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Aufbau eines Messplatzes zur Erfassung der statischen und dynamischen Auslenkung dielektrischer Polymeraktoren und Verifikation mathematischer Modelle

Flittner, Klaus (2007):
Aufbau eines Messplatzes zur Erfassung der statischen und dynamischen Auslenkung dielektrischer Polymeraktoren und Verifikation mathematischer Modelle.
Technische Universität Darmstadt, [Diploma Thesis or Magisterarbeit]

Abstract

Zusammenfassung:

Thema dieser Arbeit ist der Aufbau eines Messplatzes zur Erfassung der statischen und dynamischen Auslenkung dielektrischer Polymeraktoren. Dafür muss ein geeignetes Messsystem ausgewählt werden, um Informationen über die Deformation von Ober- und Unterseite eines Aktors zu erfassen. Somit kann neben der Auslenkung auch die genaue Lage des Aktors bestimmt werden. Realisiert ist dieses System mit zwei Lasertriangulatoren, die den Aktor mit einer Auflösung von 50 nm und einer Abtastfrequenz von 50 kHz abtasten. Neben der Messung des Verhältnisses von Auslenkung zu Eingangsspannung können auch Linienprofile erstellt werden. Dafür sind die Triangulatoren über Linearantriebe in zwei Richtungen verfahrbar angebracht. Über eine Linearführung ist eine Vorpositionierung möglich.

Weiterhin verfügt die Einspannung, in der die Aktoren vermessen werden, über eine automatisierte Vordehneinrichtung. In dieser werden die Aktoren mit einer Auflösung der Dehnung von 1% auf maximal 500% planar vorgedehnt.

Im zweiten Teil der Arbeit werden die vorhandenen Modelle der Aktoren aus konzentrierten Parametern verifiziert. Hierzu erfolgt eine Betrachtung des elektrischen und mechanischen Teilmodells, sowie der Kopplung beider Modelle für den statischen und dynamischen Betrieb.

Das elektrische Modell wird durch Messungen an einschichtigen Aktoren, deren Herstellung erstmalig realisiert wurde, überprüft. Daraus ergibt sich die Vereinfachung des Modells zu einem RC-Glied, dessen Parameter aus den Messungen bestimmt werden.

Mit den Ergebnissen aus dem elektrischen Modell wird die Eingangsgröße für das mechanische System bestimmt. Auf diese Weise ist eine Kombination beider Modelle trotz des nichtlinearen Übertragungsverhaltens in den Kopplungsgrößen beider Systeme möglich.

Item Type: Diploma Thesis or Magisterarbeit
Erschienen: 2007
Creators: Flittner, Klaus
Title: Aufbau eines Messplatzes zur Erfassung der statischen und dynamischen Auslenkung dielektrischer Polymeraktoren und Verifikation mathematischer Modelle
Language: German
Abstract:

Zusammenfassung:

Thema dieser Arbeit ist der Aufbau eines Messplatzes zur Erfassung der statischen und dynamischen Auslenkung dielektrischer Polymeraktoren. Dafür muss ein geeignetes Messsystem ausgewählt werden, um Informationen über die Deformation von Ober- und Unterseite eines Aktors zu erfassen. Somit kann neben der Auslenkung auch die genaue Lage des Aktors bestimmt werden. Realisiert ist dieses System mit zwei Lasertriangulatoren, die den Aktor mit einer Auflösung von 50 nm und einer Abtastfrequenz von 50 kHz abtasten. Neben der Messung des Verhältnisses von Auslenkung zu Eingangsspannung können auch Linienprofile erstellt werden. Dafür sind die Triangulatoren über Linearantriebe in zwei Richtungen verfahrbar angebracht. Über eine Linearführung ist eine Vorpositionierung möglich.

Weiterhin verfügt die Einspannung, in der die Aktoren vermessen werden, über eine automatisierte Vordehneinrichtung. In dieser werden die Aktoren mit einer Auflösung der Dehnung von 1% auf maximal 500% planar vorgedehnt.

Im zweiten Teil der Arbeit werden die vorhandenen Modelle der Aktoren aus konzentrierten Parametern verifiziert. Hierzu erfolgt eine Betrachtung des elektrischen und mechanischen Teilmodells, sowie der Kopplung beider Modelle für den statischen und dynamischen Betrieb.

Das elektrische Modell wird durch Messungen an einschichtigen Aktoren, deren Herstellung erstmalig realisiert wurde, überprüft. Daraus ergibt sich die Vereinfachung des Modells zu einem RC-Glied, dessen Parameter aus den Messungen bestimmt werden.

Mit den Ergebnissen aus dem elektrischen Modell wird die Eingangsgröße für das mechanische System bestimmt. Auf diese Weise ist eine Kombination beider Modelle trotz des nichtlinearen Übertragungsverhaltens in den Kopplungsgrößen beider Systeme möglich.

Uncontrolled Keywords: Elektromechanische Konstruktionen, Mikro- und Feinwerktechnik, Dickemessung optisch, Elektrisches Ersatzschaltbild Polymeraktor, Messwerterfassung, Polymer-Stapelaktor elektrostriktiv
Divisions: 18 Department of Electrical Engineering and Information Technology
18 Department of Electrical Engineering and Information Technology > Institute for Electromechanical Design
18 Department of Electrical Engineering and Information Technology > Institute for Electromechanical Design > Microtechnology and Electromechanical Systems
Date Deposited: 31 Aug 2011 10:21
Additional Information:

EMK-spezifische Daten:

Lagerort Dokument: Archiv EMK, Kontakt über Sekretariate,

Bibliotheks-Sigel: 17/24 EMKD 1647

Art der Arbeit: Diplomarbeit

Beginn Datum: 06-02-2007

Ende Datum: 13-08-2007

Querverweis: 17/24 EMKD 1535, 17/24 EMKDIS52

Studiengang: Elektrotechnik und Informationstechnik (ETiT)

Vertiefungsrichtung: Mikro- und Feinwerktechnik (MFT)

Abschluss: Diplom (MFT)

Identification Number: 17/24 EMKD 1647
Referees: Matysek, Dipl.-Ing. Marc and Schlaak, Prof. Dr.- Helmut Friedrich
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