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tm - Technisches Messen

Plattform für Methoden, Systeme und Anwendungen der Messtechnik

[TM - Technical Measurement: A Platform for Methods, Systems, and Applications of Measurement Technology
]

Editor-in-Chief: Puente León, Fernando / Zagar, Bernhard

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2196-7113
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Simultane Messung charakteristischer Kenngrößen von Piezoaktoren im Großsignalbetrieb (Simultaneous Measurement of Characteristic Values of Piezoelectric Actuators at Large-signal Operation)

Hartmut Janocha / M. Klein / Klaus Kuhnen
Published Online: 2009-09-25 | DOI: https://doi.org/10.1524/teme.2002.69.9.399

Beim Dauerbetrieb von piezoelektrischen Aktoren kann der Isolationswiderstand beispielsweise durch elektrische Überschläge in der Keramik oder durch leitende Kontaminationen auf der Keramikoberfläche so weit absinken, dass ein solcher Aktor nicht mehr sicher betrieben werden kann. In Mess- und Prüfanlagen wird der Isolationswiderstand eines Aktors in der Regel statisch gemessen, indem eine hohe Gleichspannung angelegt wird. Insbesondere für dynamische Dauertests, bei denen die Aktoren üblicherweise mit periodischen Steuerspannungen elektrisch zykliert werden, um beispielsweise die Kapazität oder die Dehnung zu erfassen, bedeutet die Messung des momentanen Isolationswiderstandes mit Gleichspannung eine andere Betriebsart und eine geänderte Messapparatur. Das hier vorgestellte Verfahren ermöglicht die gleichzeitige Messung des Isolationswiderstandes und der Kapazität im dynamischen Großsignalbetrieb, ohne dabei den Messaufbau oder die Form der Ansteuerung verändern zu müssen.

In continuous operation of piezoelectric actuators a decrease in the leakage resistance, caused by dielectric breakdown of the ceramic or by contamination with the conductive films at the surface of the ceramic, may lead to malfunction. Normally the leakage resistance of an actuator is measured in steady-state by supplying a high DC voltage. Trying to measure the leakage resistance during a dynamic fatigue test, in which the actuators are generally driven with alternating electrical signals to measure the capacitance or the strain, therefore involves interrupting the test or even changing measuring equipment. The method presented here allows simultaneous measurement of both leakage resistance and capacitance of the actuator during large-signal operation without the necessity of changes of the experimental set-up or of the driving signal.

About the article

Published Online: 2009-09-25

Published in Print: 2002-09-01


Citation Information: tm – Technisches Messen Plattform für Methoden, Systeme und Anwendungen der Messtechnik, Volume 69, Issue 9/2002, Pages 399–, ISSN (Print) 0171-8096, DOI: https://doi.org/10.1524/teme.2002.69.9.399.

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[1]
Johannes Schröck, Thomas Meurer, and Andreas Kugi
Smart Materials and Structures, 2011, Volume 20, Number 1, Page 015016
[2]
A. Kugi, D. Thull, and K. Kuhnen
Structural Control and Health Monitoring, 2006, Volume 13, Number 6, Page 1099

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