WikiDer > Antrieb

Actuator
Schwenkantrieb auf a Absperrklappe.

EIN Antrieb ist ein Gerät, das seine Umgebung beeinflussen kann.

Aktuatorbetrieb

Ein vollständiges System zur Überwachung und Reaktion auf diese Beobachtungen besteht aus den folgenden drei Teilen:

  1. Sensor: Dies ist der Eingang zum System, hier erfolgt eine Beobachtung mittels eines Mechanismus. Diese Beobachtung kann beispielsweise die Umgebungstemperatur sein. Die Ausgabe dieses Teils kann a . sein analog oder ein Digital ein Signal sein.
  2. Regler: normalerweise wird dies von Mikroprozessoren oder digitale Signalprozessoren, die mit digitalen Werten arbeiten.
  3. Aktor: Hier wird die endgültige Entscheidung analog oder digital getroffen.

Ein Beispiel zur Verdeutlichung des obigen Verfahrensschrittes. Stellen Sie sich ein System vor, das die Heizung eines Raums steuert. Angenommen, bei einer Temperatur unter 20°C soll das System die Heizung einschalten und bei über 25°C ausschalten:

  1. Als Sensor eines Systems, a Thermistor, dies ist ein elektronisches Bauteil, dessen Widerstand temperaturabhängig ist. Mit a Wheatstone-Brücke man kann ein analoges Signal erhalten, das die Temperatur darstellt.
  2. Dann dieses analoge Steuersignal durch eine Analog-Digital-Wandler (A/D-Wandler), der das Analoge umwandelt 0/4-20mA Strom- oder Spannungssignal in Voltproportional in digitale Werte umwandeln.
  3. Der Prozessor kann dann diesen oder die digitalen Werte mit den gewünschten Werten vergleichen. Wenn beispielsweise die vom Sensor (Thermistor) gemessene Temperatur unter 20 °C liegt, sendet der Prozessor ein digitales Signal mit dem Wert „1“, um anzuzeigen, dass die Heizung eingeschaltet werden soll. Kommt der Prozessor zu dem Schluss, dass die Temperatur über 25°C liegt, sendet er beispielsweise ein digitales Signal mit dem Wert „0“.
  4. Es liegt am D/A-Wandler, den digitalen Ausgang des Prozessorblocks, das Signal mit dem Wert '1' oder '0', in ein analoges Signal umzuwandeln, mit dem wir den Aktor ansteuern können.
  5. Der Aktor ist das letzte Element in der Kette. Dabei kann der Aktor beispielsweise ein Schalter zum Ein- oder Ausschalten der Heizung sein. Dies kann zum Beispiel durch die Verwendung von a Relais.

Die Funktionsweise eines Aktors ist der eines Sensors entgegengesetzt. Ein Sensor erfasst die Umgebung und übermittelt seinen Standort, während ein Aktor über ein Signal seine Umgebung beeinflusst. Dieser Einfluss kann indirekt sein, ein Schalter zur Steuerung der Heizung wie oben, oder wie bei a Lautsprecher ein Membran vibrieren Schallwellen produzieren.

Arten von Aktoren

Ein Elektromagnet als Stellglied an einem Heizölbrenner

Der Begriff Aktor ist recht weit gefasst. Dies bedeutet, dass es viele Arten von Aktoren gibt. Ein Aktor wird oft mit a . verwechselt Servomotor. Ein Servomotor ist eine gängige Art von Aktuator. Andere gängige Aktoren sind:

Piezoelektrische Aktoren

Dieser Aktortyp verwendet piezoelektrische Prinzipien. In diesen Aktoren befindet sich ein Kristall, der mittels Zug eine Bewegung oder mittels Druck eine Spannung erzeugt. Für den Einsatz in einem Aktuator wird üblicherweise die Umwandlung von Spannung in Schwingung verwendet. Die vom Kristall verursachte Schwingung kann dann genutzt werden, um eine kleine Bewegung zu erzeugen (Keramiklautsprecher).

Ein Beispiel für die Verwendung dieser Aktoren finden Sie unter Verwendung von Memory-Metall Aktoren. Das Memory-Metall kann beispielsweise verwendet werden, um Venen im menschlichen Körper zu erweitern. In diesem Fall kann die Körperwärme genutzt werden, um den Aktor mit dem Metall zu aktivieren.

Elektromagnetische Aktoren

Diese Aktoren arbeiten auf Basis von a Elektromagnet. Durch eine elektrischer Strom durch eine Spule Es entsteht ein Magnetfeld, das eine Kraft ausübt, die dazu führt, dass ein Eisenstift in die Spule gezogen wird.

Beispiele sind a Relais, ein Lautsprecher, ein Lese- und Schreibkopf von a Festplatte und ein Servomotor.

Hydraulische oder fluidtechnische Aktuatoren

Bei dieser Art wird eine Flüssigkeit verwendet, die dann beispielsweise mittels meist Druck ein Objekt bewegen kann. Es gibt zwei Möglichkeiten, diese Aktoren zu bauen:

  • Die Flüssigkeiten in diesen Konstruktionen sind empfindlich gegenüber bestimmten Einflüssen (Temperatur, Druck, elektrischer Strom, ...), wodurch sie sich ausdehnen oder zusammenziehen.
  • Die Flüssigkeiten werden nach dem Prinzip der Hydraulik angewendet.

Beispiele sind a Zentrifugalpumpe und ein Magnetventil.

Pneumatische Antriebe

Bei dieser Art wird Druckluft verwendet, die dann mittels Druck ein Objekt bewegen kann. Die Druckluft wird nach dem Prinzip der Pneumatik angewendet. Beispiele sind a Magnetventil und ein 2/2-Wege-Ventil.

Drehantriebe

Servomotor

Literatur

  • Janocha, Hartmut (2004) Aktuatoren: Grundlagen und Anwendungen. Jumper.
  • Pons, Jose L. (2005) Neue Antriebstechnologien: Ein mikromechatronischer Ansatz. schlau.
  • Tabib-Azar, Massood (1998) Mikroaktoren: Elektrische, magnetische, thermische, optische, mechanische, chemische und intelligente Strukturen. Kluwer.
Siehe die Kategorie Aktuatoren von Wikimedia Commons für Mediendateien zu diesem Thema.