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piezosystemjena NV40/3 Bedienungsanleitung

Spannungsverstärker
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Bedienungsanleitung
Spannungsverstärker
instruction manual
voltage amplifier
NV40/3
NV40/3CLE
NV120/1
NV120/1CLE
Bitte lesen Sie sorgfältig die Bedienungsanleitung vor dem Einschalten des Gerätes. Beachten Sie
bitte insbesondere die Sicherheitshinweise!
Read carefully before switching on the power! Please see also instructions for safety when using
piezoelectric actuators and power supplies!
Geschäftsführer: Dr. Bernt Götz • Telefon 03641/66880 • Fax 03641/668866 • www.piezosystem.de
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Verwandte Anleitungen für piezosystemjena NV40/3

Inhaltszusammenfassung für piezosystemjena NV40/3

  • Seite 1 Bedienungsanleitung Spannungsverstärker instruction manual voltage amplifier NV40/3 NV40/3CLE NV120/1 NV120/1CLE Bitte lesen Sie sorgfältig die Bedienungsanleitung vor dem Einschalten des Gerätes. Beachten Sie bitte insbesondere die Sicherheitshinweise! Read carefully before switching on the power! Please see also instructions for safety when using piezoelectric actuators and power supplies! Geschäftsführer: Dr.
  • Seite 2 Bedienungsanleitung Seite 3 ... 26 (deutsch) instruction manual pages 27 ... 50 (english) Deutsche Version: Letzte Änderung 27.03.2015 von AS english version: last change 2015-03-27 by AS Geschäftsführer: Dr. Bernt Götz • Telefon 03641/66880 • Fax 03641/668866 • www.piezosystem.de...

  • Seite 3: Inhaltsverzeichnis

    Installation, Stromanschluss ..................... 7 6.2. Betrieb ..........................7 6.3. Pflege und Wartung ......................8 6.4. Umgebungsbedingungen ....................8 NV40/3, NV40/3CLE, NV120/1 und NV120/1CLE ............8 7.1. Schlagwörter ........................9 7.2. Übersicht Bedienelemente / Verbindungen ..............10 7.2.1. Frontseite ........................10 7.2.2.

  • Seite 4: Gegenstand

    1. Gegenstand Diese Anleitung beschreibt die Spannungsverstärker NV40/3, NV40/3CLE, NV120/1 und NV120/1CLE von piezosystem jena. Weiterhin finden Sie Sicherheitshinweise beim Umgang mit Piezoelementen. Bei Problemen wenden Sie sich bitte an den Hersteller des Gerätes: piezosystem jena, Stockholmer Straße 12, 07747 Jena. Tel: (0 36 41) 66 88-0 2.

  • Seite 5: Konformitätserklärung

    3. Konformitätserklärung Die Konformitätserklärung finden Sie auf unserer Homepage unter folgender URL: http://www.piezosystem.de/piezo_nanopositionierung/downloads/technische_informationen/konformitaetserklaerungen/ 4. Lieferumfang Bitte prüfen Sie nach Erhalt die Vollständigkeit der Lieferung, bestehend aus:  Spannungsverstärker NV40/3 (NV40/3CLE, NV120/1, NV120/1CLE)  Netzteil 24VDC  MOD/MON-Kabel  RS232-Kabel  USB-Kabel ...

  • Seite 6: Sicherheitshinweise

     Piezoaktoren können durch Erwärmung oder Abkühlung und der damit verbundenen Längenänderung eine Spannung an den Anschlüssen erzeugen. Bedingt durch die Eigenkapazität ist das Entladungspotential nicht zu vernachlässigen. Bei üblicher Raumtemperatur ist dieser Effekt unbedeutend.  Piezoaktoren von piezosystem jena sind justiert und verklebt. Ein Öffnen der Stellelemente führt zur Dejustage.

  • Seite 7: Installation, Stromanschluss

    Stecker verändert die Kalibrierung und andere spezifizierte Daten. Dieses kann bis zur Fehlfunktion der Geräte führen.  Piezoelemente sind empfindliche Präzisionsgeräte von großem Wert. Bitte behandeln Sie die Geräte dementsprechend. Achten Sie auf einen stabile mechanische Befestigung der Piezoelemente, ausschließlich an den dafür vorgesehenen Befestigungsstellen! Unter den nachfolgend aufgeführten Umständen müssen die Geräte sofort vom Netz getrennt und ein Servicetechniker von piezosystem jena konsultiert werden: ...

  • Seite 8: Pflege Und Wartung

     relative Luftfeuchte: 5 ... 80% (nicht kondensierend) 7. NV40/3, NV40/3CLE, NV120/1 und NV120/1CLE Diese Spannungsverstärker sind in Ihrer Anwendung ähnlich. Sollten Eigenschaften nur für geregelte Geräte zutreffen, wird im Text mit „ → gilt nicht für NV40/3 bzw. NV120/1“ darauf hingewiesen. NV40/3 Spannungsverstärker für bis zu 3 Piezoaktoren, USB- und RS232-Schnittstelle, für...

  • Seite 9: Schlagwörter

    NV120/1CLE Spannungsverstärker für einen Piezoaktor, USB- und RS232-Schnittstelle, für einen geregelten Aktor mit DMS bzw. kapazitivem Messsystem 7.1. Schlagwörter Grafisches Display dimmbares 3,5“ TFT full colour graphic, 320x240 Pixel; Anzeige aller Werte und Statusinformationen digitaler Drehregler zur manuellen Sollwertvorgabe und zum Umschalten von ungeregelten in geregelten Betrieb und umgekehrt closed loop positionsgeregelter Betriebsmodus für Piezoaktoren mit integriertem Messsystem...

  • Seite 10: Übersicht Bedienelemente / Verbindungen

    Aktoranschlüsse USB-Schnittstelle 7.3. Beschreibung Die Spannungsverstärker NV40/3 und NV40/3CLE wurden für die Ansteuerung von bis zu 3achsigen Piezoaktoren entwickelt, wobei die CLE-Variante closed loop Aktoren unterstützt. Die Spannungsverstärker NV120/1 und NV120/1CLE wurden für die Ansteuerung von einachsigen Piezoaktoren entwickelt, wobei auch hier die CLE-Variante closed loop Aktoren unterstützt.

  • Seite 11: Blockschaltbild

    Die wesentlichen Funktionsblöcke eines NV120/1CLE sind im nachfolgenden Blockschaltbild dargestellt. Im NV40/3CLE sind 3 dieser Schaltungsteile enthalten, der Prozessor und das Display sind nur einmal vorhanden. Die Gerätetypen NV40/3 und NV120/1 besitzen die Komponenten PID-Regler, den ADC für die Messsystemspannung und den Monitorumschalter nicht.

  • Seite 12: Spannungsverstärker Für Ungeregelte Anwendungen

    7.3.3. Spannungsverstärker für ungeregelte Anwendungen Wurde ein System als ungeregelte Variante mit NV40/3 oder NV120/1 geliefert, ist es nicht möglich, dieses auf eine geregelte Variante umzustellen. Ist das System als eine geregelte Variante ausgeliefert worden, kann es für geregelte Aktoren mit Messsystem nachträglich kalibriert werden.

  • Seite 13: Display Nv120/1, Nv120/1Cle

    7.4.4. Display NV120/1, NV120/1CLE Im Display des NV120/1 (NV120/1CLE) erfolgt analog zum NV40/3 (NV40/3CLE) die gleiche Darstellung, in diesem Fall nur für einen Kanal. Beispiel 2 kein Aktor angeschlossen Aktorposition (nicht bei NV40/3) Aktor außerhalb des Regelbereiches „OVL“, „UDL“ (nicht bei NV40/3) Geräteinnentemperatur...

  • Seite 14: Monitor Nv40/3Cle, Nv120/1Cle

    8.2.2. Monitor NV40/3CLE, NV120/1CLE Der Monitor stellt das analoge Feedback der verschiedenen Ausgangsgrößen dar. Die Monitorspannung setzt sich aus einer definierten Skalierung von 0...+10V und Randbereichen (Regelreserve) zusammen. Über einen Steuerkommmando, der über die serielle Schnittstelle gesendet wird (siehe 8.3.3.), können drei Modi für den Monitorausgang MONx eingestellt werden. (x ist der entsprechende Kanal) monwpa,x,0: Es wird immer eine Spannung proportional der Aktorspannung ausgegeben.

  • Seite 15: Monitor Nv40/3, Nv120/1

    Aktorspannung ausgegeben. Das Kommando „ monwpa“ ist wirkungslos. 8.3. Steuerung über Schnittstelle Die Geräte NV40/3, NV40/3CLE, NV120/1 und NV120/1CLE ermöglichen den vollständigen Betrieb über die seriellen Schnittstellen. Die aktuellen Aktorspannungen/-positionen () können ausgelesen werden und sowohl die gewünschten Aktorspannungen/-positionen () als auch der Betriebsmodus () können eingestellt werden.

  • Seite 16: Kommandoübersicht

    Kanal auf den übergebenen Wert setall setzt alle Kanäle auf die übergebenen Werte gibt den Spannungswert (NV40/3, NV120/1) oder die Position () des Messsystems (NV40/3CLE, NV120/1CLE) für den entsprechenden Kanal measure gibt den Spannungswert oder die Position () vom Messsystem für alle Kanäle aus...

  • Seite 17: Kommandos

    8.3.3. Kommandos Kommando 'setk' Aufruf: setk,<ch>,<0|1> Bsp.: setk,0,1 Antwort: keine Setzt den Aktor des Kanals PIEZO 1 auf Remote-Steuerung Das Kommando schaltet die Remote-Steuerung für den Kanal <ch> ein <1> oder aus <0>. Wenn die Remote-Steuerung aktiviert ist, kann mit dem digitalen Drehregler und dem Modulationseingang die Aktorspannung bzw.
  • Seite 18 Kommando 'measure' Aufruf: measure Bsp.: measure Antwort: aw,<wert0>,<wert1>,<wert2> aw,0.015,5.003,150.002 Das Kommando 'measure' gibt die aktuellen Messwerte aller drei Kanäle aus. Kanäle, die im ungeregelten Betriebsmodus betrieben werden, antworten mit der ausgegebenen Aktorspannung. Kanäle im geregelten Betriebsmodus geben die aktuelle Aktorposition () zurück.

  • Seite 19: Beispiele

    Kommando Antwort Bedeutung [Enter] NV403CLE (NV403, der Prompt erscheint nur, wenn die NV120CLE, NV120) Kommunikation zwischen NV40/3CLE (NV40/3, NV120/1CLE, NV120/1) und PC funktioniert setk,0,1 keine aktiviert die Remote-Steuerung für Kanal 0 cloop,0,1 keine stellt den geregelten Betriebsmodus für Kanal 0 ein...

  • Seite 20: Einstellung Des Drehreglers

    Kanal1 befindet sich an der Position 35,46µm Tabelle 4: Beispiel Remote-Steuerung NV120/1CLE 8.3.5. Einstellung des Drehreglers Der Drehregler im NV40/3[CLE] bzw. NV120/1[CLE] dient der Positionierung des angeschlossenen Aktors im geregelten oder ungeregelten Betrieb per Hand. Die Auflösung des Drehreglers beträgt 30 Rastungen pro Umdrehung.
  • Seite 21 Überschreitet durch eine Berechnung der absolute Betrag von deltaValue den Wert von enclim so wird, unter Beibehaltung des Vorzeichens, deltaValue auf enclim gesetzt. Die vorstehenden Kommandos sind für alle Betriebsarten gültig. Drehregler Kommandos speziell:  normal mit Beschleunigung (BA0) Aufruf: encexp,<1...10> Bsp.: encexp,3 Antwort: keine Der Exponent wird auf drei gestellt.

  • Seite 22: Technische Daten

    Überspannungsschutz, Übertemperaturschutz, dauerkurzschlussfest, Display dimm- und abschaltbar Spannungsversorgung 24VDC / 2,5A (Weitbereichsnetzteil 100-240VAC im Lieferumfang enthalten) NV40/3 – E-101-20 Bestellinfo NV40/3CLE – E-101-23 NV120/1 – E-101-90 NV120/1CLE – E-101-93 Tabelle 5: Technische Daten Geschäftsführer: Dr. Bernt Götz • Telefon 03641/66880 • Fax 03641/668866 • www.piezosystem.de...

  • Seite 23: Anschlussbelegungen

    8.5. Anschlussbelegungen 8.5.1. Aktoranschluss D-SUB 15pol. Der D-SUB 15 Aktoranschluss übernimmt zwei Funktionen. Zum einen wird die Aktorspannung zum Piezo geführt, zum anderen wird bei Aktoren mit integriertem Messsystem dieses mit der erforderlichen Spannung versorgt. Zudem werden die Messdaten und die Systemdaten des internen Speicherchips zum Spannungsverstärker übertragen. 8.5.2.

  • Seite 24: Rs232 D-Sub 9Pol

    Betriebsspannungsmasse Tabelle 9: USB-Anschluss 8.5.5. Spannungsversorgung Die Geräte NV40/3, NV40/3CLE, NV120/1 und NV120/1CLE werden mit 24V Gleichspannung versorgt. Ein Weitbereichsnetzteil ist im Lieferumfang enthalten. Für den Betrieb mit eigener Spannungsversorgung wird ein Netzteil mit mind. 2,5A empfohlen. Die Buchse im Gerät ist eine 2,1mm Hohlsteckerbuchse und wird nach untenstehender Zeichnung beschalten.

  • Seite 25: Fehlerbehebung

    9. Fehlerbehebung Funktionsrelevante Fehlerzustände werden vom NV40/3 bzw. NV120/1 erkannt und unmittelbar über das Kommunikationsinterface zum PC gemeldet. Es wird sofort ein Fehlercode für alle Kanäle zum PC gesendet. Der Fehlercode ist 16 Bit breit und ist binär kodiert: ERROR,FWch0,FWch1,FWch2. Der auftretenden Fehler wird auch im Display dargestellt.

  • Seite 26: Ihre Notizen

    10. Ihre Notizen Geschäftsführer: Dr. Bernt Götz • Telefon 03641/66880 • Fax 03641/668866 • www.piezosystem.de...
  • Seite 27 ......................30 installation, power supply ....................31 operation.......................... 31 maintenance and inspection ................... 32 environmental conditions ....................32 NV40/3, NV40/3CLE, NV120/1 and NV120/1CLE ............32 keywords ......................... 33 user elements / connections ................... 34 7.2.1 front panel ........................34 7.2.2...

  • Seite 28: Introduction

    1 introduction This manual describes the piezo amplifiers NV40/3, NV40/3CLE, NV120/1 and NV120/1CLE from piezosystem jena. You will also find additional information regarding piezoelectric products. Definition: All systems from piezosystem jena such as electronics, actuators and optical systems are called units.

  • Seite 29: Declaration Of Conformity

    You can find the declaration of conformity on our homepage: http://www.piezosystem.com/piezo_actuator_nanopositioning/downloads_publications/technical_information/declaration_of_conformity/ 4 purchased part package Please check the completeness of the delivery after receiving the shipment:  voltage amplifier NV40/3 (NV40/3CLE, NV120/1, NV120/1CLE)  wide range power supply 24VDC  MOD/MON cable ...

  • Seite 30: Safety Instructions

     If the actuator remains connected to the drive electronics, it will be unloaded within a second after shutdown and quickly reaches harmless voltage values.  Piezo-actuators can generate voltages by warming or cooling only (caused by the longitudinal change). The discharge potential should not be ignored due to the inner capacitance.

  • Seite 31: Installation, Power Supply

     when the power supply cord or plug is damaged  if cleaning supplies or liquid has been spilled or objects have fallen into the unit  if the unit has been exposed to rain or water  if the unit has been dropped or the housing is damaged 6.1 installation, power supply RISK OF ELECTRIC SHOCK ...

  • Seite 32: Maintenance And Inspection

    7 NV40/3, NV40/3CLE, NV120/1 and NV120/1CLE These voltage amplifiers are very similar. In case of information which do refer to the NV40/3CLE or NV120/1CLE the symbol “ → not available in NV40/3, NV120/1” will point it. NV40/3 piezo amplifier for up to 3 PZT actuators; RS232/USB interface; for piezo actuating systems...

  • Seite 33: Keywords

    7.1 keywords GRAPHIC DISPLAY dimmable 3.5“ TFT full colour graphic, 320x240 Pixel; constantly shows all values and status information ENCODER KNOB for manually voltage or position adjustment and for switching on/off the CLOSED LOOP mode (NV40/3CLE only) CLOSED LOOP operating mode for piezo actuating systems with integrated feed back sensor system, position accuracy is constantly controlled OPEN LOOP operating mode for actuating systems without feedback sensor inside;...

  • Seite 34: User Elements / Connections

    7.3 introduction The amplifiers NV40/3 and NV40/3CLE are designed for parallel control of up to three low voltage piezo actuators with and without internal feed back sensor system. NV120/1 and NV120/1CLE are designed for control of one low voltage piezo actuators with higher output current.

  • Seite 35: Block Diagram

    The chart 7.3.1 shows the block diagram of the NV120/1CLE. With exception of the display and the processor, the circuit is triplicate for the NV40/3CLE series. The series NV40/3 and NV120/1 don’t have a PID-Controller, an ADC for measurement signals and the switch for the monitor signal.

  • Seite 36: Amplifier Without Integrated Feedback Controller

    Please follow all safety instruction given in chapter 6 before using the amplifier. 7.4.1 main supply voltage The amplifier NV40/3, NV40/3CLE, NV120/1 and NV120/1CLE require a main supply voltage of 24VDC. A power supply unit suitable for voltages from 100 up to 240Volt AC is included in the shipment.

  • Seite 37: Graphic Display Nv40/3, Nv40/3Cle

    „OVL“, „UDL“ (only NV40/3CLE) internal temperature 7.4.4 graphic display NV120/1, NV120/1CLE The graphic display shows the same status information as the NV40/3, NV40/3CLE but only for one channel. Geschäftsführer: Dr. Bernt Götz • Telefon 03641/66880 • Fax 03641/668866 • www.piezosystem.com...

  • Seite 38: Handling

    8 handling 8.1 manual control Each channel can be controlled by turning the encoder knob on the front panel. Turning clockwise increases the applied voltage signal, turning counter clockwise reduces the applied voltage signal. Depend on how fast the knob is turned, the change of the applied signal can be adjusted.

  • Seite 39: Monitor Nv40/3, Nv120/1

    The command “monwpa” is deactivated. 8.2.3 monitor NV40/3, NV120/1 The monitor output of the NV40/3, NV120/1 always provides a signal of 0V up to +10V which directly corresponds to the voltage signal applied to the piezo actuator. The command „monwpa“...

  • Seite 40: Configuration Rs232

    NV40/3CLE, NV120/1CLE or voltage (only NV40/3, NV120/1) only for one channel measure gives values of all channels either for position () or voltage monwpa...

  • Seite 41: Commands

    NV40/3, NV40/3CLE: The numbers for the channels starts with „0“. Connector “PIEZO 1” equals channel number “0”. The format of the command is: <command>,<channel>,<value> NV120/1, NV120/1CLE: Set command is without channel number. The format of the command is: <command>,<value> Please use dot “.” if commands included a value to separate decimal places.
  • Seite 42 command 'rk' call: rk,<ch> example: rk,1 answer: rk,<ch>,<value> rk,1,20.016 That means for open loop: 20.016V closed loop: 20.016µm () The command „rk“ reads out either the position value for one channel <ch> from the measuring system in closed loop () or the voltage applied to the actuator in open loop. The readout value is given with 3 decimal places.

  • Seite 43: Examples

    [Enter] NV403CLE> (NV403, after pressing the [Enter] key on the computer keyboard the prompt shows “NV403CLE>” NV120CLE, NV120) (NV40/3, NV120/1CLE, NV120/1) in the HYPER TERMINAL program setk,0,1 none activates the remote control on channel 0 cloop,0,1 none switches channel 0 to closed loop mode...

  • Seite 44: Calibration Of Encoder

    4: example for remote control NV120/1CLE 8.3.5 calibration of encoder The encoder of NV40/3[CLE] e.g. NV120/1[CLE] is used for the calibration of the attached actuator in open and closed loop. The encoder has a resolution of 30 detent / rotation.
  • Seite 45 special commands for encoder:  normal with acceleration (EM0) call: encexp,<1...10> example: encexp,3 answer: none the exponent is set to 3  adjustable interval with and without acceleration (EM1,2) call: encstol,<0.001…150.000> example:encstol,1.000 the step size for„open loop“ is set to 1V answer: none The numerical resolution of 1mV will be not achieved due to the resolution of the DAC of 16 bit.

  • Seite 46: Technical Data

    (wide range power supply 100-240VAC is included in the shipment) NV40/3 – E-101-20 order info NV40/3CLE – E-101-23 NV120/1 – E-101-90 NV120/1CLE – E-101-93 chart 5: technical data NV40/3 [CLE], NV120/1 [CLE] Geschäftsführer: Dr. Bernt Götz • Telefon 03641/66880 • Fax 03641/668866 • www.piezosystem.com...

  • Seite 47: Pin Assignment

    8.5 pin assignment 8.5.1 output connector for actuator D-SUB 15pin The D-SUB 15 connector for the piezo actuating system has two functionalities. First, connection for the voltage signal of the piezo control, and second, the voltage supply for the feed back sensors, when a closed loop system is used.

  • Seite 48: Rs232 D-Sub 9Pin

    Chart 9: USB-connector NV40/3CLE, NV120/1CLE 8.5.5 main supply voltage The NV40/3, NV40/3CLE, NV120/1 and NV120/1CLE needs 24VDC and require at least a current of 2.5A. The 2.1mm barrel connector has the following layout. A wide range power supply 100-240VAC is included in the shipment.

  • Seite 49: Trouble Shooting

    9 trouble shooting During operation the display can show a defined error code. A reason can be the buffer overflowing, a temperature value out of range or a overshooting of the actuating system. Promptly the error code is provided on the display and on the connected PC too. The code is 16bit wide and it’s binary-coded (ERROR,FWch0,FWch1,FWch2).

  • Seite 50: Your Notes

    your notes Geschäftsführer: Dr. Bernt Götz • Telefon 03641/66880 • Fax 03641/668866 • www.piezosystem.com...

Diese Anleitung auch für:

Nv120/1cleNv120/1Nv40/3cle

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