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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 Der Auslenkvorgang wird ebenfalls stark verzögert. Um trotzdem die obere Sollwertlage zu erreichen, führt dies zu einer Verlängerung der positiven Rechteckpulse. Auch die Überwschwinger der oberen Solllage nehmen leicht zu. Da die obere Sollposition mit zunehmender Testlaufzeit zunehmend später erreicht wird, kann sie nur noch kürzer bis zur folgenden negativen Führungsflanke gehalten werden kann. Hierdurch verkürzt sich wiederum der Strompuls in der Mitte, der nicht in die Begrenzung geht und dafür verantwortlich ist, die Wippe in der oberen Sollwertlage auszuregeln. Auslenkung x [mm] Abbildung 5-5: Verringerung der Regelgüte im 100Hz Betrieb aufgrund der verringerten Verstärkung U[V] 1,6 1,3 1 0,7 0,4 0,1 ‐0,2 2,1 1,6 1,1 0,6 0,1 Auslenkung SR3 0 0,005 0,01 0,015 0,02 Abbildung 5-6: Verlauf des Sensorausgangssignals im 100Hz Test-Betrieb t[s] 0 0,005 0,01 0,015 0,02 t[s] Sensorsignal SR3 28 nach 0Zyklen bzw. 0h Laufzeit nach 3.06E6 Zyklen bzw. 8.30h Laufzeit nach 5.67E6 Zyklen bzw. 15.45h Laufzeit nach 0Zyklen bzw. 0h Laufzeit nach 3.06E6 Zyklen bzw. 8.30h Laufzeit nach 5.67E6 Zyklen bzw. 15.45h Laufzeit

5. Verifikation der Lebensdauer Mit zunehmender Laufzeit des Tests verlängert sich der in die Begrenzung laufende Puls kontinuierlich, was mit einer ständigen Erhöhung der Leistungsaufnahme des Aktors einhergeht. Hierbei liegt nahe, dass eine Verschlechterung des Aktorwirkungsgrads dafür verantwortlich ist. Eine Erhöhung der Federkonstante und damit der Rückstellkraft des Festkörperlagers ist auszuschließen. Hiermit wäre eine Erhöhung des Elastizitäts-Moduls also der Federsteifigkeit verbunden. Diese kann aber unter den gegebenen Testbedingungen nur durch die Folgen einer plastischen Verformung, z.B. einer Kaltverfestigung durch Versetzungsbewegungen im Material verurscht werden. Um diese Annahme zu bestätigen, werden nun die statischen Kennlinien von Aktor und Festkörpergelenk aufgenommen. Im Rahmen eines Eingangstests wurde das statische Verhalten bereits im Ausgangszustand vor Testbeginn ermittelt, wie in Kap. 6 beschrieben ist. Durch Vergleich dieser statischen Kennlinien vor Testbeginn und nach Abbruch, die in Abbildung 5-7 und Abbildung 5-8 dargestellt sind, lässt sich die Ursache des Fehlverhaltens verdeutlichen: Federkonst c[N/m] 44 42 40 38 36 34 32 Federkonstante SR3 0 0,5 1 1,5 2 Auslenkung x[mm] Abbildung 5-7: Vergleich der Federkonstanten vor und nach dem Test bei 100Hz In Abbildung 5-7 zeigt sich, dass sich die Federkennlinie im Vergleich zum Ausgangszustand nicht innerhalb der Messgenauigkeit geändert hat. Die Steigung der Aktorkennlinie in 29 SR#3 Predegradation SR#3 Postdegradation

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