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96 5 Anwendungsbeispiele und Ergebnisse
Abbildung 5.10: Experimentelle Datenerfassung unter Einsatz des Laser-Doppler-Vibrometers.
Wird nun der PZT mit dem Anregungsspannungssignal beaufschlagt, deformiert sich die
Keramik und Lambwellen breiten sich aus. Das Lasersystem kann nun an jeder Position der
Platte durch eine punktförmige und berührungslose Messung jene Wellenfeldanteile
registrieren, welche aus der Ebene heraus schwingen. Bei relativ geringen Frequenz-Dicken-
Produkten entspricht dies hauptsächlich der A0-Mode, vergleiche Abschnitt 2.1. Die Aufgabe
des x-y-Tisches, welcher vom PC aus gesteuert werden kann, besteht darin, den Laser an jede
Koordinate der Struktur zu verfahren. Das optische Signal, welches vom Laser kommt, wird
durch die Lasereinheit in ein elektrisches Spannungssignal umgewandelt. Dieses analoge
Signal kann dann unter Verwendung des USB-Oszilloskops mit einer Abtastrate von 10MHz
digitalisiert und anschließend auf den PC übertragen werden. Dort wird es für die
nachträgliche Signalverarbeitung abgespeichert.
Theoretisch ist zu erwarten, dass das Abstrahlfeld bei einem runden PZT, der sich auf der
Oberfläche einer isotropen Platte befindet, in alle Raumrichtungen identisch ist. Der Aktor ist
auf der Rückseite einer 600mm x 600mm großen und 1,5mm dicken Aluminiumstruktur
aufgeklebt, so dass der Laser ungehindert die flache Vorderseite abrastern kann. Für die
folgende Studie wird ein Polarkoordinatensystem definiert, dessen Mittelpunkt sich in der
Plattenmitte befindet, wo auch der Mittelpunkt des runden PZTs liegt. Für die Wahl der
Messpunkte wird zwischen dem Nahfeld und dem Fernfeld unterschieden. Eine Abschätzung
der Fernfeldgrenze RF, welche das Nahfeld vom Fernfeld abgrenzt, kann nach [GIURGIUTIU
2008] mit Hilfe von