Elektrische Impedanzmessung an piezokeramischen Waben unterschiedlicher Geometrie

Abstract

Piezoaktuatoren in Wabenbauform sind Aktuatoren, die den Ansprüchen des Leichtbaues genügen. Das AIF-Projekt „Piezokeramische Honigwaben-Aktuatoren“ hat neben der Entwicklung eines Herstellungsverfahrens die Charakterisierung dieser Aktuatoren zum Ziel. Bisher wurden im Rahmen dieses Projektes mit Hilfe von Metallwaben Geometrien konstruiert und getestet. Des Weiteren wurde ein Fertigungsverfahren für piezokeramische Waben an der TU Clausthal entwickelt. In dieser Studienarbeit werden nach diesem Fertigungsverfahren hergestellte Waben unterschiedlicher Geometrie durch die Messung der elektrischen Eingangsimpedanz charakterisiert. Bei der Auswertung der Messdaten werden signifikante Abweichungen zwischen dem bekannten Ersatzschaltbild eines piezoelektrischen Aktuators und den Messwerten festgestellt. Dies führt zu einer Erweiterung des Ersatzschaltbildes, die physikalisch interpretiert wird. In Zuge der Auswertung wird ein Programm in Mathematica erstellt, welches die Kenngrößen der Aktuatoren automatisch und reproduzierbar ermittelt. Bei der Interpretation der Messergebnisse wird besonders der Einfluss der Wabengeometrie auf die Kenngrößen des Aktuators untersucht.