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Verifikationstest für einen mikromechanischen Shutter im Rahmen ...

Verifikationstest für einen mikromechanischen Shutter im Rahmen ...

2. Aufgabenstellung 2.

2. Aufgabenstellung 2. Aufgabenstellung Aufbau, Durchführung und Auswertung eines Shutter-Lebensdauertests und mechanischen Lasttests sowie der dazu nötigen Voruntersuchungen Ermittlung, Untersuchung und Quantifizierung des statischen und dynamischen Systemverhaltens und möglicher Störeinflüsse auf den Regelkreis und ggfs. Methoden zu deren Verringerung Theoretische und praktische Untersuchung der quantitativen Auswirkung der untersuchten inneren und äußeren Störgrößen auf die Robustheit des Regelungsystems bzw. dessen Regelgüte sowie dessen Stabilität Optimierung und Verifikation des Regelungssystems bzgl. Robustheit und Stabilität 6

3. Grundlagen des mikromechanischen Shutters und dessen Verifikationsprozess 3. Grundlagen des mikromechanischen Shutters und dessen Verifikationsprozess 3.1. Funktion und Aufbau des Shutters Wie aus dem Blockschaltbild aus Abbildung 3-1 zu entnehmen ist, besteht das Gesamtsystem aus dem elektronischen Teil, dem Shutter Control Board, und dem elektromechanischen Teil, dem Shutter selbst, bestehend aus mechanischer Struktur, elektromagnetischem Aktor und Sensor. Abbildung 3-1: Blockschaltskizze des Shuttersystems mit Kennzeichnung der Wechselwirkung der Komponenten Über das Shutter Elektronik Board werden sämtliche Bauteile mit Strom versorgt. Das Eingangssignal (INPUT) gibt den zeitlichen Positionierungsablauf der Shutterwippe vor. Dieses Eingangssignal wird nun zunächst dem verstärkten Sensorsignal angeglichen, da die beiden Signale dem Regler als Soll- und Istwert der Shutterauslenkung zugeführt werden. Aufgrund eines Unterschieds von Soll und Istwert gibt der Regler dann ein Signal aus, das, über die Endstufe verstärkt, den Aktor antreibt. Dieser lenkt die Shutterwippe zum Verschließen des Strahlengangs aus. Die Position des Verschlussplättchens wird währenddessen über einen Magnetfeldsensor und einen an der Shutterwippe angebrachten Dauermagneten gemessen und elektrisch zurückgeführt. Dadurch wird die Gegenkopplung geschlossen. Die in diesem Kreislauf enthaltenen Komponenten werden als Regelkreis bezeichnet. Die für die Verifikation besonders wesentlichen Messgrößen, das Positionssignal sowie der Spulenstrom, der den Aktor treibt, werden nach außen geführt. Über diese können im Laufe der Verifikationsuntersuchungen verschiedene Einflüsse detektiert und nachgewiesen werden. 7

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