| Technische Daten für Piezoaktoren und Piezokomponenten |
 |
 |
|
|
|
Betriebsspannung
Piezoaktoren mit PICMA® Keramik: 0 bis 100 V typ. Die max. empfohlene Betriebsspannung beträgt -20 bis +120 V (Extremwerte nur für kurze Zeit).
Piezoaktoren mit PICA™ Keramik: 0 bis 1000 V typ. Spannungen über +750 V sollten nur für kurze Zeit angelegt werden. Für maximale Lebens dauer und Auslenkung wird der Betrieb im Bereich von -200 bis +750 V empfohlen.
Scher- und Biegeaktoren werden mit bipolarer Spannung betrieben, typische Werte reichen von ±30 V up bis ±250 V.
Bewegung und Positionieren
Integrierter Sensor
Absolutmessende kapazitive und Dehnmessstreifensensoren (DMS) liefern die Positionsinformation an den Controller. Näheres dazu im Tutorium "Grundlagen der Nanostelltechnik" (siehe Link).
Stellweg, ungeregelt für Nanopositioniersysteme und Aktoren mit PICMA® Keramik
Mindeststellweg bei 0 bis 100 V Betriebsspannung.
Stellweg, ungeregelt für Aktoren mit PICA™ Keramik
Mindeststellweg bei 0 bis +1000 V Betriebsspannung (Hoch voltaktoren). Translatoren mit einer max. Betriebsspannung von +1000 V sollten nicht für längere Zeit bei über +750 V betrieben werden. Für maximale Lebensdauer und Auslenkung wird der Betrieb im Bereich von -200 bis +750 V empfohlen.
Stellweg, geregelt für Nanopositioniersysteme und Aktoren mit PICMA® Keramik
Positionsgeregelte Aktoren und Versteller werden zusammen mit dem Controller für einen bestimmten Stellweg voreingestellt. Die dafür erforderliche Spannung bewegt sich im empfohlenen Spannungsbereich, die Verstärker bieten zusätzlich genügend Regelreserve, z. B. für wechselnde Lasten.
Auflösung, ungeregelt / geregelt
Die Auflösung von Piezonanopositionierern und Piezoaktoren ist im Prinzip unbegrenzt, weil sie nicht durch Haft- oder Gleitreibung limitiert wird. Stattdessen ist das Äquivalent zum Elektronikrauschen spezifiziert. Gegeben sind typische Werte (RMS, 1 s) mit E-503/E-508 Verstärkermodul im E-500/E-501 Gehäuse, bei geregelten Systemen zusätzlich mit E-509 Servomodul.
Mechanische Eigenschaften
Statische Großsignalsteifigkeit
Typische Toleranz ±20%. Statische Großsignalsteifigkeit in Stellrichtung bei Raumtemperatur. Die Kleinsignalsteifigkeit und dynamische Steifigkeit können sich, bedingt durch die Kombination verschiedener Materialien im Stellsystem und durch Effekte, die durch die aktive Natur des Piezomaterials hervorgerufen werden, deutlich unterscheiden. Näheres dazu im Tutorium "Grundlagen der
Nanostelltechnik" (siehe Link).
Resonanzfrequenz, unbelastet
Typische Toleranz ±20%. Erste Resonanzfrequenz in Stellrichtung (nicht gleichbedeutend mit der maximalen Betriebsfrequenz). Näheres dazu im Tutorium "Grundlagen der Nanostelltechnik" (siehe Link).
Druck-/Zugbelastbarkeit (in Stellrichtung)
Spezifiziert die maximale Kraft, die in den Aktor eingeleitet werden darf, und wird durch die Piezokeramik und die Vorspannung begrenzt. Wenn größere Kräfte eingeleitet werden, kann es zur Beschädigung der Keramik oder des Positions sensors kommen. Die maxi malen 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. Der Aktor muss also mindestens die für diesen Betrieb erforderlichen Druck-/Zugkräfte aufweisen. Näheres dazu im Tutorium: "Grundlagen der Nanostelltechnik" (siehe Link).
Max. Scherbelastung
Maximal erlaubte Querkraft, orthogonal zur Stellrichtung, wird durch die Piezokeramik begrenzt.
Max. Drehmoment (am Kopfstück)
Maximal erlaubtes Drehmoment, ohne dass Schaden an der Piezokeramik auftritt, wird durch die Piezokeramik begrenzt.
Antriebseigenschaften
Elektrische Kapazität
Typische Toleranz ±20%. Die Kapazitätswerte in den technischen Daten sind Kleinsignalwerte (gemessen bei 1 V Ansteuerspannung, 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 dynamischen Betrieb sind in den Aussteuerkurven der einzelnen Verstärker im Kapitel "Piezoverstärker und Controller" (siehe Link) enthalten.
Dynamischer Stromkoeffizient (DSK)
Typische Toleranz ±20%. 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 Regel kreis). Beispiel: Um heraus zufinden, 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. Näheres dazu im Tutorium: "Grundlagen der Nanostelltechnik" (siehe Link).
Anschlüsse und Umgebung
Betriebstemperaturbereich
Alle Angaben beziehen sich auf Raumtemperatur (22 °C ±3 °C), geregelte Systeme werden bei dieser Temperatur qualifiziert (Spezifikationen für andere Betriebstemperaturen auf Anfrage). Ein Neuabgleich des Systems wird empfohlen, wenn die Betriebstemperatur deutlich über oder unter Raumtemperatur liegt. Spezifische Anpassungen für extrem niedrige oder extrem hohe Temperaturen auf Anfrage.
Material
Gehäuse und Endstücke bestehen üblicherweise aus Edelstahl. Geringe Anteile anderer Materialien könne intern verwendet werden, z.B. für Vorspannung, Ankopplung, Montage, thermische Kompensation etc.
Al: Aluminum
N-S: unmagnetischer Edelstahl
S: Ferromagnetischer Edelstahl
I: Invar
T: Titan
Siehe auch "Optionen und Zubehör" (siehe Link).
|
|
|
|
|
