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A2 Stellweg bei 0 bis 100 V
Typischer Stellweg im offenen Regelkreis bei 0 bis 100 V Betriebsspannung. Max. Betriebsspannungsbereich kurzzeitig: -20 bis +120 V.
A4 Stellweg bei 0 bis -1000 V
Typischer Stellweg im offenen Regelkreis bei 0 bis -1000 V Betriebsspannung. Piezoaktoren mit einer max. Betriebsspannung von
-1000 V sollten nicht für längere Zeit bei unter -750 V betrieben werden. Der Betrieb im Bereich von +200 bis -750 V wird für max. Lebensdauer empfohlen.
A5 Stellweg (geregelt)
Typischer Stellweg im geschlossenen Regelkreis. PI LVPZT-Verstärker haben einen Ausgangsspannungsbereich von -20 bis +120 V, um genügend Regelreserve für Lastschwankungen etc. zu bieten.
A6 Stellweg (geregelt)
Typischer Stellweg im geschlossenen Regelkreis. PI-HVPZT-Verstärker haben einen Ausgangsspannungsbereich von -3 bis -1100 V, um genügend Regelreserve für Lastschwankungen etc. zu bieten.
A7 Max. Betriebsspannung
Piezoaktoren mit einer max. Betriebsspannung von -1000 V sollten nicht für längere Zeit bei unter -750 V betrieben werden. Für geregelte HVPZT-Translatoren wird der Betrieb im Bereich von +200 bis -750 V empfohlen (großer Stellweg und lange Lebensdauer). Piezoaktoren mit einer max. Betriebsspannung von -1500 V sollten nicht für längere Zeit bei unter -1000 V betrieben werden.
B Integrierter Positionssensor
Absolut messende kapazitive Sensoren und DMS-Sensoren werden eingesetzt, um die Positionsinformation an den Regler zurückzumelden. Siehe auch Seite Link ff. und Link ff. im Kapitel „Tutorium: Nanopositionieren mit Piezos“.
C1/C3 Auflösung
Die Auflösung von Piezoaktoren ist im Gegensatz zu motorischen Antrieben grundsätzlich unbegrenzt, weil sie nicht durch Haft- oder Gleitreibung limitiert wird. Deshalb wird das Positionsrauschen spezifiziert. Die Werte sind typische Messergebnisse (RMS, 1σ), gemessen mit dem E-503 Verstärkermodul im E-500/501 System.
C4 Auflösung (geregelt / ungeregelt)
Die Auflösung von Piezoaktoren ist im Gegensatz zu motorischen Antrieben grundsätzlich unbegrenzt, weil sie nicht durch Haft- oder Gleitreibung limitiert wird. Deshalb wird das Positionsrauschen spezifiziert. Die Werte sind typische Messergebnisse (RMS, 1σ), gemessen mit dem E-507 Verstärkermodul im E-500/501 System.
D1 Großsignalsteifigkeit
Errechneter Wert, basierend auf dem E-Modul der Piezokeramik. Die dynamische Kleinsignalsteifigkeit unterscheidet sich, bedingt durch die Kombination verschiedener Materialien im Aktor und durch Effekte, die durch die aktive Natur des Piezomaterials hervorgerufen werden, deutlich davon (siehe Seite Link im Kapitel „Tutorium: Nanopositionieren mit Piezos“).
In den meisten Anwendungen werden Piezoaktoren als Weggeber verwendet. Beim Einsatz in einer steifen Einspannung können sie als Kraftgeber dienen. Krafterzeugung ist immer mit einer Reduktion des Piezo-Stellweges gekoppelt. Die rechnerische Krafterzeugung der Keramik im Stellelement unter idealen Bedingungen bei unendlich steifer Einspannung ist gleich der Steifigkeit mal der freien Auslenkung. Siehe auch Seite Link im Kapitel „Tutorium: Nanopositionieren mit Piezos“.
D3 Druck- / Zugbelastbarkeit (in Arbeitsrichtung)
Spezifiziert die maximale Kraft, die in den Aktor eingeleitet werden darf und wird durch die Piezokeramik und Vorspannung begrenzt. Wenn größere Kräfte angelegt werden, kann es zur Beschädigung der Keramik oder des Positionssensors kommen. Die maximalen Kräfte müssen auch bei dynamischen Anwendungen beachtet werden.
Beispiel: Die dynamischen Kräfte bei sinusförmigem Betrieb mit 1000 Hz, 2 µm Amplitude und 1 kg bewegter Masse betragen ungefähr ±40 N. Siehe auch Seite Link im Kapitel „Tutorium: Nanopositionieren mit Piezos“.
D6 Max. Drehmoment (am Kopfstück)
Das maximale Drehmoment, das am Kopfstück angreifen darf, ohne dass Schaden an der Piezokeramik auftritt. Bei verschiedenen Translatoren sind Schlüsselflächen am Kopfstück angebracht, um während der Montage ein Haltemoment aufbringen zu können. Siehe auch Montagehinweise für Piezos auf Seite Link.
F1 Elektrische Kapazität
Die Kapazitätswerte in den technischen Daten sind Kleinsignalwerte (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. Weitere Informationen zum elektrischen Leistungsbedarf sind in den Aussteuerkurven der einzelnen Verstärker im Kapitel „Piezoelektronik“ enthalten.
F2 Dynamischer Stromkoeffizient (DSK)
Durchschnittlicher elektrischer Strom, der benötigt wird, um einen Piezoaktor pro Einheit Frequenz [Hz] und Hub [µm] zu betreiben (gilt für Sinusbetrieb, offener Regelkreis; bis zu 50% mehr im geschlossenen Regelkreis). Beispiel: Um herauszufinden, ob ein gewählter Verstärker einen Piezoaktor bei 100 Hz mit 5 µm Amplitude betreiben kann, muss der DSK mit 100 und 5 multipliziert werden. Wenn das Resultat kleiner oder gleich dem Dauerstrom des gewählten Verstärkers ist, eignet sich dieser für die Anwendung. Siehe auch Seite Link im Kapitel „Tutorium: Nanopositionieren mit Piezos“.
G2 Resonanzfrequenz f0 ohne Last
Die erste Resonanzfrequenz in Stellrichtung mit einseitig montiertem Aktor (nicht gleichbedeutend mit der maximalen Betriebsfrequenz). Siehe auch Seite Link im Kapitel „Tutorium: Nanopositionieren mit Piezos“.
H2 Betriebstemperatur
Die Leistungsspezifikationen gelten für den Raumtemperaturbereich (22 °C ±5 °C). Positionsgeregelte Systeme werden für optimale Genauigkeit in diesem Bereich abgeglichen. Spezifikationen für andere Temperaturbereiche auf Anfrage. Ein Neuabgleich ist empfehlenswert, wenn der Betrieb bei einer deutlich höheren oder tieferen Temperatur stattfinden soll.
J1 Spannungsanschluss
Standardstecker für die Betriebsspannung sind LEMO-Stecker.
VL: (Voltage Low) LEMO FFA.00.250, männlich.
Koaxialkabel, RG 178, Teflonisolation, 1 m.
VH: (Voltage High) LEMO FFA.0A.250, männlich.
Koaxialkabel, RG 174, PVC-Isolation, 1 m.
D: Sub-D-Spezialstecker
PT: Teflonlitzen ohne Stecker.
Verlängerungskabel und Adapter siehe „Zubehör“ am Ende des Kapitels „Piezoelektronik“.
J2 Sensoranschluss
Standardstecker für die Positionssensoren sind LEMO-Stecker.
C: LEMO FFA.00.250, weiblich. Teflonkabel, 1 m.
L: LEMO FFA.0S.304, weiblich. 1 m Koaxialkabel m. PUR-Isolation.
D: Sub-D-Spezialstecker
Verlängerungskabel und Adapter siehe „Zubehör“ am Ende des Kapitels „Piezoelektronik“.
K Masse ohne Kabel
Die Masse von Translatoren mit DMS-Sensoren ist ca. 1 g bis 3 g größer als die der vergleichbaren Modelle ohne Sensor. Die Masse eines 1 m langen Spannungskabels mit LEMO-Stecker beträgt 19 g (VH) bzw. 12 g (VL). Die Masse eines 1 m langen Sensorkabels mit LEMO-Stecker beträgt 21 g.
L Material: Gehäuse / Endstücke
Geringe Anteile anderer Materialien können intern verwendet werden, z.B. für Vorspannung, Ankopplung, Montage, thermische Kompensation etc. Kugelkopfstücke sind aus ferromagnetischem Stahl.
Al: Aluminium
N-S: unmagnetisierbarer Edelstahl
S: ferromagnetischer Stahl
I: Invar
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