Ansteuerung Piezokristall < Elektrotechnik < Ingenieurwiss. < Vorhilfe
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Hallo,
ich habe eine Frage zum ansteuern eines Piezoaktors. Ich habe mich jetzt ein wenig in das Thema eingelesen aber mir bleiben noch ein paar Fragen offen.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten einen Piezoaktor anzusteuern. Zum einen kann man dies mechanisch machen, dies interessiert mich aber weniger. Ich bevorzuge zu verstehen was bei der elektrischen Ansteuerung genau passiert. Es gibt die Mögkichkeit der Stromaktoransteuerung und Ansteuerung mit Spannung. Soweit ich gelesen habe ist die Variante Strom auf den Aktor zu geben die bessere ist. Jetzt habe ich erfahren, dass bei einem Messstand den ich zu überprüfen habe die Aktoren mittels einer Spuele angesteuert werden, ist das dann ein Schwingkreis?? So wie ich das verstanden habe kriegen die 17Hz drauf bei einer Spannung von ca. 120V! Es wäre super, wenn mir jemand grob erklären könnte wie das funktioniert. Vor allem wie entstehen die Ladungen und Ströme und Spannungen bei der Ansteuerung. Ich bin leider in Sachen Elektrotechnik nicht sehr bewandert.
Ich habe diese Frage in einem Forum auf anderen Internetseiten gestellt.
http://www.techniker-forum.de/elektrotechnik-30/ansteuerung-piezokristall-85318.html#post459930
greetz stefan
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 18:31 Do 29.08.2013 | | Autor: | Infinit |
Hallo Stefan,
ein paar Infos zu Deiner Frage kann ich Dir schon geben, wenn ich auch kein Experte auf diesem Gebiet bin.
Bei der elektrischen Ansteuerung solch eines Piezokristalls muss man sich klarmachen, dass dieser Kristall elektrisch mit gutem Gewissen als Kondensator beschrieben werden kann. Die an ihm liegende Spannung steuert den Hub des Aktors, je größer die Spannung, desto größer die Auslenkung. Liegt am Kristall eine Wechselspannung an, so schwingt der Kristall hin und her.
Beachtet man die Beschreibung des Kristalls als Kondensator, so ist der Zusammenhang zwischen dem Strom und der Spannung am Aktor A gegeben durch
[mm] i_A = C_A \cdot \bruch{dU_A}{dt}= \bruch{dq_A}{dt} [/mm]
Die Strom und Spannung verbindende Größe ist die Kapazität [mm] C_A [/mm] des Aktors, [mm] q_A [/mm] ist die im Kondensator vorhandene Ladung.
Wenn Du nun in Deinem Beispiel von einer Schwingung von 17 Hz sprichst, so spricht dies dafür, dass die benutzte Spule mit dem Aktor einen Schwingkreis bildet.
Wenn Du die obige Gleichung anschaust, so bewirkt ein Stromfluss eine Änderung der Ladung des Kondensators und damit eine Änderung der Spannung. Bei sich ändernder Spannung ändert sich dann auch, siehe oben, die Auslenkung des Aktors. Mit einem Stromstoß lässt sich also der Hub des Aktors beeinflussen bzw. man muss Ladung abführen (negativer Stromfluß), um den Aktor wieder zurückzustellen. Eine Ansteuerung macht man meist über Transistoren, die im Lade- bzw. Entladebetrieb arbeiten.
Viele Grüße,
Infinit
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hallo infinit,
schon mal vielen dank für die ausführliche antwort. das ist das erste mal, dass ich grob was verstanden habe ;)
ich hätte noch eine frage zur ansteuerung via strom bzw. diesem negativen stromfluss.
>"Wenn Du die obige Gleichung anschaust, so bewirkt ein >Stromfluss eine Änderung der Ladung des Kondensators und >damit eine Änderung der Spannung. Bei sich ändernder >Spannung ändert sich dann auch, siehe oben, die >Auslenkung des Aktors. Mit einem Stromstoß lässt sich >also der Hub des Aktors beeinflussen bzw. man muss Ladung >abführen (negativer Stromfluß), um den Aktor wieder >zurückzustellen. Eine Ansteuerung macht man meist über >Transistoren, die im Lade- bzw. Entladebetrieb >arbeiten."
ich frag jetzt mal ganz blöd, ich steck n plus pol und nen minus pol an den aktor. dann dreh ich auf und geb dem aktor strom dadurch entsteht eine spannung und der piezo bekommt eine ladung, dadurch dehnt sich der piezo aus. wie entlade ich den piezo dann wieder? im endeffekt hab ich ein diagramm das foglender maßen aussieht ->
http://dokumentix.ub.uni-siegen.de/opus/volltexte/2006/220/pdf/mehlfeldt.pdf
Seite 64 Abb. 3.4
Man sieht, dass es eine stromspitze gibt dadurch steigt spannung und ladung und am ende gibts einen negativen strom und ladung sowie spannung gehen wieder runter.
was das mit einem schwingkreis zu tun hat hab ich leider nicht ganz verstanden.
grüße!
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: jpg) [nicht öffentlich]
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(Antwort) fertig | | Datum: | 16:28 Fr 30.08.2013 | | Autor: | Infinit |
Hallo Stefan,
der Pluspol liegt an der einen Seite des Aktors, der Minuspol an der anderen. Wenn Du nun diese Zuordnung gerade vertauschst, fließt der Strom in die entgegengesetzte Richtung, der Kondensator entlädt sich und der Hub geht wieder zurück bzw. der Kristall schwingt nach der anderen Seite aus. Wenn Du diese Vertauschung mit Hilfe einer sinusförmigen Wechselspannung machst, hast Du im Zusammenspiel mit der Spule einen Schwingkreis.
Viele Grüße,
Infinit
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ich hab durch ne Wechselspannung ein Wechsel von Polarität am Kondensator oder? Wenn ich dann einen Schwingkreis und eine Wechselspannung habe passiert das ganze ja quasi doppelt oder?
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(Antwort) fertig | | Datum: | 17:03 Mo 02.09.2013 | | Autor: | Infinit |
Hallo,
nur bei einer Wechselspannung bekommst Du dann eine Schwingung hin, die nicht abreißt.
Viele Grüße,
Infinit
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