Piezo-Elektronik........................................................................................................................1
Piezo-Elektronik Überblick........................................................................................................... 1
Verstärker, Positions-Servo-Controller und Zubehör für piezoelektrische Positioniersysteme............... 3
E-710 Schnelle Digitale Piezo-Controller........................................................................................ 5
E-612.C0 NanoAutomation-Controller............................................................................................ 6
E-612.C0 Frontplatte............................................................................................................. 6
E-612.C0 Pin-Belegung......................................................................................................... 6
Opto-Isolierter Eingang.......................................................................................................... 6
DB-25 Steckerbelegung ........................................................................................................ 6
E-662.xx LV-PZT Niedervolt-Piezo Leistungsverstärker/Servo-Controller............................................ 7
E-610 LV-PZT Niedervolt-Piezo Leistungsverstärker / Servo-Controllermodule in OEM-Ausführung...... 8
E-500/E-501 Modulares Piezo-Controller-System........................................................................... 9
E-500/E-501 Systemkonfiguration............................................................................................... 10
E-500/E-501 Modulübersicht und Bestellbeispiele......................................................................... 11
E-470 Modulare HV-PZT Piezo-Hochspannungs-Hochleistungsverstärker/ Controller........................ 14
E-480 HV-PZT Piezo-Hochspannungs-Hochleistungsverstärker/Controller mit Energierückgewinnung 16
E-463.00 HV-PZT Piezo-Hochspannungs-Verstärker, 3 Kanäle...................................................... 18
E-663.00 LV-PZT Niedervolt-Piezo Leistungsverstärker, 3 Kanäle................................................... 19
E-461.00 HV-PZT Piezo-Hochspannungs-Verstärker..................................................................... 20
E-461.OE HV-PZT Piezo-Hochspannungs-Verstärkermodul, OEM-Version..................................... 20
E-660.00 LV-PZT Niedervolt-Piezo Leistungsverstärker.................................................................. 21
E-660.OE LV-PZT Niedervolt-Piezo Leistungsverstärkermodul, OEM-Version.................................. 21
E-503.00 LV-PZT Niedervolt-Piezo Leistungsverstärkermodul, 3 Kanäle.......................................... 22
E-505.00 LV-PZT Niedervolt-Piezo Leistungsverstärkermodul......................................................... 23
E-507.00 HV-PZT Piezo-Hochspannungs-Verstärkermodul............................................................ 24
E-509 Sensor/Servo-Controllermodule für Piezos.......................................................................... 25
E-515.ix Display- und Schnittstellenmodule................................................................................. 26
E-515.0x Displaymodul für Piezo-Spannung u. -Position............................................................... 27
E-530.00 Multifunktionsnetzteil für E-500 Systeme....................................................................... 28
E-531.00 Multifunktionsnetzteil für E-501 Systeme....................................................................... 28
Blockschaltbild eines typischen PI-Piezo-Verstärkers/Servo-Controllers......................................... 29
Eingangsspannungsbereich in Abhängigkeit der DC-Offset-Einstellung........................................... 29
Aussteuergrenzen..................................................................................................................... 30
Abgleichinformation für positionsgeregelte Positioniersysteme....................................................... 31
Fragebogen für optimierten Reglerabgleich................................................................................... 31
Zubehör.................................................................................................................................... 32
E-115 LVDT-Positionssensoren............................................................................................... 32
Adapter und Adapterkabel....................................................................................................... 33
Verlängerungskabel und Adapter für LV-PZTs........................................................................... 33
Verlängerungskabel und Adapter für HV-PZTs........................................................................... 35
Sensor-Verlängerungskabel.................................................................................................... 35
Referenzliste: Empfohlene Verstärker / Controller...................................................................... 37
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Instrumente (PI) GmbH & Co
Elektronik spielt eine Schlüsselrolle für die Leistungsfähigkeit von piezoelektrischen Aktoren und NanoPositioniersystemen. Rauscharmut und Stabilität von Verstärkern und Reglern sind von größter Wichtigkeit, da Piezo-Aktoren selbst Spannungsänderungen im Sub-Millivolt-Bereich in Bewegung umwandeln. Für den dynamischen Betrieb werden hohe Lade- und Entladeströme benötigt. Alle Verstärker von PI sind deshalb besonders rauscharm und speziell darauf ausgelegt, hohe Spitzenströme zu liefern.
PI bietet die weltweit größte Auswahl an Piezo-Elektroniken analoger und digitaler Technik, zum spannungsgesteuerten und positionsgeregelten Betrieb.
Beispiele:
· Ein- und Mehrkanal Piezo-Controller für Hoch- und Niedervolt-Piezos
· Analoge und digitale Positionsregler (Servo-Controller) mit Eingängen für LVDT-, DMS- und kapazitive Positionssensoren
· Modulare NanoAutomation Piezo-Controller mit Hochgeschwindigkeits-Parallelschnittstelle
· Mehrkanal 32-Bit-Digital-Controller mit schnellen RS-232- u. IEEE 488 Schnittstellen
· Optionale opto-isolierte Eingänge für maximale Störsicherheit
· Feed-Forward-Techniken und digitale Signalaufbereitung für kürzestes Einschwingverhalten
· Leistungsverstärker mit bis zu 2000 Watt Spitzenleistung durch Energierückgewinnung
Abmessungen der Tischgeräte und 19"-Geräte
Abb. e463z Abmessungen von E-463,
E-662, E-663, E-500, E-501, E-470, E-471, E-472, E-480
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· Für Piezoelektrische Positioniersysteme mit kapazitiven Positionssensoren
· Drei- und Vier-Kanalausführungen
· 32-Bit-Digitalfilter, 20 Bit D/A-Wandler
· Programmierbare Tiefpass- und Notch-Filter
· Linearisierung mit Polynom 4. Ordnung (kanalunabhängig)
· Koordinatentransformation für beliebige Sensor/Aktor Geometrie
· Automatischer Nullpunktabgleich nach dem Einschalten
· Schnelle RS-232 und IEEE 488 Schnittstellen
Die neuen digitalen Piezo-Controller der Serie E-710 basieren auf einem 32-Bit DSP und sind mit bis zu vier unabhängigen Leistungsverstärkern für Niedervolt-Piezoaktuoren / piezoelektrische Präzisions-Lineartische (14 W, -20 bis 120 V) und Signalaufbereitungselektronik für bis zu vier kapazitive Positionssensoren ausgestattet. Gegenüber analogen Mehrkanal-Controllern haben die E-710 Controller einen entscheidenden Vorteil: Sensor und Verstärkerkanäle von zwei oder mehr Achsen können durch eine interne Koordinatentransformation kombiniert werden. Beispiel: Drei Linearsensoren und vier Linearaktoren genügen zur genauen Kontrolle eines XYqZ Positioniersystems. Alle Regelparameter werden im nicht-flüchtigen Speicher abgelegt und sind vom Benutzer per Softwarebefehl änderbar.
Um die Programmierung zu erleichtern, können Positionierbefehle in internationalen Einheiten, wie z.B. Mikrometer, Mikroradian etc. eingegeben werden.
Die E-710 Controller sind in zwei Ausführungen verfügbar: Die Version E-710.4CL hat vier Kanäle mit jeweils getrennten Steckern für den Sensor und die Piezospannung. Die Version E-710.3CD ist speziell für den Betrieb mehrachsiger Positioniersysteme ausgelegt (z.B. P-517.RCD, s. Kapitel "Piezo-NanoPositioniersysteme") und mit einem D-Sub-Spezialstecker für drei Sensorkanäle und vier Piezokanäle ausgerüstet. Beide Versionen sind mit schnellen RS-232- und IEEE 488-Rechnerschnittstellen ausgerüstet.
Bestellinformation
E-710.3CD Digitaler Piezo-Controller, 3 Kanäle, D-Sub-Spezialstecker
E-710.4CL Digitaler Piezo-Controller, 4 Kanäle, LEMO-Stecker
Wichtige Hinweise zum Abgleich auf Seite 31.
Abb. E710-4CL E-710.4CL Digitaler Piezo-Controller
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· OEM-Modul und 1- bis 4-Kanal-Tischversionen
· Für Piezo-Stellsysteme mit kapazitiven Positionssensoren
· Opto-Isolation für höchste Störsicherheit
· Parallelschnittstelle mit 10 µs Ansprechzeit
· Integrierter Verstärker
E-612 ist ein Verstärker / Servo-Controllermodul für positionsgeregelte Niedervolt-Piezo-NanoPositioniersysteme mit kapazitiven Sensoren. Es wurde für Positionieraufgaben entwickelt, bei denen es gleichzeitig auf höchste Präzision und höchste Geschwindigkeit ankommt. Die Anforderung "Nanometer in Millisekunden" wird heute in immer mehr High-Tech-Bereichen gestellt. Ein Beispiel dafür sind Qualitätstests bei der Fertigung von Massenspeichern, wo jede Millisekunde Zeitgewinn zu einer erheblichen Kostenreduktion führt.
Der NanoAutomation-Controller bietet die besten Voraussetzungen hierfür. Er verfügt über eine extrem schnelle Parallelschnittstelle mit optogekoppelten Eingängen und 16 Bit D/A-Wandler. Zusätzlich wurde eine spezielle Triggerfunktion implementiert, die dem steuernden System in Echtzeit meldet, wann die Piezomechanik exakt die vorgegebene Position erreicht hat. Neben der Parallelschnittstelle ist auch eine analoge Schnittstelle (0 bis 10 V) implementiert. Der integrierte Verstärker kann einen Dauer- und Spitzenstrom von 80 mA in einem Spannungsbereich von -20 bis 120 V abgeben und aufnehmen.
In Verbindung mit den neuen P-752 NanoStelltischen und den P-753 LISA Aktoren, lassen sich Stellbewegungen in wenigen Millisekunden bis in ein Toleranzband von wenigen Nanometern durchführen.
Ein bis vier E-612.C0 Module lassen sich in ein E-501.10 Chassis (mit integriertem Netzteil) einbauen. Die Verbindung über einen internen Adreßbus ermöglicht die Steuerung aller Module von einer Parallelschnittstelle aus. Ein kompaktes Einkanal-Tischgerät mit Steckernetzteil ist unter der Bestellnummer E-661.CP verfügbar.
Bestellinformation
E-612.C0
NanoAutomation-Controller,
OEM-Modul
E-661.CP
NanoAutomation-Controller,
Einkanal-Tischgerät
E-501.10
Chassis
mit Netzteil, für bis zu vier E-612.C0 Module
Abb. E501-10 E-501.10 Chassis mit vier E-612.C0 Modulen
Abb. E612front E-612.C0 Frontplatte
Abb. E612pin64 Pinbelegung der 64-poligen Steckerleiste des E-612.C0,
Abb. E612pin25 Pinbelegung des 25-poligen D-Sub-Steckers
Abb. E612opto-i Beschaltung der optischen Isolation (Eingang)
Wichtige Hinweise zum Abgleich auf Seite 6.33.
Ausführungen für Hochvolt-Piezoaktoren und piezoelektrische Präzisions-Lineartische und Versionen für DMS-Positionssensoren sind in Vorbereitung.
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· 36 W Spitzenleistung
· Positionsregler für Piezos mit DMS- u. LVDT-Sensoren
· RS-232-Rechnerschnittstelle mit 12 Bit D/A-Wandler
E-662 ist ein Verstärker / Servo-Controller mit integrierter RS-232-Rechnerschnittstelle und 12 Bit D/A-Wandler für Niedervolt-Piezoaktuoren / piezoelektrische Präzisions-Lineartische. Der Verstärker kann einen Spitzenstrom von 360 mA abgeben und aufnehmen. Der Servo-Controller arbeitet mit DMS-Sensoren (E-662.SR) oder LVDT-Sensoren (E-662.LR). Sechs Betriebsarten sind möglich:
I. Spannungssteuerung (Verstärkerbetrieb)
· Manueller Betrieb (statisch)
Die Ausgangsspannung kann mit einem DC-Offset-Potentiometer im Bereich von 0 bis 100 V eingestellt werden.
· Externer Betrieb (statisch und dynamisch)
Die Ausgangsspannung wird von einem analogen Eingangssignal im Bereich von -2 bis 12 V gesteuert, was zu einer Ausgangsspannung von -20 bis 120 V führt (Spannungsverstärkung 10). Mit dem Offset-Potentiometer kann der Eingangsspannungsbereich kontinuierlich zwischen -2 bis 12 V und -12 bis 2 V verschoben werden (s. Seite 29).
· Computergesteuerter Betrieb
Diese Betriebsart wird über einen Kippschalter auf der Rückseite aktiviert. Die Ausgangsspannung wird über die RS-232-Rechnerschnittstelle in einem Bereich von 0 bis 100 V mit einer Auflösung von 12 Bit gesteuert. Das DC-Offset-Potentiometer und der Analogeingang sind nicht aktiv.
II. Positionsgeregelter Betrieb
· Manueller Betrieb
Die Position des Piezos kann mit dem DC-Offset-Potentiometer von der Nullage bis zur nominalen Auslenkung eingestellt werden.
· Externer Betrieb (statisch und dynamisch)
Die Position des Piezos wird durch ein analoges Eingangssignal im Bereich von 0 bis 10 V kontrolliert. Der Regler ist so eingestellt, daß 10 V der maximalen nominalen Auslenkung und 0 V der Nullage entspricht. Mit dem Offset-Potentiometer kann eine Offset-Spannung im Bereich von 0 bis 10 V zum Eingangssignal addiert werden.
· Computergesteuerter Betrieb
Diese Betriebsart wird über einen Kippschalter auf der Rückseite aktiviert. Die Position des Piezos wird über die RS-232-Rechnerschnittstelle im Bereich von der Nullage bis zur maximalen nominalen Auslenkung mit einer Auflösung von 12 Bit gesteuert. Das DC-Offset-Potentiometer und der Analogeingang sind nicht aktiv.
Mehr als 40 SCPI (Standard Commands for Programmable Instruments) ASCII-Befehle stehen zur Programmierung des E-662 zur Verfügung. Ein interner Funktionsgenerator erzeugt Sinus-, Rechteck-, Rampen- und Dreieckfunktionen bis zu 150 Hz. Benutzerdefinierte Funktionen können in einer Tabelle mit bis zu 200 Werten abgelegt werden. Die minimale Auslesezeit aus der Tabelle beträgt 1 ms pro Wert.
Bestellinformation
E-662.LR LV-PZT Niedervolt-Piezo Leistungsverstärker/Servo-Controller, LVDT, RS-232-Schnittstelle
E-662.SR LV-PZT Niedervolt-Piezo Leistungsverstärker/Servo-Controller, DMS, RS-232-Schnittstelle
Wichtige Hinweise zum Abgleich auf Seite 31.
Abb. e662 E-662
Abb. e662_4n E-662, Aussteuergrenzen (ungeregelt) mit verschiedenen Piezo-Lasten. Alle Kapazitäten in µF.
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· Versionen mit und ohne Positionsregler
· Für DMS-, LVDT- und kapazitive Sensoren
· 14 W Spitzenleistung
· Benötigt nur eine stabilisierte Spannung (12 bis 30 VDC)
E-610 ist ein OEM-Verstärker / Servo-Controllermodul für Niedervolt-Piezoaktuoren / piezoelektrische Präzisions-Lineartische. Vier Versionen sind verfügbar: E-610.00 (nur Verstärker) und die Versionen E-610.S0, E-610.L0 und E-610.C0 mit zusätzlichen Baugruppen für Positionssensoren und Positionsregelung.
E-610.S0 ist für Piezos mit DMS-Positionssensoren, E-610.L0 für Piezos mit LVDT-Sensoren und E-610.C0 für Piezos mit kapazitiven Sensoren ausgelegt. Folgende Betriebsarten sind möglich:
I. Spannungssteuerung (Verstärkerbetrieb)
· Externer Betrieb (statisch und dynamisch)
Die Ausgangsspannung wird von einem analogen Eingangssignal im Bereich von -2 bis 12 V gesteuert, was zu einer Ausgangsspannung von -20 bis 120 V führt (Spannungsverstärkung 10). Wenn ein externes Offset-Potentiometer angeschlossen wird (nicht im Lieferumfang enthalten), kann damit der Eingangsspannungsbereich kontinuierlich zwischen -2 bis 12 V und -12 bis 2 V verschoben werden (s. Seite 29).
· Manueller Betrieb (statisch)
Die Ausgangsspannung kann mit einem externen DC-Offset-Potentiometer (nicht im Lieferumfang enthalten) im Bereich von 0 bis 100 V eingestellt werden.
II. Positionsgeregelter Betrieb (außer E-610.00)
· Externer Betrieb (statisch und dynamisch)
Die Position des Piezos wird durch ein analoges Eingangssignal im Bereich von 0 bis 10 V kontrolliert. Der Regler ist so eingestellt, daß 10 V der maximalen nominalen Auslenkung und 0 V der Nullage entspricht. Wenn ein externes Offset-Potentiometer angeschlossen wird (nicht im Lieferumfang enthalten), kann damit eine Offset-Spannung im Bereich von 0 bis 10 V zum Eingangssignal addiert werden.
· Manueller Betrieb (statisch)
Die Position des Piezos kann mit einem externen DC-Offset-Potentiometer (nicht im Lieferumfang enthalten) von der Nullage bis zur nominalen Auslenkung eingestellt werden.
Zum Betrieb des E-610 reicht eine unipolare stabilisierte Spannung im Bereich von 12 bis 30 VDC. Ein integrierter DC/DC Wandler erzeugt die Piezobetriebsspannung und alle anderen intern benötigten Spannungen. Alle Eingänge und Ausgänge werden über die 32-polige Steckerleiste geführt. Ein passendes Gegenstück (weiblich), ein LEMO ERA.00.250.CTL Spannungs-Stecker und ein LEMO ERA.0S.304.CLL Sensor-Stecker zum Anschluß von Standard-PI-Piezos sind im Lieferumfang enthalten.
Bestellinformation
E-610.00 LV-PZT Niedervolt-Piezo Leistungsverstärkermodul, OEM-Version
E-610.C0 LV-PZT Niedervolt-Piezo Leistungsverstärker/Servo-Controllermodul für kapazitive Sensoren, OEM-Version
E-610.L0 LV-PZT Niedervolt-Piezo Leistungsverstärker/Servo-Controllermodul für LVDT-Sensoren, OEM-Version
E-610.S0 LV-PZT Niedervolt-Piezo Leistungsverstärker/Servo-Controllermodul für DMS-Sensoren, OEM-Version
Wichtige Hinweise zum Abgleich auf Seite 31.
Abb. e610 E-610
Abb. e610_4nm E-610, Aussteuergrenzen (ungeregelt) mit verschiedenen Piezo-Lasten. Alle Kapazitäten in µF.
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o Für Hochvolt- u. Niedervolt-Piezos
· 19"- und 9,5"-Gehäuse
· Optionale Servo-Controllermodule
· Optionale Display- u. Rechnerschnittstellen-Module
E-500 ist ein modulares 19”-Chassis für Piezo-Verstärker und Servo-Controller. Ein integriertes Multifunktionsnetzteil (E-530.00) stellt Betriebsspannungen für alle einsteckbaren Module (Verstärker- und Servo-Controller, Display- und Rechnerschnittstellen) zur Verfügung.
E-501.00 ist die 9,5” Ausführung des E-500. Im Gegensatz zu diesem kann es nur ein Verstärkermodul (1 oder 3 Kanäle) und nur ein Servo-Controller-Modul (1 oder 3 Kanäle) aufnehmen. E-500- und E-501 Systeme werden als komplett montierte Geräte, mit allen bestellten Modulen, getestet und ausgeliefert.
Hinweis: Im E-500 können HV-PZT- und LV-PZT Niedervolt-Piezo Leistungsverstärkermodule kombiniert werden.
Bestellinformation
E-500.00 Modulares Piezo-Controller-System, 19”-Chassis
E-501.00 Modulares Piezo-Controller-System, 9,5”-Chassis
Abb. e500 Konfigurationsbeispiel: E-500 Chassis mit den folgenden optionalen Modulen: E-507 HV-PZT Piezo-Hochspannungs-Verstärker (3 x), E-509.L3 Servo-Controller für LVDT-Sensoren, E-515.i3 Display- u. Schnittstellenmodul.
Abb. e501 Konfigurationsbeispiel: E-501 Chassis mit den folgenden optionalen Modulen: E-503 LV-PZT Niedervolt-Piezo Leistungsverstärker, E-509.C3 Servo-Controller für kapazitive Sensoren, E-515.i3 Display- u. Schnittstellenmodul.
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Konfigurationsbeispiel:
E-500 Chassis mit den folgenden optionalen Modulen: E-503 LV-PZT Niedervolt-Piezo Leistungsverstärker, drei E-509 Servo-Controller (E-509.S1: DMS, E-509.L1: LVDTs, E-509.C1: kapazitive Sensoren) und E-515.i3 Display- u. Schnittstellenmodul.
Kann im E-500 installiert werden
Kann im E-501 installiert werden
HV: Hochvolt
LV: Niedervolt
Bestellbeispiele und eine Übersicht der Module finden Sie ab Seite 11.
Abb. e-500zz
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Die folgenden Module können in den E-500 / E-501 Chassis installiert werden:
· Verstärkermodule (s. Seite xx)
E-503.00
LV-PZT Niedervolt-Piezo Leistungsverstärkermodul, 3 x 14 W, 3 Kanäle
E-505.00
LV-PZT Niedervolt-Piezo Leistungsverstärkermodul, 200 W
E-507.00
HV-PZT Piezo-Hochspannungs-Verstärkermodul, 50 W
· Display- u. Schnittstellenmodule (s. Seite 26)
E-515.i1
Display- u. Schnittstellenmodul, 16 Bit, IEEE 488/RS-232
E-515.i3
Display- u. Schnittstellenmodul, 16 Bit, IEEE 488/RS-232, 3 Kanäle
E-515.01
Displaymodul für Piezo-Spannung u. -Position
E-515.03
Displaymodul für Piezo-Spannung u. -Position, 3 Kanäle
· Sensor u. Servo-Controllermodule (s. Seite 25)
E-509.C1
Sensor/Servo-Controllermodul, kapazitive Sensoren
E-509.L1
Sensor/Servo-Controllermodul, LVDT-Sensoren
E-509.S1
Sensor/Servo-Controllermodul, DMS-Sensoren
E-509.C2
Sensor/Servo-Controllermodul, kapazitive Sensoren, 2 Kanäle
E-509.C3
Sensor/Servo-Controllermodul, kapazitive Sensoren, 3 Kanäle
E-509.L3
Sensor/Servo-Controllermodul, LVDT-Sensoren, 3 Kanäle
E-509.S3
Sensor/Servo-Controllermodul, DMS, 3 Kanäle
Konfigurationsbeispiele:
· Niedervolt-Verstärker, 3 Kanäle, ohne Display:
1 x E-500.00
Modulares Piezo-Controller-System, 19”-Chassis
1 x E-503.00
LV-PZT Niedervolt-Piezo Leistungsverstärkermodul, 3 x 14 W, 3 Kanäle
· Hochvolt-Verstärker, 3 Kanäle, mit Display u. Schnittstelle:
1 x E-500.00
Modulares Piezo-Controller-System, 19”-Chassis
3 x E-507.00
HV-PZT Piezo-Hochspannungs-Verstärkermodul, 50 W
1 x E-515.i3
Display- u. Schnittstellenmodul, 16 Bit, IEEE 488/RS-232, 3 Kanäle
· Hochvolt-Verstärker/Servo-Controller (DMS-Sensoren), 3 Kanäle, mit Display u. Schnittstelle:
1 x E-500.00
Modulares Piezo-Controller-System, 19”-Chassis
3 x E-507.00
HV-PZT Piezo-Hochspannungs-Verstärkermodul, 50 W
1 x E-509.L3
Sensor/Servo-Controllermodul, LVDT-Sensoren, 3 Kanäle
1 x E-515.i3
Display- u. Schnittstellenmodul, 16 Bit, IEEE 488/RS-232, 3 Kanäle
· Positionsgeregelter Betrieb des P-731.20 XY-NanoPositioniertisches (kapazitive Sensoren), schnellstmögliche Ansprechzeit, analoge Steuerung:
1 x E-500.00
Modulares Piezo-Controller-System, 19”-Chassis
2 x E-505.00
LV-PZT Niedervolt-Piezo Leistungsverstärkermodul, 200 W
1 x E-509.C2
Sensor/Servo-Controllermodul, kapazitive Sensoren, 2 Kanäle
· Positionsgeregelter Betrieb des P-731.20 XY-NanoPositioniertisches (kapazitive Sensoren) und P-721.20 PIFOC Objektiv-NanoPositionierers (kapazitive Sensoren), statischer oder langsamer Betrieb, Steuerung vom Computer, 9,5” Chassis:
1 x E-501.00
Modulares Piezo-Controller-System, 9,5”-Chassis
1 x E-503.00
LV-PZT Niedervolt-Piezo Leistungsverstärkermodul, 3 x 14 W, 3 Kanäle
1 x E-509.C3
Sensor/Servo-Controllermodul, kapazitive Sensoren, 3 Kanäle
1 x E-515.i3
Display- u. Schnittstellenmodul, 16 Bit, IEEE 488/RS-232, 3 Kanäle
· Positionsgeregelter Betrieb des S-340 Kippsystems (LVDT-Sensoren), schnellstmögliche Ansprechzeit, analoge Ansteuerung:
1 x E-500.00
Modulares Piezo-Controller-System, 19”-Chassis
3 x E-505.00
LV-PZT Niedervolt-Piezo Leistungsverstärkermodul, 200 W
1 x E-509.L3
Sensor/Servo-Controllermodul, LVDT-Sensoren, 3 Kanäle
· Positionsgeregelter Betrieb des P-731.20 XY-NanoPositioniertisches (kapazitive Sensoren) und P-721.10 PIFOC Objektiv-NanoPositionierers (LVDT-Sensor), schnellstmögliche Ansprechzeit, analoge Steuerung:
1 x E-500.00
Modulares Piezo-Controller-System, 19”-Chassis
3 x E-505.00
LV-PZT Niedervolt-Piezo Leistungsverstärkermodul, 200 W
2 x E-509.C1
Sensor/Servo-Controllermodul, kapazitive Sensoren
1 x E-509.L1
Sensor/Servo-Controllermodul, LVDT-Sensoren
· Positionsgeregelter Betrieb von drei P-841.10 LV-PZT-Translatoren (DMS-Sensoren), statischer oder langsamer Betrieb, analoge Ansteuerung, Möglichkeit des späteren Aufrüstens für schnelleren Betrieb:
1 x E-500.00
Modulares Piezo-Controller-System, 19”-Chassis (kann drei E-505 Verstärker aufnehmen)
1 x E-503.00
LV-PZT Niedervolt-Piezo Leistungsverstärkermodul, 3 x 14 W, 3 Kanäle
1 x E-509.S3
Sensor/Servo-Controllermodul, DMS-Sensoren, 3 Kanäle
Optional:
1 x E-515.03
Displaymodul für Piezo-Spannung u. -Position, 3 Kanäle
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· 500 W Spitzenleistung
· Ausgangsspannung -3 bis -1100 V bzw. bipolar
· 1- und 2-Kanalversionen
· Optionale Sensor/Servo-Controllermodule
· Optionale Display- und Schnittstellenmodule
Die Hochleistungsverstärker und Controller der Serie E-470 wurden speziell dafür entwickelt, Piezo-Translatoren mit hohen elektrischen Kapazitäten zu treiben. Sie basieren auf dem E-420 Verstärkermodul, das einen Spitzenstrom von 500 mA in einem Spannungsbereich von -3 bis -1100 V abgeben und aufnehmen kann (positiver oder bipolarer Betrieb über Jumper einstellbar). Vier Versionen sind verfügbar:
1) E-470.00 Verstärker-Tischgerät für Piezo-Translatoren ohne Positionssensor
2) E-471.00 19”-Verstärker, ausrüstbar mit einem Sensor/Servo-Controllermodul und einem Display- und Schnittstellenmodul
3) E-472.00 19”-Zweikanalverstärker
4) E-420.00 OEM-Verstärkermodul mit integriertem Netzteil
Alle Versionen können auf zwei Arten betrieben werden:
· Manueller Betrieb (statisch)
Die Ausgangsspannung jedes Kanals kann über ein DC-Offset-Potentiometer im Bereich von -3 bis -1000 V eingestellt werden.
· Externer Betrieb (statisch und dynamisch)
Die Ausgangsspannung wird von einem analogen Eingangssignal im Bereich von 0 bis 11 V gesteuert, was zu einer Ausgangsspannung von 0 bis -1100 V führt (Spannungsverstärkung -100). Mit dem Offset-Potentiometer kann der Eingangsspannungsbereich kontinuierlich zwischen 0 V bis 10 V und -10 V bis 0 V verschoben werden (s. Seite 29).
Die Version E-471.00 ermöglicht die Installation der folgenden Module:
Sensor u. Servo-Controllermodule für positionsgeregelten Betrieb (s. Seite 25)
E-509.C1 Sensor/Servo-Controllermodul, kapazitive Sensoren
E-509.L1 Sensor/Servo-Controllermodul, LVDT-Sensoren
E-509.S1 Sensor/Servo-Controllermodul, DMS-Sensoren
Display- u. Schnittstellenmodule (s. Seite 26)
E-515.i1 Display- u. Schnittstellenmodul, 16 Bit, IEEE 488/RS-232
Displaymodul für Piezo-Spannung u. -Position (s. Seite 27)
E-515.01 Displaymodul für Piezo-Spannung u. -Position
Wichtige Hinweise zum Abgleich auf Seite 31.
Bestellinformation:
E-470.00 HV-PZT Piezo-Hochspannungs-Verstärker, 1100 V Spannungshub, 500 W, Tischgerät
E-471.00 HV-PZT Piezo-Hochspannungs-Verstärker, 1100 V Spannungshub, 500 W, Controller-Option, 19"
E-472.00 HV-PZT Piezo-Hochspannungs-Verstärker, 2 Kanäle, 1100 V Spannungshub, 500 W, 19"
E-420.00 HV-PZT Piezo-Hochspannungs-Verstärkermodul, 1100 V Spannungshub, 500 W
Abb. E471config Konfigurationsbeispiel: E-471.00 HV-PZT Piezo-Hochspannungs-Verstärker mit optionalem E-509.S1 Sensor/Servo-Controllermodul (DMS) und E-515.i1 Display- u. Schnittstellenmodul.
Abb. E420 E-420.00 HV-PZT Piezo-Hochspannungs-Verstärkermodul
Abb. E472 E-472.00 HV-PZT Piezo-Hochspannungs-Verstärker
Abb. e420_0resp E-420, E-470, E-471, E-472, Aussteuergrenzen (ungeregelt) mit verschiedenen Piezo-Lasten.
Alle Kapazitäten in nF.
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· 2000 W Spitzenleistung
· Ausgangsspannungshub 1000 V
· Optionale Sensor/Servo-Controllermodule
· Optionale Display- und Schnittstellenmodule
Der E-480 Hochleistungsverstärker/Controller wurde speziell dafür entwickelt, Piezo-Translatoren mit extrem hohen elektrischen Kapazitäten zu treiben. Er basiert auf einem neuen Konzept, das PWM (Puls-Weiten-Modulation) mit Energierückgewinngung verbindet. Durch das Schaltungsprinzip ist es möglich, Energie verlustarm in den Piezo einzukoppeln und die beim Entladen des Piezos anfallende Energie wieder zur Versorgung für den Verstärker zurückzugewinnen (s. Blockschaltbild in Abb. ).
Der E-480 kann einen Spitzenstrom von 2000 mA abgeben und aufnehmen. Ein spezielle Schaltung zur Temperaturüberwachung des Piezos sorgt für die Abschaltung des Verstärkers bei Überschreiten einer voreingestellten Temperaturschwelle. Wegen der hohen Spitzenleistung von 2000 W eignet sich der E-480 nicht für den Betrieb von Standard-Piezos. Er ist mit einem speziellen 8-poligen Stecker ausgerüstet, über den alle Ausgangsspannungsbereiche abgegriffen werden können. Einer der Pins führt dabei die gesteuerte Spannung (Vorlauf), die zwischen –500 u. +500 V liegen kann. An den anderen Pins (Rücklauf) liegen Festspannungen zwischen –500 u. + 500 V in 250 V Abstufungen. Der Verstärker kann dadurch auch für den Brückenbetrieb von zwei Piezos eingesetzt werden.
Durch die PWM-Verstärker kann in manchen Spannungsbereichen ein Spannungsrauschen von bis zu 0,3 % auftreten, was sich je nach Einbau in einem akustischen Rauschen am Piezo äußert, jedoch keine Auswirkung auf die Funktion hat. Weitere Informationen zum Betrieb dieses Gerätes bekommen Sie von unseren Produktspezialisten.
Abb. Pwr-recAmp Prinzipschaltbild eines Verstärkers mit Energierückgewinnung
Die folgenden Module können im E-480.00 installiert werden:
Sensor u. Servo-Controllermodule für positionsgeregelten Betrieb (s. Seite 25)
E-509.C1 Sensor/Servo-Controllermodul, kapazitive Sensoren
E-509.L1 Sensor/Servo-Controllermodul, LVDT-Sensoren
E-509.S1 Sensor/Servo-Controllermodul, DMS-Sensoren
Display- u. Schnittstellenmodule (s. Seite 26)
E-515.i1 Display- u. Schnittstellenmodul, 16 Bit, IEEE 488/RS-232
Displaymodul für Piezo-Spannung u. -Position (s. Seite 27)
E-515.01 Displaymodul für Piezo-Spannung u. -Position
Alle Versionen können auf zwei Arten betrieben werden:
· Manueller Betrieb (statisch)
Die Ausgangsspannung jedes Kanals kann über ein DC-Offset-Potentiometer von 0 bis zum vollen Spannungshub (1000 V) eingestellt werden.
· Externer Betrieb (statisch und dynamisch)
Die Ausgangsspannung wird von einem analogen Eingangssignal im Bereich von 0 bis 10 V gesteuert, was zu einem Ausgangsspannungshub von bis zu 1000 V führt (Spannungsverstärkung 100). Mit dem Offset-Potentiometer kann der Eingangsspannungsbereich kontinuierlich zwischen 0 V bis 10 V und -10 V bis 0 V verschoben werden (s. Seite 29).
Wenn ein E-509 Sensor/Servo-Controllermodul installiert ist, kann das Gerät auf zwei Arten im positionsgeregelten Betrieb arbeiten:
· Manueller Betrieb (statisch)
Die Position des Piezos kann mit dem DC-Offset-Potentiometer von der Nullage bis zur nominalen Auslenkung eingestellt werden.
· Externer Betrieb (statisch und dynamisch)
Die Position des Piezos wird durch ein analoges Eingangssignal im Bereich von 0 bis 10 V kontrolliert. Der Regler ist so eingestellt, daß 10 V der maximalen nominalen Auslenkung und 0 V der Nullage entspricht. Mit dem Offset-Potentiometer kann eine Offset-Spannung im Bereich von 0 bis 10 V zum Eingangssignal addiert werden.
Bestellinformation
E-480.00 HV-PZT Piezo-Hochspannungs-Hochleistungsverstärker mit Energierückgewinnung, 1000 V Spannungshub, 2000 W, 19"
Wichtige Hinweise zum Abgleich auf Seite 31.
Abb. E480config E-480.00 mit optionalem E-509.S1 Sensor/Servo-Controllermodul (DMS) und E-515.01 Displaymodul
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· 3 unabhängige Kanäle
· 3 x 5 W Spitzenleistung
· 3 LED-Displays für Ausgangsspannungen
· Ausgangsspannungsbereich 0 bis -1500 V
E-463.00 ist ein Tisch-Verstärker für Hochspannungs-Piezoaktuoren / piezoelektrische Präzisions-Lineartische. Er enthält drei unabhängige Verstärkerkanäle, die einen Spitzenstrom von 4 mA abgeben und aufnehmen können. Zwei Betriebsarten sind möglich:
· Manueller Betrieb (statisch)
Die Ausgangsspannung jedes Kanals kann über ein DC-Offset-Potentiometer im Bereich von 0 bis -1000 V eingestellt werden.
· Externer Betrieb (statisch und dynamisch)
Die Ausgangsspannung wird von einem analogen Eingangssignal im Bereich von 0 bis 10 V gesteuert, was zu einer Ausgangsspannung von 0 bis -1500 V führt (Spannungsverstärkung -150). Mit dem Offset-Potentiometer kann der Eingangsspannungsbereich kontinuierlich zwischen 0 V bis 10 V und –6,66 V bis 3,33 V verschoben werden (s. Seite 29). Drei 3 ½-stellige LED-Displays zeigen die Ausgangsspannung jedes Kanals.
Computersteuerbare Piezo-Elektronik für Hochspannungs-Piezoaktuoren / piezoelektrische Präzisions-Lineartische finden Sie ab Seite 9.
Bestellinformation
E-463.00 HV-PZT Piezo-Hochspannungs-Verstärker, 0 bis –1500 V, 3 x 5 W
Abb. e463 E-463
Abb. e463_4n E-463, Aussteuergrenzen mit verschiedenen Piezo-Lasten.
Alle Kapazitäten in nF.
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· 3 unabhängige Kanäle
· 3 x 14 W Spitzenleistung
· 3 LED-Displays für Ausgangsspannungen
· Ausgangsspannungsbereich -20 bis 120 V
E-663 ist ein Tisch-Verstärker für Niedervolt-Piezoaktuoren / piezoelektrische Präzisions-Lineartische. Er enthält drei unabhängige Verstärkerkanäle, die einen Spitzenstrom von 140 mA abgeben und aufnehmen können. Zwei Betriebsarten sind möglich:
· Manueller Betrieb (statisch)
Die Ausgangsspannung jedes Kanals kann über ein DC-Offset-Potentiometer im Bereich von 0 bis 100 V eingestellt werden.
· Externer Betrieb (statisch und dynamisch)
Die Ausgangsspannung wird von einem analogen Eingangssignal im Bereich von -2 bis 12 V gesteuert, was zu einer Ausgangsspannung von -20 bis 120 V führt (Spannungsverstärkung 10). Mit dem Offset-Potentiometer kann der Eingangsspannungsbereich kontinuierlich zwischen -2 bis 12 V und -12 bis 2 V verschoben werden (s. Seite 29).
Drei 3 ½-stellige LED-Displays zeigen die Ausgangsspannung jedes Kanals.
Computersteuerbare Piezo-Elektronik für Niedervolt-Piezoaktuoren / piezoelektrische Präzisions-Lineartische finden Sie ab Seite 9 und auf Seite xx.
Bestellinformation
E-663.00 LV-PZT Niedervolt-Piezo Leistungsverstärker, -20 bis 120 V, 3 x 14 W
Abb. e663 E-663
Abb. e663_4n E-663, Aussteuergrenzen mit verschiedenen Piezo-Lasten.
Alle Kapazitäten in µF.
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· Kompakter Einkanalverstärker für Hochspannungs-Piezoaktuoren / piezoelektrische Präzisions-Lineartische
· 12 V Batterie- oder Netzbetrieb
· Ausgangsspannungsbereich -10 bis -1000 V
· Für statischen und quasi-statischen Betrieb
E-461.00 ist ein kompakter Verstärker für Hochspannungs-Piezoaktuoren / piezoelektrische Präzisions-Lineartische, der einen Spitzenstrom von 0,5 mA in einem Bereich von -10 bis -1000 V liefert und besonders für statische oder quasi-statische Anwendungen geeignet ist. Die niedrige Versorgungsspannung von 12 V (80 mA) ermöglicht dabei auch einen externen Batteriebetrieb.
Die OEM-Version des E-461.00 Verstärkers, E-461.OE, ist ein extrem kompaktes Modul ohne manuelle Einstellmöglichkeiten. Es ist komplett in einem Metallgehäuse gekapselt und zum Auflöten auf Platinen bestimmt. Alle Funktionen werden über sechs auf der Unterseite liegende Pins kontrolliert. Der Hochspannungsausgang befindet sich an einem Koaxialkabel mit LEMO Stecker (ERA.0A.250.CTL). E-461.00 und E-461.OE können auf zwei Arten betrieben werden:
· Manueller Betrieb (statisch)
Die Ausgangsspannung kann über ein DC-Offset-Potentiometer im Bereich von -10 bis -1000 V eingestellt werden (bei E-461.OE nicht enthalten).
· Externer Betrieb (geringe Dynamik)
Die Ausgangsspannung wird von einem analogen Eingangssignal im Bereich von 0 bis 10 V gesteuert, was zu einer Ausgangsspannung von -10 bis -1000 V führt (Spannungsverstärkung -100). Mit dem Offset-Potentiometer kann der Eingangsspannungsbereich kontinuierlich zwischen 0 V bis 10 V und -10 V bis 0 V verschoben werden (s. Seite 29).
E-461.00 und E-461.OE sind nicht mit einer aktiven Entladungsschaltung ausgerüstet, sondern mit einem 5 MW / 3,9 nF RC-Glied. Dadurch können sich auch bei symmetrischer Ansteuerung die Piezo-Entladezeiten von den Aufladezeiten unterscheiden. Für den dynamischen Piezo-Betrieb (> 1 Hz) werden deshalb die Verstärkertypen E-463 oder E-507 empfohlen.
Bestellinformation
E-461.00 HV-PZT Piezo-Hochspannungs-Verstärker, 10 bis -1000 V, Tischgerät
E-461.OE HV-PZT Piezo-Hochspannungs-Verstärkermodul, 10 bis -1000 V, OEM-Version
Abb. e461 E-461.00
Abb. e461oe E-461.OE
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· Kompakter Einkanalverstärker für Niedervolt-Piezoaktuoren / piezoelektrische Präzisions-Lineartische
· 12 V Batterie- oder Netzbetrieb
· Ausgangsspannungsbereich 5 bis 100 V
· Für statischen und dynamischen Betrieb
E-660.00 ist ein kompakter Verstärker für Niedervolt-Piezoaktuoren / piezoelektrische Präzisions-Lineartische, der einen Spitzenstrom von 20 mA abgeben und aufnehmen kann. Er ist besonders für Anwendungen mit geringer Dynamik geeignet. Die niedrige Versorgungsspannung von 12 V (150 mA) ermöglicht dabei auch einen externen Batteriebetrieb.
Die OEM-Version des E-660.00 Verstärkers, E-660.OE, ist ein extrem kompaktes Modul ohne manuelle Einstellmöglichkeiten. Es ist komplett in einem Metallgehäuse gekapselt und zum Auflöten auf Platinen bestimmt. Alle Ein- und Ausgänge liegen auf der Unterseite des Moduls (8 Pins). E-660.00 und E-660.OE können auf zwei Arten betrieben werden.
· Manueller Betrieb (statisch)
Die Ausgangsspannung kann über ein DC-Offset-Potentiometer im Bereich von 5 bis 100 V eingestellt werden (bei E-660.OE nicht im Lieferumfang enthalten).
· Externer Betrieb (statisch und dynamisch)
Die Ausgangsspannung wird von einem analogen Eingangssignal im Bereich von 0 bis 10 V gesteuert, was zu einer Ausgangsspannung von +5 bis 100 V führt (Spannungsverstärkung 10). Mit dem Offset-Potentiometer kann der Eingangsspannungsbereich kontinuierlich zwischen 0 V bis 10 V und -10 V bis 0 V verschoben werden (s. Seite 29).
Bestellinformation
E-660.00 LV-PZT Niedervolt-Piezo Leistungsverstärker, 5 bis 100 V, 2 W, Tischgerät
E-660.OE LV-PZT Niedervolt-Piezo Leistungsverstärkermodul, 5 bis 100 V, 2 W, OEM-Version
Abb. e660 E-660.00
Abb. e660oe E-660.OE
Abb. e660_4n E-660, Aussteuergrenzen mit verschiedenen Piezo-Lasten. Alle Kapazitäten in µF.
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· Einschubmodul für E-500 / E-501
· 3 unabhängige Kanäle
· 3 x 14 W Spitzenleistung
· Ausgangsspannungsbereich -20 bis 120 V
E-503.00 ist ein Verstärkermodul für Niedervolt-Piezoaktuoren und piezoelektrische Präzisions-Lineartische. Es enthält drei unabhängige Verstärkerkanäle, die einen Spitzenstrom von 140 mA abgeben und aufnehmen können. Zwei Betriebsarten sind möglich:
· Manueller Betrieb (statisch)
Die Ausgangsspannung jedes Kanals kann über ein DC-Offset-Potentiometer im Bereich von 0 bis 100 V eingestellt werden.
· Externer Betrieb (statisch und dynamisch)
Die Ausgangsspannung wird von einem analogen Eingangssignal im Bereich von -2 bis 12 V gesteuert, was zu einer Ausgangsspannung von -20 bis 120 V führt (Spannungsverstärkung 10). Mit dem Offset-Potentiometer kann der Eingangsspannungsbereich kontinuierlich zwischen -2 bis 12 V und -12 bis 2 V verschoben werden (s. Seite 29).
Ein Computerbetrieb des E-503 wird mit dem 16-Bit-Schnittstellenmodul E-515 (in Verbindung mit dem E-500/E-501 Chassis) bewerkstelligt.
Das E-503.00 Modul wird über eine 32-polige Steckerleiste vom E-500/E-501 Chassis (S. 9) mit Strom und Steuersignalen versorgt.
Bestellinformation
E-503.00 LV-PZT Niedervolt-Piezo Leistungsverstärkermodul, -20 bis 120 V, 3 x 14 W
Abb. e503
Abb. e503_4n E-503, Aussteuergrenzen mit verschiedenen Piezo-Lasten. Alle Kapazitäten in µF.
©
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· Einschubmodul für E-500 / E-501
· 200 W Spitzenleistung
· Ausgangsspannungsbereich -20 bis 120 V
E-505.00 ist ein Verstärkermodul für Niedervolt-Piezoaktuoren / piezoelektrische Präzisions-Lineartische und kann einen Spitzenstrom von 2000 mA abgeben und aufnehmen. Zwei Betriebsarten sind möglich:
· Manueller Betrieb (statisch)
Die Ausgangsspannung kann über ein DC-Offset-Potentiometer im Bereich von 0 bis 100 V eingestellt werden.
· Externer Betrieb (statisch und dynamisch)
Die Ausgangsspannung wird von einem analogen Eingangssignal im Bereich von -2 bis 12 V gesteuert, was zu einer Ausgangsspannung von -20 bis 120 V führt (Spannungsverstärkung 10). Mit dem Offset-Potentiometer kann der Eingangsspannungsbereich kontinuierlich zwischen -2 bis 12 V und -12 bis 2 V verschoben werden (s. Seite 29).
Ein Computerbetrieb des E-505 wird mit dem 16-Bit-Schnittstellenmodul E-515 (in Verbindung mit dem E-500/E-501 Chassis) bewerkstelligt.
Das E-505.00 Modul wird über eine 32-polige Steckerleiste vom E-500/E-501 Chassis (S. 9) mit Strom und Steuersignalen versorgt.
Bestellinformation
E-505.00 LV-PZT Niedervolt-Piezo Leistungsverstärkermodul, -20 bis 120 V, 200 W
Abb. e505
Abb. e505_4n E-505, Aussteuergrenzen mit verschiedenen Piezo-Lasten. Alle Kapazitäten in µF.
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· Einschubmodul für E-500 / E-501
· 50 W Spitzenleistung
· Ausgangsspannungsbereich -3 bis -1100 V bzw. bipolar
E-507.00 ist ein Verstärkermodul für Hochspannungs-Piezoaktuoren / piezoelektrische Präzisions-Lineartische und kann einen Spitzenstrom von 50 mA abgeben und aufnehmen. Zwei Betriebsarten sind möglich:
· Manueller Betrieb (statisch)
Die Ausgangsspannung kann über ein DC-Offset-Potentiometer im Bereich von -3 bis -1000 V eingestellt werden.
· Externer Betrieb (statisch und dynamisch)
Die Ausgangsspannung wird von einem analogen Eingangssignal im Bereich von 0 bis 11 V gesteuert, was zu einer Ausgangsspannung von -3 bis -1100 V führt (Spannungsverstärkung -100). Mit dem Offset-Potentiometer kann der Eingangsspannungsbereich kontinuierlich zwischen 0 V bis 11 V und -11 V bis 0 V verschoben werden (s. Seite 29).
Ein Computerbetrieb des E-507 wird mit dem 16-Bit-Schnittstellenmodul E-515 (in Verbindung mit dem E-500/E-501 Chassis) bewerkstelligt.
Das E-507.00 Modul wird über eine 32-polige Steckerleiste vom E-500/E-501 Chassis (S. 9) mit Strom und Steuersignalen versorgt.
Bestellinformation
E-507.00 HV-PZT Piezo-Hochspannungs-Verstärkermodul, 1100 V Spannungshub, 50 W
Abb. e507
Abb. e507_4n E-507, Aussteuergrenzen mit verschiedenen Piezo-Lasten.
Alle Kapazitäten in nF.
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· Positionsregelung für Piezos mit DMS-, LVDT- und kapazitiven Sensoren
· Zum Positionieren mit höchster Genauigkeit
· 1-, 2- und 3-Kanalversionen
E-509 ist ein Positionsregelmodul mit Sensorauswerteelektronik für piezoelektrische Positioniersysteme mit integrierten oder externen Positionssensoren. Es eliminiert automatisch Drift bzw. Hysterese, die im spannungsgesteuerten Betrieb auftauchen und erhöht auch die Steifigkeit des Piezos durch augenblickliche Anpassung der Piezospannung im Falle eines Lastwechsels. Verschiedene Ausführungen für die folgenden Sensortypen werden angeboten: DMS-, LVDT- (Linear Variable Differential Transformer) und kapazitive Sensoren. Alle drei Varianten sind als Ein- und Dreikanalmodule erhältlich. Für kapazitive Sensoren gibt es zusätzlich eine Zweikanalvariante.
Alle E-509 Ausführungen sind mit einem speziell für den Piezo-Betrieb modifizierten Proportional-Integral-Positionsregler ausgerüstet (ein Differentialanteil bringt bei der Regelung von Piezos praktisch keine Vorteile, erhöht aber das Rauschen). Der integrierte Notch-Filter trägt zu einer deutlichen Verbesserung der Dynamik bei und ermöglicht den Betrieb des Piezo-Positioniersystems näher an der mechanischen Resonanzfrequenz.
Das E-509 Modul wird über eine 32-polige Steckerleiste vom E-500/E-501 Chassis (S. 9), vom E-471 oder E-480 (S. 14, 16) mit Strom und Steuersignalen versorgt.
Wichtige Hinweise zum Abgleich auf Seite 31.
Bestellinformation
E-509.C1 Sensor/Servo-Controllermodul, kapazitive Sensoren
E-509.L1 Sensor/Servo-Controllermodul, LVDT-Sensoren
E-509.S1 Sensor/Servo-Controllermodul, DMS-Sensoren
E-509.C2 Sensor/Servo-Controllermodul, kapazitive Sensoren, 2 Kanäle
E-509.C3 Sensor/Servo-Controllermodul, kapazitive Sensoren, 3 Kanäle
E-509.L3 Sensor/Servo-Controllermodul, LVDT-Sensoren, 3 Kanäle
E-509.S3 Sensor/Servo-Controllermodul, DMS-Sensoren, 3 Kanäle
Abb. e50913
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· IEEE 488- und RS-232-Rechnerschnittstelle
· 4 ½-stellige Anzeige für Spannung und Position
· Rauscharme 16-Bit D/A-Wandler
· 1- und 3-Kanalausführungen
E-515.i1 und E-515.i3 sind ein- bzw. dreikanalige mikroprozessorgesteuerte Displaymodule mit integrierter IEEE 488- u. RS-232-Rechnerschnittstelle und 16 Bit D/A-Wandlern. Sie ermöglichen den Computerbetrieb aller von PI angebotenen Piezo-Verstärkermodule. Mehr als 20 SCPI- (Standard Commands for Programmable Instruments, IEEE 488.2) Befehle im ASCII Format stehen für die Programmierung zur Verfügung. Alle Befehle zur Steuerung der Piezos werden von den besonders rauscharmen integrierten 16-Bit D/A-Wandlern in Spannungen im Bereich von -12 bis 12 V umgewandelt. Zusätzliche A/D-Wandler lesen die tatsächliche Verstärker-Ausgangsspannung und die Istposition (Sensormonitorsignal) zurück. Durch spezielle digitale Filter wird eine Auflösung von 18 Bit erreicht.
Kommunikation:
Für die Kommunikation mit einem Computer stehen eine RS-232- und eine IEEE 488-Schnittstelle zur Verfügung.
Betrieb:
E-515 kann statisch und dynamisch betrieben werden. Eine Windows™ Benutzeroberfläche ist im Lieferumfang enthalten.
Das E-515 Modul wird über eine 64-polige Steckerleiste vom E-500/E-501 Chassis (S. 9), vom E-471 oder E-480 (S. 14, 16) mit Strom und Steuersignalen versorgt.
Bestellinformation
E-515.i1 Display- u. Schnittstellenmodul, 16 Bit, IEEE 488/RS-232
E-515.i3 Display- u. Schnittstellenmodul, 16 Bit, IEEE 488/RS-232, 3 Kanäle
Abb. e505i3
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· 3 ½-stellige LED Anzeige für Spannung und Position
· 1- und 3-Kanalausführungen
E-515.01 und E-515.03 sind ein- bzw. dreikanalige Module für die Anzeige der Piezo-Spannung und -Position. Pro Kanal steht ein 3 ½-stelliges LED-Display zur Verfügung, das über einen Kippschalter in den Spannungs- oder Positionsmodus umgeschaltet werden kann. Der Spannungs- und Positionsbereich für jeden Kanal kann intern über Jumper und Potentiometer eingestellt werden.
Das E-515 Modul wird über eine 32-polige Steckerleiste vom E-500/E-501 Chassis (S. 9), vom E-471 oder E-480 (S. 14, 16) mit Strom und Steuersignalen versorgt.
Bestellinformation
E-515.01 Displaymodul für Piezo-Spannung u. -Position
E-515.03 Displaymodul für Piezo-Spannung u. -Position, 3 Kanäle
Abb. e515ox
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· Versorgt alle im E-500 installierbaren Module mit Strom
· Für weltweiten Einsatz: 90-264 VAC
· Bestandteil des E-500 Chassis
Das E-530.00 Multifunktionsnetzteilmodul ist Teil des modularen E-500 Piezo-Controller-Systems und liefert sämtliche Hoch- und Niederspannungen, die für den Betrieb aller installierbaren Verstärker-, Servo-Controller-, und Displaymodule benötigt werden.
Bestellinformation
E-530.00 Multifunktionsnetzteilmodul für E-500
Abb. e530
· Versorgt alle im E-501 installierbaren Module mit Strom
· Für weltweiten Einsatz: 90-120 und 220-264 VAC
· Bestandteil des E-501 Chassis
Das E-531.00 Multifunktionsnetzteilmodul ist Teil des modularen E-501 Piezo-Controller Systems und liefert sämtliche Hoch- und Niederspannungen, die für den Betrieb aller installierbaren Verstärker-, Servo-Controller-, und Displaymodule benötigt werden.
Bestellinformation
E-531.00 Multifunktionsnetzteilmodul für E-501
Abb. e531
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Piezo-Verstärker ohne zusätzlichen Positionsregler (Servo-Controller) arbeiten entsprechend dem oberen Zweig des Schaltbildes. Auch die "Slew Rate" Einstellung der "Servo ON/OFF" Schalter und die "Overflow" Anzeige sind nur bei den Versionen mit Positionsregler vorhanden. Hinweis: Die DC-Offsetspannung wird vor dem eigentlichen Verstärker zur Eingangsspannung addiert.
Die Kurven zeigen, daß der Eingangsspannungsbereich eines LV-PZT Niedervolt-Piezo Leistungsverstärkers mit dem DC-Offset-Potentiometer variiert werden kann. Dieses Prinzip gilt auch für HV-PZT Piezo-Hochspannungs-Verstärker, bei denen der Eingangsspannungsbereich typischerweise 0 bis 10 V und der Ausgangsspannungsbereich 0 bis -1000 V beträgt. Mit dem Offset-Potentiometer kann der Eingangsspannungsbereich kontinuierlich zwischen 0 V bis 10 V und -10 V bis 0 V verschoben werden.
Abb. e500blck
Abb. amp_Imtn
Die Bandbreite eines Verstärkers mit einem gegebenen Piezo hängt von der Verstärkerleistung, dem Verstärkerdesign und der Kapazität des Piezos ab. In hochdynamischen Anwendungen benötigen Piezos hohe Lade- und Entladeströme. Dabei kommt, besonders bei sinusförmigem Betrieb oder bei Pulsbetrieb, dem Spitzenstrom eine besondere Bedeutung zu. Deshalb sind Piezo-Verstärker von PI so ausgelegt, daß sie hohe Spitzenströme liefern und aufnehmen können. Wird ein Verstärker mit einer Last und Frequenz betrieben, bei der er nicht mehr den erforderlichen Strom aufbringen kann, kommt es zur Verzerrung des Ausgangssignals.
Wir haben für jedes Verstärkermodell die Aussteuergrenzen mit verschiedenen Piezo-Lasten in Abhängigkeit von der Frequenz und Ausgangsspannung gemessen und graphisch dargestellt, um die Auswahl zu erleichtern. Die Messungen wurden unter realen Bedingungen nach 15 Minuten Dauerbetrieb (Piezo und Verstärker) bei Zimmertemperatur durchgeführt. Im kalten Zustand nach dem Einschalten kann kurzzeitig mehr Leistung zur Verfügung stehen. Die angegebenen Kapazitätswerte sind die Kleinsignalwerte der Piezos, mit denen die Verstärker betrieben wurden (gemessen bei 1 V, 1000 Hz, 20° C, lastfrei; Großsignalwerte bei Raumtemperatur liegen 30 - 50% höher). Die Kapazität von Piezokeramik ändert sich mit Amplitude, Temperatur und Last bis zu 200% des unbelasteten Kleinsignalwertes bei Raumtemperatur. Deshalb stellen die in den Graphiken angegebenen Piezokapazitäten eigentlich eine höhere Last für den Verstärker dar.
Hinweis:
Um möglichst verzerrungsfreie Ausgangssignale zu erhalten, ist es wichtig, bei ansteigenden Frequenzen die Amplitude der Steuerspannung im gleichen Verhältnis zu reduzieren wie die Ausgangsspannung abfällt. Beispiel: Der E-503 (E-663) Verstärker kann bei Sinusansteuerung eine Piezo-Last von 23 µF bis zu einer Frequenz von ca. 15 Hz mit einem Spannungshub von 100 V betreiben. D.h. die Aussteuergrenze liegt unter diesen Bedingungen bei 100 V. Bei höheren Frequenzen fällt die Aussteuergrenze ab, z.B. auf 80 V bei 20 Hz. Deshalb ist es wichtig, bei dieser Frequenz den Eingangsspannungshub auf 8 V (Spannungsverstärkung = 10) zu reduzieren. Andernfalls wird das Ausgangssignal stark verzerrt.
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Hinweis: Weitere Informationen zum positionsgeregelten Betrieb von Piezos finden Sie im Kapitel ”Tutorium: NanoPositionieren mit Piezos".
Jeder Piezo-Controller muß individuell auf den dafür vorgesehenen Piezo abgeglichen werden. Dabei werden Stellweg, Bandbreite, Einschwingverhalten und Sensoreigenschaften berücksichtigt. Dieser Abgleich wird bei PI vorgenommen und ist im Kaufpreis des Controllers enthalten.
Um diesen Abgleich optimal durchführen zu können, sind wir auf zusätzliche Informationen über die Anwendung angewiesen (siehe Fragebogen unten). OHNE DIESE INFORMATIONEN KÖNNEN WIR IHR SYSTEM NUR FÜR DEN BETRIEB MIT GERINGER DYNAMIK OPTIMIEREN!
Jeder Controller kann nur Piezos und Sensoren betreiben, auf die er abgeglichen ist. Wird ein Piezo oder Sensor ausgetauscht, muß ein Neuabgleich durchgeführt werden.
Bei Bestellung von Piezo-Controllern und Piezos mit externen Sensoren (z.B. LVDT-Sensoren der Reihe E-115 oder kapazitive Sensoren der Reihe D-015, D-050 oder D-100) bietet PI einen kostenlosen Vorabgleichservice an. Der Servo-Controller wird auf den geforderten Stellbereich abgeglichen und die dynamischen Regelparameter werden für die erwartete Resonanzfrequenz des Systems voreingestellt. Wenn Sie ein System mit externen Sensoren bestellen, geben Sie uns bitte die folgenden Informationen:
· Gewünschter Stellbereich des Piezo-Stellsystems
· Erste mechanische Resonanzfrequenz des Systems (Schätzung)
· Arbeitsrichtung des Sensors: Wird der Sensor zusammengedrückt oder auseinanderbewegt, wenn der Piezo sich ausdehnt (s. Zeichnung)
Abb. SensDir Aktor-Sensor-Konfigurationen. Der endgültige dynamische Abgleich muß im eingebauten Zustand durchgeführt werden.
Die Positionsregler aller analogen Piezo-Controller von PI sind prinzipiell identisch. Es handelt sich dabei um speziell für den Piezobetrieb modifizierte Proportional-Integral-Positionsregler (ein Differentialanteil bringt bei der Regelung von Piezos praktisch keine Vorteile, erhöht aber das Rauschen). Ein Notch-Filter trägt zu einer deutlichen Verbesserung der Dynamik bei und ermöglicht den Betrieb des Piezo-Positioniersystems näher an der mechanischen Resonanzfrequenz. Der grundlegende Aufbau des Verstärkers/Reglers ist auf Seite 29 dargestellt.
Sowohl für die analogen als auch für die digitalen Controller hat PI mathematische Verfahren zur Steuersignalaufbereitung entwickelt, die je nach Anwendung eine erhebliche Verbesserung der Bandbreite und des Einschwingverhaltens ermöglichen.
Hinweis: Bitte füllen Sie den untenstehenden Fragebogen aus und faxen ihn mit Ihrer Bestellung oder Anfrage an uns.
Eine Reduktion der bewegten Masse ist der einfachste Weg zu höherer Bandbreite. Bessere Auflösung (minimiertes Positionsrauschen) kann durch Reduktion der Bandbreite erreicht werden und umgekehrt. Der gesteuerte Betrieb (Open Loop) ist grundsätzlich schneller als der Betrieb im geschlossenen Regelkreis (Closed Loop).
E-115.11 und E-115.21 sind LVDT (Linear Variable Differential Transformer)- Positionssensoren, die mit den E-509.L1, E-509.L3, E-610.L0 und E-662.LR Piezo-Controllern zum (quasi-statischen) positionsgeregelten Betrieb von Piezo-Aktoren und Piezo-NanoPositioniersystemen eingesetzt werden können. Bitte geben Sie bei der Bestellung den Stellweg des Piezos und die Arbeitsrichtung des Sensors an (s. Zeichnung auf Seite 31), damit der Controller entsprechend darauf eingestellt werden kann. Die Auflösung der Sensoren liegt bei ca. 10-4 des eingestellten Meßbereiches. Informationen zum Arbeitsprinzip finden sie im Kapitel ”Tutorium: NanoPositionieren mit Piezos”.
Abb. E115xx E-115.11 (l) und E-115.21 (r) LVDT-Positionssensoren
Abb. E115-11 E-115.11 Abmessungen
Abb. E115-12 E-115.21 Abmessungen
© 1998 Physik
Instrumente (PI) GmbH & Co
Das Adapter-Board dient zur Verlängerung der Piezo-Elektronikmodule mit 32-poliger Steckerleiste im E-500 bzw. E-501 Chassis (außer E-515.i1 und E-515.i3). Es wird für Abgleich- und Servicearbeiten benötigt. Zum Messen des Stromes, der über jeden der 32-Pins fließt, lassen sich alle Leiterbahnen auf dem Adapter-Board mit Jumpern öffnen.
Abb. P895-00
BNC-Stecker/offenes Ende
Kabel: RG 174 (PVC), 1 m
Dieses Kabel kann z.B. an Piezos mit Litzen angelötet werden.
Kabel/Stecker für Niedervolt-Piezoaktuoren / piezoelektrische Präzisions-Lineartische
LV-PZT-Piezos sind mit 1 m langen Kabeln mit LEMO-Steckern ausgerüstet. Der Stecker für die Spannung ist ein FFS.00.250.CTCE24, wie beim P-890.10 Kabel gezeigt. Der Stecker für den Sensor ist ein FFA.0S.304.CLAC32, wie beim P-892 Kabel (rechts) gezeigt. Als Isolationsmaterialien werden Teflon (Spannungskabel) und PUR (Sensorkabel) verwendet.
Stecker (links): LEMO FFS.00.250.CTCE31
Kupplung (rechts): LEMO PCS.00.250.CTL.CTME31
Kabel: RG 174 (PVC)
P-891.01 1 m
P-891.02 2 m
P-891.03 3 m
P-891.05 5 m
P-891.10 10 m
LEMO/offenes Ende
Stecker: FFS.00.250.CTCE24 (paßt an LV-PZT Niedervolt-Piezo Leistungsverstärker, z.B. E-505.00)
Kabel: RG 178 (Teflon)
Dieses Kabel kann z.B. an Piezos mit Litzen angelötet werden.
P-890.10 1 m
P-890.20 5 m
Adapter: LEMO-Dose / BNC-Stecker
Typ: ABA.00.250.NTL
Ermöglicht den Anschluß eines Kabels mit FFA.00.250 LEMO-Stecker (weiblich) an ein Gerät mit einer BNC-Steckdose (z.B. Anschluß eines Niedervolt-Piezos an einen Funktionsgenerator).
Adapter: Lemo-Stecker / 2 x LEMO-Dose
Typ: FTL.00.250.CTF. 1 x Stecker (rechts), 2 x Kupplung (links, Mitte)
Ermöglicht den Anschluß zweier Kabel mit FFA.00.250 LEMO-Stecker (weiblich) an eine 00.250 LEMO-Dose (z.B. E-505.00 Verstärkermodul oder P-891 Verlängerungskabel).
LEMO-Stecker / BNC-Stecker
Kabel: RG 174 (PVC), 1 m
Stecker: LEMO FFS.00.250.CTCE31 (weiblich) und BNC.ST.250.NTAE31.
Ermöglicht z.B. den Ausgang eines LV-PZT Niedervolt-Piezo Leistungsverstärkers an ein Oszilloskop anzuschließen.
Kabel/Stecker für HV-PZT-Aktoren
Falls nicht anders vermerkt, sind HV-PZT-Aktoren von PI mit 1 m langen PVC-Kabeln mit LEMO-Steckern ausgerüstet. Der Stecker für die Spannung ist ein FFS.0A.250.CTAE31, wie beim P-209 Kabel (links) gezeigt. Falls der Piezo mit einem Positionssensor (P-177.10) ausgerüstet ist, ist zusätzlich ein 1 m langes Sensorkabel installiert. Der Stecker für den Sensor ist ein FFA.0S.304.CLAC32, wie beim P-892 Kabel (rechts) gezeigt. Das Isolationsmaterial des Kabels ist PUR.
Stecker (links): FFA.0A.250.CTAE31
Kupplung (rechts): PCA.0A.250.FTLE31
Kabel: RG 174 (PVC)
P-209.01 1 m
P-209.02 2 m
P-209.03 3 m
P-209.05 5 m
P-209.10 10 m
LEMO-Stecker / offenes Ende, 1 m
Stecker: FFS.0A.250.CTAE31 (paßt an HV-PZT Piezo-Hochspannungs-Verstärker, z.B. E-507.00)
Kabel: RG 174 (PVC)
Dieses Kabel kann z.B. an Piezos mit Litzen angelötet werden.
Adapter: LEMO-Dose / BNC-Stecker
Typ ABA.0A.250.NTL
Ermöglicht den Anschluß eines Kabels mit FFA.0S.250 LEMO-Stecker (weiblich) an eine BNC-Steckdose (z.B. Anschluß eines Hochvolt-Piezos an einen Funktionsgenerator).
Adapter: BNC-Dose / Lemo-Stecker
Ermöglicht den Anschluß eines Kabels mit BNC-Stecker an eine 0S.250 LEMO-Dose (z.B. E-507.00 Verstärkermodul oder P-209 Verlängerungskabel).
Für DMS-Sensoren oder LVDTs.
Stecker (rechts): FFA.0S.304.CLAC32
Kupplung (links): PCA.0S.304.CLLC32
Kabel: 4 x AWG 32 (PVC)
P-892.01 1 m
P-892.02 2 m
P-892.03 3 m
P-892.05 5 m
P-892.10 10 m
Für kapazitive Sensoren (zwei identische Kabel).
Stecker: FFA.00.250.CTLC20
Kupplung: PCA.00.250.CTAC22
Kabel: LSM 75 (Teflon)
D-892.01 1 m
D-892.02 2 m
D-892.03 3 m
Die unten aufgeführte Liste bezieht sich auf die Empfehlungen in den technischen Daten der folgenden Kapitel dieses Katalogs: "Piezo-Aktoren", "Piezo-NanoPositioniersysteme", "Piezo-Kippsysteme" und "Mikropositionierelemente". Für die meisten Piezo-Aktoren und NanoPositioniersysteme steht mehr als eine Verstärker/Controller-Kombination zur Verfügung. Die Wahl hängt von den technischen und persönlichen Anforderungen ab. Für eine Anwendung mit geringer Dynamik ist es z.B. nicht nötig, einen Hochleistungsverstärker einzusetzen; in den meisten OEM-Einsätzen werden kompakte Europakarten den modularen 19"-Geräten vorgezogen. Die Information in der Tabelle ist nur als allgemeine Richtlinie aufzufassen; bitte entnehmen Sie Details den jeweiligen technischen Daten und lassen sich von unseren Spezialisten beraten.
A: quasi-statische Anwendungen: * E-660.00 (Tischgerät) oder * E-660.OE (OEM-Modul).
B: Anwendungen mit geringem Leistungsbedarf: E-463 (Dreikanal-Tischverstärker).
quasi-statische Anwendungen: * E-461.00 (Tischgerät) oder * E-461.OE (OEM-Modul).
C: * E-610.00 OEM-Verstärkermodul.
D: * E-610.S0 OEM-Verstärker/Controllermodul oder * E-662.SR Verstärker/Controller (Tischgerät).
E: * E-610.L0 OEM-Verstärker/Controllermodul oder * E-662.LR Verstärker/Controller (Tischgerät).
F: * E-610.C0 OEM-Verstärker/Controllermodul.
G: Anwendungen mit geringem bis mittlerem Leistungsbedarf: E-500 (E-501) Chassis + E-503 (Dreikanal-Verstärkermodul) + optionales E-515 Display- u. Schnittstellenmodul. Alternativ: E-663 (Dreikanal-Tischverstärker).
Anwendungen mit hohem Leistungsbedarf: E-500 Chassis + * E-505 (Einkanal-Verstärkermodul) + optionales E-515 (Display- u. Schnittstellenmodul).
H: Anwendungen mit geringem bis mittlerem Leistungsbedarf: E-500 (E-501) Chassis + E-503 (Dreikanal-Verstärkermodul) + E-509.ab (Servo-Controllermodul; a: Sensortyp; b: Anzahl der Achsen) + optionales E-515 (Display- u. Schnittstellenmodul)
Anwendungen mit hohem Leistungsbedarf: E-500 Chassis + E-505 (Einkanal-Verstärkermodul) + E-509.ab (Servo-Controllermodul; a: Sensortyp; b: Anzahl der Achsen) + optionales E-515 (Display- u. Schnittstellenmodul).
I: Anwendungen mit geringem bis mittlerem Leistungsbedarf: E-500 Chassis + * E-507 (Einkanal-Verstärkermodul) + optionales E-515 (Display- u. Schnittstellenmodul).
Anwendungen mit hohem Leistungsbedarf: E-420 (OEM-Verstärkermodul) oder E-470 (Tischverstärker) oder E-471 (Einkanal-Verstärker, 19") oder E-472 (Zweikanal-Verstärker, 19").
J: Anwendungen mit geringem bis mittlerem Leistungsbedarf: E-500 Chassis + * E-507 (Einkanal-Verstärkermodul) + E-509.ab (Servo-Controllermodul; a: Sensortyp; b: Anzahl der Achsen) + optionales E-515 (Display- u. Schnittstellenmodul).
Anwendungen mit hohem Leistungsbedarf: E-471 (Einkanal-Verstärker, 19") + E-509.a1 (Servo-Controllermodul; a: Sensortyp) + optionales E-515 (Display- u. Schnittstellenmodul).
K: E-710.3CD Digitaler Controller. D-Sub Spezialstecker für Piezospannung und Sensoren.
L: E-710.4CL Digitaler Controller. Lemo-Stecker für Piezospannung und Sensoren
E-501.10 / E-612.C0 NanoAutomation-Controller mit Hochgeschwindigkeits-Parallelschnittstelle
* Je nach Anzahl der Achsen (Kanäle), die betrieben werden sollen, kann mehr als ein Modul benötigt werden.
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© 1998 Physik Instrumente (PI) GmbH & Co
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