仪器旋转轴两侧对称布置压电陶瓷元件，精确而快速地驱动固定于旋转轴上的陶瓷柱形环，实现仪器的平稳高速旋转，进而广泛应用于地铁、高铁、水电大坝、中小水库、矿山、边坡等行业中，为安全生产和日常运营提供高精度、高效率、高可靠性的真实数据保障。

▲压电陶瓷驱动器结构图

这一技术的加持带来了多方面的显著优势：

01

高速响应，效率提升

压电陶瓷驱动器在交变电场作用下可实现快速旋转运动。仪器转速高达180°/s，加速度可达360°/s²。在地铁隧道、基坑工程、边坡监测等布设大量监测点的项目中，能够显著缩短单周期数据采集时间，提升整体监测效率。

02

精准定位，稳定可靠

直驱结构配合快速响应特性，可实现快速起停，测量过程中镜头无抖动，满足高精度监测项目的严苛要求，确保每次测量结果的稳定与精确。

03

结构紧凑，坚固耐用

内部几乎无传统旋转电机、齿轮等复杂机械结构，移动部件极少，因而具备更高的机械坚固性。即便在地铁隧道粉尘、油污等恶劣环境下，仍能长期保持稳定的监测性能，延长设备使用寿命，提升投入产出效益。

04

内置摩擦锁，节能长效

压电陶瓷驱动器在不工作及断电状态下可实现机械自锁，静止时无功耗、不发热，保持位置的机械稳定性。在仅依靠电池供电的野外作业场景中，能够显著延长续航时间。

05

静音运行，环境友好

压电陶瓷驱动基于逆电压效应实现运动，无机械磨损，运行过程中几乎不产生噪音，适用于对声学环境有严格要求的测量场景。

06

热量控制，精度保障

通过优化热量产生与消散机制，确保仪器在不同环境条件下始终保持优异的测角精度，满足精密测量的长期稳定性需求。

海克斯康大中华区微信公众号

关于海克斯康

海克斯康，数字化信息技术解决方案的革新者，秉承“智慧引擎，共赋未来”的理念，凭借“双智战略”推动制造业的智能与创新，构建新基建智慧城市生态体系。海克斯康以“推动以质量为核心的智能制造”为核心，打造了完整的智能制造生态系统，实现覆盖设计、生产以及检测的全生命周期闭环管理，达成绿色、高质量、低成本的智能工厂目标。海克斯康智慧城市打破传统的信息孤岛，实现了跨部门的互联互通，通过完善的智慧城市运营平台架构，构建互联互通的智慧城市网络基石，驱动城市管理业务和技术创新，创造更美好、更智能的生活。海克斯康业务目前遍及全球50个国家及地区，拥有员工超过24,800人。