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Dennis Kurzfragen AMST (Fach) / Mikroaktoren (Lektion)

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• Skizzieren Sie die funktionelle Struktur eines Mikroaktors Powerelectronics wandelt das Controlsignal mithilfe der Auxiliary energy in Electrical energy. Der Energyconerter wandelt die Electical energy in Mechanical energy Die Mechanical energy wird dann an das Control element geleitet.
• Nennen Sie Vor- und Nachteile von Mikroaktoren Vorteile:- kleine leichte, steife Strukturen- neues mechanisches Design- einfache Integration in die Mikroelektronik Nachteile:- limited Power- Reibungseffekte- keine Lager- Vorspannung, Haltbarkeit sinkt
• Nennen Sie die fünf Aktorprinzipien - elektrostatische Felder - elektromagnetische Felder - Piezo Effekt - Thermomechanisch - Shape Memory Alloy
• Wie skalieren die verschiedenen (5) MIkroaktoren? Elektrostatisch:Kraft: L / L²   Antwortzeit: L / L^1.5   Energiedichte: L^-1 / L^-3 MagnetischKraft: L²   Antwortzeit: L   Energiedichte: L^-1 Shape memory alloyKraft: L²   Anwortzeit: L²   Energiedichte: L^-2 ThermomechanischKraft: L²   Antwortzeit: L²   Energiedichte: L^-2 PiezoelektrischKraft: L²   Antwortzeit: L   Energiedichte: L^-1
• In welche zwei Gruppen können elektromagnetische Aktoren eingeteilt werden? - Reluktanz-Aktoren (für Rückbewegung ist zweiter Sensor notwendig)- Aktoren, die auf der Lorentzkraft basieren
• Verlgleich von elektrostatischen und elektromagnetischen Mikroaktoren (3 Unterschiede). Aufbau:stat.: einfache planare Struktrenmag.: komplexe 3D-Strukturen Technologienstat.: Schichttechnologien (2D), mikroelektronik-kompatibelmag.: neue Technologien zur Herstellung magnetischer Kreise und Erregerspulen Ansteuerungstat.: spannungsgesteuert, hohe Spannungenmag.: stromgesteuert, niedrige Spannungen, mikroelektronik-kompatibel Werkstoffestat.: Silizium, Leiterwerkstoffe, Isolierstoffemag.: strukturierbare weiche- und hartmagnetische Werkstoffe Umwelteinflüssestat.: hohe Empfindlichkeit gegen Feuchtigkeit und Staubmag.: geringe Empfindlichkeit gegen Umwelteinflüsse Antriebsparameterstat.: typische Kräfte: 100µNmag.: typische Kräfte: 100mN
• Skizzieren Sie eine Pumpe. zwei Einwegventile.Am besten intakte und pumping phase skizzieren (Frage 4.7)
• Wie funktioniert ein 3D-Mikrotaster? - ein Mikrotaster dient zum Messen kleinster Strukturen und Abmessungen, z.B. Mikroverzahnungen- das Ziel ist eine Auflösung im Nanometerbereich, eine kleine Antastkraft, Robustheit und einheitliche mechanische Eigenschaften in alle 3 Raumrichtugen- Antastkugel: kommerzielle Systeme erhältlich mit Kugeldurchmesser bis zu 300µm Prinzipieller Aufbau:- Antastelement: Kugelelement mit Taststift- Federkörper: Membranstruktur- Wandlerelement: Widerstände in der Membranstruktur
• Nennen Sie vier Vorteile der Wheatstonschen Messbrücke. - Messung einer Differenzgröße- Lineare Kennlinie möglich- Hohe Empfindlichkeit- Temperaturkompensation ist mittels Brückenschaltung möglich
• Ordnen Sie die fünf Aktorprinzipien nach Kraft/ Weg bzw. Energiedichte/ Dynamik ein: SMA, elektrostat, elektromag, piezo, thermomechanisch Energiedichte über Dynamik:hohe dichte, hohe dynamik, das die ist piezokeramikkleine dynamik, kleine dichte, so ist die thermogeschichteelektromagnetisch steht in der mitte am stehtischshapememoryalloys sind lahm und dicht, was jeden annoysund elektrostatisch, ist gar nicht statisch, sondern mega dynamisch, dafür nicht nicht dicht.Kraft über Auslenkung:SMAs sind KingPiezo ist klar: hohe Kraft, kleine AuslenkungMagnetisch kann sich viel Bewegen aber hat dabei keine KraftElektrostatisch und Thermisch sind gleich: in der Mitte Mitte
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• Nennen Sie fünf Beispiele für Mikroaktoren Dämpfer Lüfter Einspritzsysteme minimalinvasie Chirurgie Medikamentenpumpe

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