Aktoren; Geht es auch günstig? #Post_7

Recherche und Tauglichkeitsprüfung handelsüblicher Aktoren zur Realisierung adaptronischer Aufgaben

Kennlinie der Aktoren

Wir möchten herausfinden, was die gekauften Aktoren denn nun wirklich können.

Hierzu nehmen wir in einem ersten Schritt die Kennlinie der Aktoren auf. Dazu befestigen wir sie auf unserer Montageplatte, siehe Titelbild. Unterhalb der Platte sitzt ein Kraftsensor. Es wird jeweils ein Rauschen im Frequenzbereich von 0 – 500 Hz auf die Aktoren gegeben. Das Signal vom Kraftsensor wird dann mittels FFT in ein Spektrum der einzelnen Frequenzen zerlegt. Daraus lassen sich dann die Resonanzfrequenzen der Aktoren miteinander vergleichen.

Da uns zunächst nur die Kennlinien interessieren, ist in den folgenden Diagrammen jeweils die Signalstärke des Sensorsignals gegenüber den jeweiligen Frequenzen dargestellt.

Während des Versuchsaufbaus sind wir in unserem Archiv auf einen weiteren Aktor gestoßen. Es handelt es sich um den Monacor BR-25 mit 50 W. Wir nehmen ihn mit in die Reihen unserer Testkandidaten auf. Im Folgenden ist ein Bild des Aktors zu sehen.

Wir vermessen jeden Aktor zweimal. Einmal mit dem Kraftsensor 208C02 und einmal mit dem Kraftsensor 208C01 der Firma PCB Piezotronics, der eine größere Empfindlichkeit aufweist. Im Folgenden sind die Diagramme zu sehen.

Damit es nicht zu unübersichtlich wird, sind jeweils nur zwei Kennlinien in einem Diagramm aufgetragen. Außerdem beschränken wir uns nur auf den 208C02, damit der Post nicht zu umfangreich wird. Die Diagramme wurden mit dem kostenlosen Tool Veusz erstellt.

Kennlinie der Aktoren mit dem Sensor 208C02 aufgenommen

Bei allen Aktoren ist die fundamentale Resonanzfrequenz der  Inertialmasse deutlich erkennbar. Teilweise sind noch weitere Resonanzen zu sehen, die z.B. auf Querbewegungen und Rotationen der Masse zurückgeführt werden können. Der Arbeitsbereich der Aktoren liegt üblicherweise oberhalb der Resonanzfrequenz. Das wird als überkritischer Betrieb bezeichnet. Dieser Bereich sollte möglichst linear sein.

Der Übersichtlichkeit halber fassen wir nochmals die Resonanzfrequenzen der Aktoren zusammen:

Sinustec BS-250:              43 Hz
Reckhorn BS-200:             66 Hz
Blanko BassShaker:          54 Hz
Sinuslive BassPump:        52 Hz
Heddier LK-KS 20:            66 Hz
Visaton EX 45 S:                87 Hz
Monacor AR-30:                148 Hz
Monacor BR-25:                40 Hz

Obwohl der Sinustec und der Reckhorn sowohl optisch, als auch von den technischen Daten, identisch scheinen, unterscheidet sich ihre Resonanzfrequenz doch voneinander. Die Kraft im Arbeitsbereich ist jedoch bei beiden Aktoren in etwa identisch. Die Kennlinien sind sauber und recht linear.
Der günstige Blanko liefert ein erstaunlich gutes Ergebnis. Die Kennlinie ist sehr sauber und im Arbeitsbereich sehr gleichmäßig.
Die Sinuslive BassPump hat bis zu 420 Hz eine sehr lineare Kennlinie. Insgesamt sind aber leichte Störungen enthalten.
Der Heddier und der Visaton liefern bis auf die Resonanzfrequenz ähnliche Kennlinien. Die Resonanzfrequenz sieht beim Heddier allerdings anders aus als bei den anderen Aktoren. Sie liegt nicht auf den beiden Hügeln, sondern im Tal. Der Grund hierfür ist, dass bei der Resonanzfrequenz die Auslenkung der Masse den maximalen Weg überschreitet und in einen Anschlag kommt. Dadurch wird die Auslenkung stark verzerrt und gedämpft.
Der Monacor BR-25 schlägt sich auch recht gut. Allerdings sind in beiden Messungen, wie bei der Sinuslive BassPump, kleinere Störungen zu sehen.
Der Monacor AR-30 liefert ebenfalls eine gute Kennlinie. Im Vergleich zu den anderen Aktoren ist seine Resonanzfrequenz recht hoch.
Diese erste Messung gibt einen Überblick über die Resonanzfrequenzen und den Arbeitsbereich der Aktoren. In der nächsten Zeit kommen noch detailliertere Messungen, in denen wir uns die Kräfte und die Stromabhängigkeit der Aktoren genauer anschauen.

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