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Verifikationstest für einen mikromechanischen Shutter im Rahmen ...

Verifikationstest für einen mikromechanischen Shutter im Rahmen ...

4.3. Durchführung 4.

4.3. Durchführung 4. Verifikation der mechanischen Belastbarkeit Abbildung 4-1 zeigt den zur Durchführung des Tests verwendeten Rütteltisch (Shaker), welcher den Aluminium-Adapter in vertikaler Richtung auf- und ab bewegt. Um die verschiedenen Belastungsachsen zu ermöglichen, wird der Alu-Würfel jeweils um 90° verkippt montiert. Der Test wird mit der Verifikation der sog. „Acceptance Test Level“ Spezifikationen begonnen. Hierbei wird der Shutter Belastungen ausgesetzt, deren Höhe und Zeitverhalten den in Realität zu erwartenden entspricht, um die spezifizierte Festigkeit sicherzustellen sowie im Rahmen einer Qualitätsuntersuchung Fertigungs- und Materialmängel auszuschließen. Zunächst wird der Test mit Random Belastung durchgeführt: Dazu wird ein stochastisches Signal einer Bandbreite von 2000 Hz mit den oben angegebenen mittleren Beschleunigungsamplituden und spektralen Beschleunigungsdichten jeweils 2 Minuten pro Achse aufgebracht. Danach wird ein sinusförmiger Lastzyklus mit den in Tabelle 11-2 spezifizierten Auslenkungs-, bzw. Beschleunigungsamplituden aufgebracht. Daraufhin wird der Shutter in einem weiteren Test höheren Belastungen ausgesetzt, als im Normbetrieb zu erwarten sind, um die Einhaltung der sog. „Qualification Test Level“ Spezifikationen sicherzustellen, in denen ausreichende Sicherheitsfaktoren bzgl. der Versagensgrenze einkalkuliert sind. Hierbei wird die Lastamplitude bei Sinusanregung um den Faktor 1,5 erhöht. Dabei kam es zum Ermüdungsbruch einer Anschlussleitung des GMR-Sensors, woraufhin der Test beendet und ausgewertet wird. 16

4.4. Auswertung 4. Verifikation der mechanischen Belastbarkeit Um mögliche Degradationen der Shutterstruktur feststellen zu können, werden die für die Charakterisierung der mechanischen Eigenschaften des Festkörperfederelements relevanten statischen Kennlinien aufgezeichnet sowie eine Sichtprüfung der Titanstruktur mit Lichtmikroskop durchgeführt. Abbildung 4-4 zeigt die Federkonstante über der Auslenkung. Federkonstante c[N/m] 37 36,5 36 35,5 35 34,5 34 Federkonstante SR4 0 0,5 1 1,5 Auslenkung s[mm] Abbildung 4-4: Vergleich der Federkonstanten vor (blau) und nach (rot) dem Vibrationstest Hier lassen sich keine außergewöhnlichen Änderungen feststellen: Die Veränderung der Federkonstante liegt in einem Bereich von 0.25N/m bis 0.5N/m und damit innerhalb der Messgenauigkeit des Versuchsaufbaus. Auch bei der mikroskopischen Inspektion lassen sich keinerlei Risse oder plastische Verformungen feststellen. Zur Überprüfung der Aktoreigenschaften wird die Auslenkung über dem Spulenstrom ermittelt. Dabei kann darauf geschlossen werden, dass keine Änderung der geometrischen Positionen der Aktorbauteile durch die Erschütterungen stattgefunden hat. Eine Verschiebung der Magnetposition hätte z.B. eine Änderung der Luftspaltabmessungen zur Folge. Die dadurch veränderten Feldverteilungen würden sich auf den Wirkungsgrad des Aktors auswirken. Dies konnte jedoch, wie aus Abbildung 4-5 zu entnehmen ist, nicht festgestellt werden. 17 SR#4 Pretest SR#4 Posttest

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