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Verifikationstest für einen mikromechanischen Shutter im Rahmen ...

Verifikationstest für einen mikromechanischen Shutter im Rahmen ...

5. Verifikation der

5. Verifikation der Lebensdauer 5.1. Aufbau des Lebensdauerprüfstandes (Ground Support Equipment) Um den Testablauf vor Fremdeinflüssen zu schützen, wird der Aufbau in einem Gehäuse untergebracht. Der Shutter wird auf einem Montagewinkel aus Aluminium fixiert und dieser wiederum mit der Bodenplatte des Gehäuses verschraubt, um so die Montagebedingungen im Instrument zu generieren, da diese von Einfluss auf das Schwingungsverhalten sind. Ebenso wird das Elektronikboard über Sechskantgewindebolzen befestigt. Die über Lötverbindungen am Board befestigten Signalleitungen werden an die Datenerfassungshardware geführt, wo sie über die integrierte Klemmleiste mit deren I/O-Ports verdrahtet werden. Die Versorgungsspannungen werden von den Labornetzteilen zur Platine geführt. Da während des Betriebs bei der spezifizierten Testfrequenz von 100Hz mit einer erhöhten Erwärmung der Spule aufgrund elektrischer Verlustleistung zu rechnen ist, wird an ihr ein Pt1000 Element angebracht, um die Temperatur zu überwachen. Um im Falle einer Überhitzung die Stromzufuhr vom System zu trennen, wird das Controlboard über einen Relaisschalter mit dem Labornetzteil verbunden. Das Relais kann mittels Transistorschaltung über einen digitalen TTL Ausgang der Datenerfassungshardware geschaltet werden. Den Testaufbau zeigt Abbildung 5-1. Abbildung 5-1: Versuchsanordnung zur Verifikation der Lebensdauer 20

5.2. Messtechnische Datenerfassung 5. Verifikation der Lebensdauer Zur messtechnischen Überwachung des Lebensdauertests werden die vom Elektronikboard zur Verfügung gestellten Signale (vgl. Abbildung 11-2 und Tabelle 11-4) erfasst, mittels derer während des Dauertests eine Überwachung sämtlicher Funktionen ermöglicht wird. Des Weiteren kann aufgrund parametrischer Abhängigkeiten der Signale von charakteristischen statischen und dynamischen Shuttereigenschaften auf eine mögliche Degradation von Bauteilen bzw. deren Fehlverhalten geschlossen werden. Hardware Zu Erfassung der Signale wird das Multifunktions-Datenerfassungsmessgerät NI-USB6210 der Firma National Instruments, das in Abbildung 11-2 schematisch dargestellt wird, verwendet. Dieses stellt 16 analoge Eingänge zur Verfügung, deren AD-Wandler die Signale mit 16Bit Auflösung bei einer maximalen Gesamtdatenrate für alle Kanäle von 250kS/s digitalisieren. Außerdem sind jeweils vier digitale TTL/CMOS I/O Ports sowie zwei 32Bit Counter/Timer mit einer Taktrate von 80MHz vorhanden. Somit ist nur ein Gerät für sämtliche Mess- und Steueraufgaben nötig. Das Gerät kommuniziert über eine bidirektionale Hochgeschwindigkeits- USB-Verbindung mit einem Windows-Rechner. Die Verbindung wird gleichzeitig zur Stromversorgung des Geräts verwendet, weshalb die analogen Ausgänge mit maximal 50mA belastet werden können. Das Gerät ist speziell für die Verwendung mit dem graphischen Programmiersystem LabVIEW in Verbindung mit dem Treiberpaket NI-DAQmx konzipiert, was den Vorteil bietet, dass die Hardware direkt über LabVIEW angesprochen werden kann, um analoge und digitale Ports sowie Counter-/Timerfunktionen zu programmieren, ohne auf dem Umweg über Low-Level- Treibermodule auf Gerätefunktionen zurückgreifen zu müssen. Software Die zur Ansteuerung der Datenerfassungshardware nötige Software wird mit dem graphischen Programmiersystem LabVIEW erstellt. Sämtliche zur Ansteuerung und Messdatenerfassung erforderlichen Operationen können hiermit auf einer Ebene im Datenfluss eingebunden werden: Damit können die Kanäle zur Ein-und Ausgabe von Signalen über die im NI-DAQmx Paket implementierten Treiberfunktionen direkt angesprochen und an die zur Aufbereitung der Eingangssignale nötigen Prozesse auf Betriebssystemebene, wie z.B. Signalverarbeitung 21

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