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Planung und Aufbau eines Messplatzes für Miniatur-Piezo-Biegefaktoren

Nolte, Sebastian :
Planung und Aufbau eines Messplatzes für Miniatur-Piezo-Biegefaktoren.
Technische Universität Darmstadt
[Haus-, Projekt- oder Studienarbeit], (2002)

Kurzbeschreibung (Abstract)

Zusammenfassung:

In einem Forschungsprojekt, an dem das Institut für EMK beteiligt ist, wird eine neue Generation von Piezo-Biege-Aktuatoren entwickelt. Ein Ziel der Entwicklung ist es, auf dem Aktuator einen Sensor zu integrieren, der Informationen über die Auslenkung bzw. Durchbiegung liefern kann.

Der Messplatz dient als Referenz, um unterschiedliche Sensorprinzipien auf ihre Tauglichkeit zu überprüfen und um Musterwandler messtechnisch zu charakterisieren. Für diese Charakterisierung soll die Auslenkung sowie die Blockierkraft des einseitig eingespannten Biege-Wandlers ermittelt werden, um später beide Größen mit dem Sensorsignal vergleichen zu können. Des Weiteren soll das Durchbiegungsverhalten des Aktuators mit einem Flächenscann aufgenommen werden.

Für eine Messung der Durchbiegung mit einer hohen Auflösung kommen nur optische Messverfahren in Frage. Bei diesem Messplatz wird ein Lasertriangulator verwendet. Der Scanvorgang wird mit zwei Linearpositionierungen realisiert, die den Sensorkopf des Triangulators entlang des eingespannten Biege-Wandlers verfahren.

Die Stellkraft des Aktuators wird über das Kompensationsprinzip gemessen: dazu drückt ein Tauchspul-System (Voice-Coil-Motor) mit einer Gegenkraft auf den ausgelenkten Biegewandler. Da bei dem Tauchspul-System der Strom direkt proportional zur Kraft ist, kann eine Kraft-Auslenkungs-Kennlinie aufgenommen werden.

Die einzelnen Komponenten des Messplatzes werden mit einer Multi I/O-Karte an einen PC angeschlossen und über die grafische Programmiersprache LabVIEW gesteuert.

Technische Daten:

Piezo-Biegewandler:

* Stellkraft: 1N

* Auslenkung: 500µm

* Betriebsspannung: 95V

Lasertriangulator:

* Auflösung: 0,1µm

Typ des Eintrags: Haus-, Projekt- oder Studienarbeit
Erschienen: 2002
Autor(en): Nolte, Sebastian
Titel: Planung und Aufbau eines Messplatzes für Miniatur-Piezo-Biegefaktoren
Sprache: Deutsch
Kurzbeschreibung (Abstract):

Zusammenfassung:

In einem Forschungsprojekt, an dem das Institut für EMK beteiligt ist, wird eine neue Generation von Piezo-Biege-Aktuatoren entwickelt. Ein Ziel der Entwicklung ist es, auf dem Aktuator einen Sensor zu integrieren, der Informationen über die Auslenkung bzw. Durchbiegung liefern kann.

Der Messplatz dient als Referenz, um unterschiedliche Sensorprinzipien auf ihre Tauglichkeit zu überprüfen und um Musterwandler messtechnisch zu charakterisieren. Für diese Charakterisierung soll die Auslenkung sowie die Blockierkraft des einseitig eingespannten Biege-Wandlers ermittelt werden, um später beide Größen mit dem Sensorsignal vergleichen zu können. Des Weiteren soll das Durchbiegungsverhalten des Aktuators mit einem Flächenscann aufgenommen werden.

Für eine Messung der Durchbiegung mit einer hohen Auflösung kommen nur optische Messverfahren in Frage. Bei diesem Messplatz wird ein Lasertriangulator verwendet. Der Scanvorgang wird mit zwei Linearpositionierungen realisiert, die den Sensorkopf des Triangulators entlang des eingespannten Biege-Wandlers verfahren.

Die Stellkraft des Aktuators wird über das Kompensationsprinzip gemessen: dazu drückt ein Tauchspul-System (Voice-Coil-Motor) mit einer Gegenkraft auf den ausgelenkten Biegewandler. Da bei dem Tauchspul-System der Strom direkt proportional zur Kraft ist, kann eine Kraft-Auslenkungs-Kennlinie aufgenommen werden.

Die einzelnen Komponenten des Messplatzes werden mit einer Multi I/O-Karte an einen PC angeschlossen und über die grafische Programmiersprache LabVIEW gesteuert.

Technische Daten:

Piezo-Biegewandler:

* Stellkraft: 1N

* Auslenkung: 500µm

* Betriebsspannung: 95V

Lasertriangulator:

* Auflösung: 0,1µm

Freie Schlagworte: Elektromechanische Konstruktionen, Mikro- und Feinwerktechnik, Kraftkompensation, Kraftmessung, Messplatz für Piezobiegewandler, Regelung mit LabView, Tauchspulsystem, Triangulation, Wandler piezoelektrisch, Wegmessung optisch
Fachbereich(e)/-gebiet(e): Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik
Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik > Institut für Elektromechanische Konstruktionen
Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik > Institut für Elektromechanische Konstruktionen > Mikrotechnik und Elektromechanische Systeme
Hinterlegungsdatum: 31 Aug 2011 10:04
Zusätzliche Informationen:

EMK-spezifische Daten:

Lagerort Dokument: Archiv EMK, Kontakt über Sekretariate,

Bibliotheks-Sigel: 17/24 EMKS 1503

Art der Arbeit: Studienarbeit

Beginn Datum: 21-01-2002

Ende Datum: 02-07-2002

Querverweis: keiner

Studiengang: Elektrotechnik und Informationstechnik (ETiT)

Vertiefungsrichtung: Mikro- und Feinwerktechnik (MFT)

Abschluss: Diplom (MFT)

ID-Nummer: 17/24 EMKS 1503
Gutachter / Prüfer: Ballas, Dipl.-Ing. Rüdiger ; Schlaak, Prof. Dr.- Helmut Friedrich
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