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PZ266D
P-88x.x5 Piezoaktor
Benutzerhandbuch
Version: 1.1.0
PI Ceramic GmbH, Lindenstraße, 07589 Lederhose, Deutschland
Tel. +49 36604 882-0, Fax +49 36604 882-4109, E-Mail info@piceramic.de, www.piceramic.de
Datum: 27.09.2021
Dieses Dokument beschreibt die folgenden
Produkte:
P-885.55
Gekapselter PICMA® Piezoaktor, 14 µm
Stellweg, OD 11,2 mm × L 22,5 mm,
Anschlusslitzen
P-885.95
Gekapselter PICMA® Piezoaktor, 30 µm
Stellweg, OD 11,2 mm × L 40,5 mm,
Anschlusslitzen
P-888.55
Gekapselter PICMA® Piezoaktor, 14 µm
Stellweg, OD 18,6 mm × L 22,5 mm,
Anschlusslitzen
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Verwandte Anleitungen für PI P-88 .5 Serie
Inhaltszusammenfassung für PI P-88 .5 Serie
- Seite 1 Stellweg, OD 11,2 mm × L 40,5 mm, Anschlusslitzen P-888.55 Gekapselter PICMA® Piezoaktor, 14 µm Stellweg, OD 18,6 mm × L 22,5 mm, Anschlusslitzen PI Ceramic GmbH, Lindenstraße, 07589 Lederhose, Deutschland Tel. +49 36604 882-0, Fax +49 36604 882-4109, E-Mail info@piceramic.de, www.piceramic.de...
- Seite 2 Die von PI gehaltenen Patente finden Sie in unserer Patentliste: https://www.physikinstrumente.de/de/ueber-pi/patente © 2021 PI Ceramic GmbH, Lederhose, Deutschland. Die Texte, Bilder und Zeichnungen dieses Handbuchs sind urheberrechtlich geschützt. PI Ceramic GmbH behält insoweit sämtliche Rechte vor. Die Verwendung dieser Texte, Bilder und Zeichnungen ist nur auszugsweise und nur unter Angabe der Quelle erlaubt.
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Seite 3: Inhaltsverzeichnis
Inhalt Über dieses Dokument Ziel und Zielgruppe dieses Benutzerhandbuchs ............1 Gültigkeit für Sonderprodukte ................... 1 Symbole und Kennzeichnungen ................. 1 Abbildungen ....................... 2 Mitgeltende Dokumente .................... 2 Handbücher herunterladen ..................3 Sicherheit Bestimmungsgemäße Verwendung ................5 Allgemeine Sicherheitshinweise ................. 5 Organisatorische Maßnahmen ................... - Seite 4 P-88x.x5 betreiben ....................29 P-88x.x5 entladen ..................... 30 P-88x.x5 kurzschließen ..................... 31 Wartung Allgemeine Hinweise zur Wartung ................33 P-88x.x5 reinigen ...................... 33 Störungsbehebung Kundendienst Technische Daten 10.1 Spezifikationen ......................39 10.1.1 Datentabelle ....................39 10.1.2 Bemessungsdaten ..................40 10.1.3 Druck-/Zugbelastbarkeit und Vorspannung ..........41 10.1.4 Umgebungsbedingungen und Klassifizierungen .........
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Seite 5: Über Dieses Dokument
1 Über dieses Dokument Über dieses Dokument In diesem Kapitel Ziel und Zielgruppe dieses Benutzerhandbuchs ................1 Gültigkeit für Sonderprodukte ....................... 1 Symbole und Kennzeichnungen ..................... 1 Abbildungen ........................... 2 Mitgeltende Dokumente ....................... 2 Handbücher herunterladen ......................3 Ziel und Zielgruppe dieses Benutzerhandbuchs Dieses Benutzerhandbuch enthält die erforderlichen Informationen für die bestimmungsgemäße Verwendung des P-88x.x5 (x steht für die verschiedenen Modelle (S. -
Seite 6: Abbildungen
Abbildungen können abweichen und stellen keine zugesicherten Eigenschaften dar. Mitgeltende Dokumente Alle in dieser Dokumentation erwähnten Geräte und Programme von PI sind in separaten Handbüchern beschrieben. Die aktuellen Versionen der Benutzerhandbücher stehen auf unserer Website zum Herunterladen (S. 3) bereit. -
Seite 7: Handbücher Herunterladen
Wenn ein Handbuch fehlt oder Probleme beim Herunterladen auftreten: Wenden Sie sich an unseren Kundendienst (S. 37). Handbücher herunterladen 1. Öffnen Sie die Website www.pi.de. 2. Suchen Sie auf der Website nach der Produktnummer (z. B. P-885) oder der Produktfamilie (z. B. PICMA® Stack). -
Seite 9: Sicherheit
Zur Ansteuerung des P-88x.x5 ist eine Elektronik erforderlich, die die benötigten Betriebsspannungen bereitstellt. Die Elektronik ist nicht im Lieferumfang des P-88x.x5 enthalten. Wir empfehlen die Verwendung einer geeigneten Elektronik (S. 11) von PI. Allgemeine Sicherheitshinweise Der P-88x.x5 ist nach dem Stand der Technik und den anerkannten sicherheitstechnischen Regeln gebaut. - Seite 10 Überschreiten Sie nicht die maximale Druck-/Zugbelastbarkeit (S. 41). Wenn der Piezoaktor im Vakuum eingesetzt wird, muss auf entsprechende Sauberkeit geachtet werden. Bei PI werden alle Teile vor dem Zusammenbau gereinigt. Während der Montage und Kalibration wird mit puderfreien Handschuhen gearbeitet. Danach wird der Piezoaktor noch einmal per Wischreinigung gesäubert und in vakuumtaugliche Folie eingeschweißt.
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Seite 11: Organisatorische Maßnahmen
2 Sicherheit Organisatorische Maßnahmen Benutzerhandbuch Halten Sie dieses Benutzerhandbuch ständig am P-88x.x5 verfügbar. Die aktuellen Versionen der Benutzerhandbücher stehen auf unserer Website zum Herunterladen (S. 3) bereit. Fügen Sie alle vom Hersteller bereitgestellten Informationen, z. B. Ergänzungen und Technical Notes, zum Benutzerhandbuch hinzu. -
Seite 13: Produktbeschreibung
3 Produktbeschreibung Produktbeschreibung In diesem Kapitel Modellübersicht ..........................9 Produktansicht ..........................10 Produktbeschriftung ........................10 Lieferumfang ..........................11 Geeignete Elektronik ........................11 Optionales Zubehör ........................12 Technische Ausstattung ....................... 12 Modellübersicht Gekapselte PICMA® Stack Multilayer-Piezoaktoren mit Inertgasfüllung Modell Beschreibung P-885.55 Gekapselter PICMA®... -
Seite 14: Produktansicht
3 Produktbesch Produktansicht Die Abbildung ist exemplarisch und kann von Ihrem Modell abweichen. Abbildung 1: Exemplarische Produktansicht: P-88x.x5 Kopfstück aus Edelstahl Metallbalg Fußstück aus Edelstahl Anschlusslitze: Rote Litze: Spannungsanschluss (+) Schwarze Litze: Anschluss für Masse (-) Pfeil: Ausdehnungsrichtung des Piezoaktors beim Anlegen einer positiven Spannung. Kopfstück (1), Metallbalg (2) und Fußstück (3) bilden zusammen das Gehäuse aus Edelstahl. -
Seite 15: Lieferumfang
3 Produktbeschreibung Beschriftung Beschreibung P-885.55 Produktnummer (Beispiel), die Stellen nach dem Punkt kennzeichnen das Modell Bei Sonderprodukten besteht die Produktnummer aus einer neunstelligen Zahl (ohne Kennzeichnung des Modells). 16CEP0653128979 Chargennummer (Beispiel), individuell für jeden P-88x.x5 Herstellerlogo 1 Stueck Menge Country of origin: Germany Herkunftsland WWW.PICERAMIC.COM Herstelleradresse (Website) -
Seite 16: Optionales Zubehör
3 Produktbesch Optionales Zubehör Produktnummer Beschreibung P-890.10 Kabel für Piezospannung, LEMO-Stecker/offenes Ende, 1 m P-890.20 Kabel für Piezospannung, LEMO-Stecker/offenes Ende, 5 m Das Kabel P-890.xx dient zum Anschluss des P-88x.x5 an einen Niedervolt-Piezoverstärker. Das Kabel wird aktorseitig angelötet. Stecker: LEMO FFS.00.250.CTCE24, koaxial Kabel: RG 178 (Teflon) ... -
Seite 17: Auspacken
INFORMATION Wenn der Piezoaktor im Vakuum eingesetzt wird, muss auf entsprechende Sauberkeit geachtet werden. Bei PI werden alle Teile vor dem Zusammenbau gereinigt. Während der Montage und Kalibration wird mit puderfreien Handschuhen gearbeitet. Danach wird der Piezoaktor noch einmal per Wischreinigung gesäubert und in vakuumtaugliche Folie eingeschweißt. -
Seite 19: Installation
5 Installation Installation In diesem Kapitel Allgemeine Hinweise zur Installation ................... 15 P-88x.x5 befestigen ........................19 Last einleiten ..........................20 P-88x.x5 an Elektronik anschließen ..................... 21 Allgemeine Hinweise zur Installation VORSICHT Gefährliche Spannung und Restladung auf Piezoaktoren! Im Piezoaktor P-88x.x5 können Ladungen durch Temperaturschwankungen und Druckbelastungen entstehen. - Seite 20 5 Installatio HINWEIS Kurzschluss durch vollständiges Eintauchen in eine Flüssigkeit! Das vollständige Eintauchen des P-88x.x5 in eine Flüssigkeit kann zu einem Kurzschluss an den Anschlusslitzen führen. Ein Kurzschluss kann den P-88x.x5 sowie die daran angeschlossene Elektronik zerstören. Vermeiden Sie das Eintauchen der Anschlusslitzen in Flüssigkeiten. Wenn Ihre Anwendung das vollständige Eintauchen des P-88x.x5 in eine Flüssigkeit vorsieht, kontaktieren Sie unseren Kundendienst (S.
- Seite 21 5 Installation HINWEIS Erwärmung des P-88x.x5 während des Betriebs! Die während des Betriebs des P-88x.x5 abgegebene Wärme kann Ihre Anwendung beeinträchtigen. Installieren Sie den P-88x.x5 so, dass die Anwendung nicht durch die abgegebene Wärme beeinträchtigt wird. INFORMATION Wenn der Piezoaktor in ein Gehäuse eingebaut wird, das sowohl über den Kabelschirm des Anschlusskabels des Piezoaktors als auch über einen separaten Schutzleiter geerdet ist, können Brummschleifen auftreten.
- Seite 22 5 Installatio Abbildung 4: Vermeiden von Zugspannungen durch mechanische Vorspannung Abbildung 5: Vermeiden einer inhomogenen Lasteinleitung (1: Zugspannungen) Abbildung 6: Vollflächiger Kontakt des Piezoaktors Abbildung 7: Richtiges Dimensionieren der Endstücke bei punktförmigem Kontakt (1: Zugspannungen) Version: 1.1.0 PZ266D P-88x.x5 Piezoaktor...
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Seite 23: P-88X.x5 Befestigen
5 Installation Abbildung 8: Mechanische oder thermische Belastungen laden den Piezoaktor elektrisch auf. Montage nur in kurzgeschlossenem Zustand. P-88x.x5 befestigen P-88x.x5 Piezoaktoren werden auf Oberflächen aus Metall oder Keramik geklebt. Voraussetzungen Sie haben die allgemeinen Hinweise zur Installation gelesen und verstanden (S. 15). ... -
Seite 24: Last Einleiten
5 Installatio Last einleiten Die mechanische Ankopplung des P-88x.x5 an eine Last kann je nach Anwendung auf verschiedene Arten erfolgen: Einkleben des Piezoaktors (S. 19) in die zu bewegende Mechanik oder ein Festkörpergelenk Verwendung eines Kugelkopfstücks: Aufkleben eines gehärteten Kugelkopfstücks mit Punktkontakt zu einer ebenen −... -
Seite 25: P-88X.x5 An Elektronik Anschließen
5 Installation P-88x.x5 an Elektronik anschließen Der Piezoaktor P-88x.x5 wird je nach Elektronik an eine LEMO-Buchse, eine Klemme oder an Lötstifte angeschlossen. Dieser Abschnitt beschreibt, wie der Piezoaktor P-88x.x5 mit dem Koaxialkabel P-890.xx an eine Elektronik mit LEMO-Koaxialbuchse angeschlossen wird. ... - Seite 26 5 Installatio Werkzeug und Zubehör Koaxialkabel P-890.xx (S. 12), LEMO auf offenes Ende (separat bestellbar) Geeigneter Lötkolben Geeignetes Lötzinn Geeignete Kabelwerkzeuge P-88x.x5 an Elektronik anschließen 1. Wenn notwendig, kürzen Sie die Ader und den Kabelschirm des Koaxialkabels auf die jeweils erforderliche Länge.
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Seite 27: Inbetriebnahme Und Betrieb
6 Inbetriebnahme und Betrieb Inbetriebnahme und Betrieb In diesem Kapitel Allgemeine Hinweise zu Inbetriebnahme und Betrieb ..............23 Betriebsparameter ermitteln ....................... 26 P-88x.x5 betreiben ........................29 P-88x.x5 entladen ........................30 P-88x.x5 kurzschließen ........................ 31 Allgemeine Hinweise zu Inbetriebnahme und Betrieb VORSICHT Stromschlaggefahr bei fehlendem Schutzleiter! Das System, in das der Piezoaktor eingebaut ist (z. - Seite 28 6 Inbetriebnahme und Betrieb HINWEIS Schäden durch steile Flanken im Ansteuersignal! Steile Flanken im Ansteuersignal können bei fehlender Vorspannung des Piezoaktors starke dynamische Kräfte auslösen, die den Piezoaktor beschädigen. Steile Flanken können z. B. beim Einschalten von digitalen Funktionsgeneratoren auftreten. ...
- Seite 29 6 Inbetriebnahme und Betrieb HINWEIS Zerstörung des Piezoaktors durch Überhitzen! Während des Betriebs des Piezoaktors entstehen aufgrund ferroelektrischer Polarisationsvorgänge in der Piezokeramik dielektrische Verluste, die in Wärmeenergie umgewandelt werden. Durch die Inertgasfüllung des Piezoaktors ist die Wärmeabfuhr nach außen reduziert. Die entstandene Wärme kann den Piezoaktor insbesondere im dynamischen Betrieb überhitzen und zerstören.
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Seite 30: Betriebsparameter Ermitteln
6 Inbetriebnahme und Betrieb Betriebsparameter ermitteln 6.2.1 Übersicht begrenzender Faktoren Begrenzende Faktoren für den Betrieb des Piezoaktors: Resonanzfrequenz: Anhand der Resonanzfrequenz des Piezoaktors wird die Betriebsfrequenz berechnet, die ein Drittel der Resonanzfrequenz nicht überschreiten darf. Die Resonanzfrequenz gemäß Datentabelle (S. 39) bezieht sich auf den beidseitig freien Betrieb ohne Last. In einer Anordnung mit einseitiger Einspannung muss der Wert halbiert werden. -
Seite 31: Effektive Masse Berechnen
6 Inbetriebnahme und Betrieb 6.2.2 Effektive Masse berechnen Abbildung 10: Berechnung der effektiven Masse eines einseitig eingespannten P-88x.x5 ohne Last (links) und mit zusätzlicher Last (rechts). 1. Ermitteln Sie die Masse m Ihres Piezoaktors. 2. Ermitteln Sie die zusätzliche Last M. 3. -
Seite 32: Im Dynamischen Betrieb Auftretende Kräfte Berechnen
6 Inbetriebnahme und Betrieb 1. Berechnen Sie die Resonanzfrequenz des belasteten, einseitig eingespannten Piezoaktors mit folgender Formel: ' = Resonanzfrequenz des belasteten Piezoaktors [Hz] = Resonanzfrequenz des unbelasteten Piezoaktors [Hz]: Die Resonanzfrequenz gemäß Datentabelle (S. 39) gilt für den beidseitig freien Betrieb. In einer Anordnung mit einseitiger Einspannung muss der Wert halbiert werden. -
Seite 33: Strombedarf Für Sinusbetrieb Berechnen
6 Inbetriebnahme und Betrieb 6.2.5 Strombedarf für Sinusbetrieb berechnen Berechnen Sie den Dauerstrombedarf für den Sinusbetrieb mit folgender Formel: Berechnen Sie den Spitzenstrombedarf für den Sinusbetrieb mit folgender Formel: Variable Beschreibung Hinweise Erforderlicher Dauerstrom des Es ist entscheidend, dass das Netzteil Verstärkers (Source / Sink) [A] genügend Strom liefern kann. -
Seite 34: P-88X.x5 Entladen
Betriebsspannungsbereich (S. 40) des Aktors ausreichend isoliert sind Nur für P-88x.x5 mit Anschlussstecker (S. 21): Elektronik (S. 11) von PI oder geeigneter Kurzschlussstecker (auf Anfrage erhältlich) − An der Elektronik angeschlossenen P-88x.x5 entladen Stellen Sie an der Elektronik die Piezospannung auf 0 V ein. -
Seite 35: P-88X.x5 Kurzschließen
6 Inbetriebnahme und Betrieb P-88x.x5 kurzschließen Der P-88x.x5 muss vor der Demontage (z. B. vor Reinigung und Transport des P-88x.x5) sowie bei Umbauten entladen (S. 30) und kurzgeschlossen werden. Voraussetzungen Sie haben die allgemeinen Hinweise zur Installation gelesen und verstanden (S. 15). ... -
Seite 37: Wartung
7 Wartung Wartung In diesem Kapitel Allgemeine Hinweise zur Wartung ....................33 P-88x.x5 reinigen ......................... 33 Allgemeine Hinweise zur Wartung Der P-88x.x5 ist wartungsfrei. P-88x.x5 reinigen Voraussetzungen Der P-88x.x5 ist entladen (S. 30) und kurzgeschlossen (S. 31). Der P-88x.x5 ist von der Elektronik getrennt. P-88x.x5 reinigen ... -
Seite 39: Störungsbehebung
8 Störungsbehebung Störungsbehebung Störung Mögliche Ursachen Behebung Keine oder eingeschränkte Kabel nicht korrekt Prüfen Sie die Kabelanschlüsse. Bewegung angeschlossen Zu hohe Last Überschreiten Sie nicht die maximale Druck-/ Zugbelastbarkeit (S. 41). Piezoaktor ist wegen Wenden Sie sich an unseren Überhitzung oder Kundendienst (S. -
Seite 41: Kundendienst
9 Kundendienst Kundendienst Sie erreichen PI Ceramic telefonisch unter +49 36604 882-0 oder per E-Mail unter folgenden Adressen: Bei allgemeinen Fragen oder Bestellungen: info@piceramic.de Bei technischen Problemen oder Störungen: service@piceramic.de Geben Sie bei Fragen zu Ihrem Produkt folgende Informationen an: −... -
Seite 43: Technische Daten
10 Technische Daten Technische Daten In diesem Kapitel Spezifikationen ..........................39 Abmessungen..........................42 Änderungen vorbehalten. Die aktuellen Produktspezifikationen finden Sie auf der Seite des Produkts unter www.pi.de (https://www.pi.de). 10.1 Spezifikationen 10.1.1 Datentabelle P-885.55 P-885.95 P-888.55 Einheit Abmessungen OD × L 11,2 mm ×... -
Seite 44: Bemessungsdaten
10 Technische Da Betriebstemperaturbereich: -40 bis 150 °C. Der Betriebstemperaturbereich gilt nicht für den dynamischen Betrieb. Wenn Ihre Anwendung den dynamischen Betrieb vorsieht, kontaktieren Sie unseren Kundendienst (S. 37). 10.1.2 Bemessungsdaten P-88x.x5 Piezoaktoren sind für die Betriebsgrößen in der nachfolgenden Tabelle ausgelegt. Zusatzinformationen zur Bemessungsdatentabelle Maximale Betriebsfrequenz ohne Last und ohne Berücksichtigung thermischer Aspekte, ... -
Seite 45: Druck-/Zugbelastbarkeit Und Vorspannung
10 Technische Daten 10.1.3 Druck-/Zugbelastbarkeit und Vorspannung Piezokeramik hält einem Druck von bis zu 250 MPa stand, beginnt jedoch bereits bei wesentlich niedrigeren Druckbelastungen zu depolarisieren. Da gestapelte Piezoaktoren zudem aus unterschiedlichen Materialien (Piezokeramik, metallische Elektroden) gefertigt sind, hängt die mechanische Belastbarkeit nicht allein von der Festigkeit des keramischen Materials ab. -
Seite 46: Abmessungen
10 Technische Da Der P-88x.x5 ist für den Einbau in Geräte vorgesehen, die folgende Klassifizierungen erfüllen: Schutzklasse Schutzart gemäß IEC 60529 IP20 10.2 Abmessungen Abmessungen in mm Abbildung 11: P-88x.x5: Abmessungen P-885.55 6,4 mm 11 mm 10,25 mm 11,2 mm 22,5 mm P-885.95 6,4 mm... -
Seite 47: Altgerät Entsorgen
Instrumente (PI) GmbH & Co. KG kostenfrei die umweltgerechte Entsorgung eines PI-Altgerätes, sofern es nach dem 13. August 2005 in Verkehr gebracht wurde. Falls Sie ein solches Altgerät von PI besitzen, können Sie es versandkostenfrei an folgende Adresse senden: Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG Auf der Römerstr. -
Seite 49: Eu-Konformitätserklärung
12 EU-Konformitätserklärung EU-Konformitätserklärung Für den P-88x.x5 wurde eine EU-Konformitätserklärung gemäß den folgenden europäischen Richtlinien ausgestellt: RoHS-Richtlinie Die zum Nachweis der Konformität zugrunde gelegten Normen sind nachfolgend aufgelistet. RoHS: EN 50581 oder EN IEC 63000 Wenn ein elektrisches Betriebsmittel für den Einbau in ein anderes elektrisches Betriebsmittel vorgesehen ist: Der Betreiber ist für die normgerechte Einbindung des elektrischen Betriebsmittels in das Gesamtsystem verantwortlich.