piezosystem jena ENT Instruction Manual Download Page 2

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Geschäftsführer: Dr. Bernt Götz • Telefon 03641/66880 • Fax 03641/668866 • www.piezosystem.com

Bedienungsanleitung Seite 3 ... 28

(deutsch)

Instruction manual pages 30 ... 52

(english)

Deutsche Version:

25.04.2012 von AS

English version:

2012-04-25 by AS

Summary of Contents for ENT

Page 1: ...stem ENT ENV instruction manual voltage amplifier system ENT ENV Bitte die Bedienungsanleitung vor dem Anschalten des Gerätes sorgfältig lesen Beachten Sie bitte insbesondere die Sicherheitshinweise Read carefully before switching on the power Please see also instructions for safety using piezoelectric actuators and power supplies ...

Page 2: ...Dr Bernt Götz Telefon 03641 66880 Fax 03641 668866 www piezosystem com 2 Bedienungsanleitung Seite 3 28 deutsch Instruction manual pages 30 52 english Deutsche Version 25 04 2012 von AS English version 2012 04 25 by AS ...

Page 3: ...itung Funktionskontrolle 10 7 Beschreibung des Spannungsverstärkers 12 7 1 Allgemeines 12 7 2 Technische Daten 13 7 2 1 Gehäuse 13 7 2 2 Netzteile 14 7 2 3 Spannungsverstärkermodule 15 7 2 3 1 Modul ENV 40 15 7 2 3 2 Modul ENV 300 15 7 2 3 3 Modul ENV 800 16 7 2 3 4 Modul ENV SG 16 7 2 3 5 Modul ENV CAP 18 7 2 3 6 Modul ENV CLE 18 7 2 3 7 Modul ENV 40 C CSG CCP 19 7 2 3 8 Modul ENV 40 nanoX 19 7 2...

Page 4: ... Verschiebung ZERO 24 9 Steckverbinder Rückseite 25 9 1 Anschlussbelegung Netzteile 25 9 1 1 Netzteil Modul ENT 40 20 25 9 1 2 Netzteil Modul ENT 150 20 25 9 1 3 Netzteil Modul ENT 400 25 9 2 Anschlussbelegung Spannungsverstärker 26 9 2 1 Spannungsverstärker Modul ENV 40 CL 26 9 2 2 Spannungsverstärker Modul ENV 40 C CSG CCP 26 9 2 3 Spannungsverstärker Modul ENV 300 ENV 800 26 9 2 4 Messsystem EC...

Page 5: ...sion auch über lange Zeit einhält 1 Gegenstand Diese Anleitung beschreibt das Spannungsverstärkersystem ENT ENV von piezosystem jena GmbH Weiterhin finden Sie Sicherheitshinweise beim Umgang mit Piezoelementen Bei Problemen wenden Sie sich bitte an den Hersteller des Gerätes piezosystem jena GmbH Stockholmer Straße 12 07747 Jena Tel 0 36 41 66 88 0 2 Zertifizierung von piezosystem jena GmbH Die Fi...

Page 6: ...Geschäftsführer Dr Bernt Götz Telefon 03641 66880 Fax 03641 668866 www piezosystem com 6 3 Konformitätserklärung ...

Page 7: ...trukturbedingte Verlustprozesse innerhalb der Keramik kommt es zu einer Erwärmung beim dynamischen Betrieb Bei ungenügenden Kühlungsmaßnahmen kann es zu Ausfällen kommen Eine Erwärmung über der Curietemperatur übliche Werte ca 140 C 250 C lässt den piezoelektrischen Effekt verschwinden Piezoaktoren können elektrisch als Kondensatoren angesehen werden Die Entladungszeiten liegen im Bereich von Stun...

Page 8: ...fahr von Elektrounfällen hin Damit verbundene Warnhinweise sind unbedingt zu beachten ACHTUNG Dieses Symbol weist auf zu beachtende Anweisungen in der Bedienungsanleitung hin die zusätzliche Hinweise zur Bedienung und Warnung enthalten GEFAHR Öffnen Sie das Gerät in keinem Fall Im Inneren des Gerätes befinden sich keine Teile die vom Benutzer selbst gewartet werden können Das Öffnen oder Entfernen...

Page 9: ...nte sind empfindliche Präzisionsgeräte von großem Wert Bitte behandeln Sie die Geräte dementsprechend Achten Sie auf eine mechanisch saubere Befestigung der Piezoelemente ausschließlich an den dafür vorgesehenen Befestigungsstellen Unter den nachfolgend aufgeführten Umständen müssen die Geräte sofort vom Netz getrennt und ein Servicetechniker konsultiert werden beschädigte Kabel z B Netzkabel Flüs...

Page 10: ... auf Vollständigkeit siehe Packliste und Unversehrtheit aller angegebenen Positionen Sichtprüfung Aktor und Spannungsverstärker Kopf und Grundplatte des Aktors wenn vorhanden müssen parallel zueinander stehen keine Kratzer auf Kopf und Grundplatte bitte informieren Sie piezosystem jena sofort bei Beschädigungen des Systems bitte lassen Sie sich Transportschäden vom Lieferanten Paketdienst o ä best...

Page 11: ...ühren Das Display zeigt die Position 1 des Aktors im ungeregelten Betrieb Drehen Sie das Potentiometer auf den rechten Endanschlag Position 4 Der maximale Hub des Aktors wird angezeigt Der totale Hub des Aktors errechnet sich aus Position 4 Position 1 Stellen Sie das Potentiometer wieder auf den linken Anschlag ein Schalten Sie die Regelung ein closed loop on Der Aktor bewegt sich auf Position 2 N...

Page 12: ...meldung um welche EDA es sich handelt incl Firmware Version Die Funktionskontrolle ist hiermit abgeschlossen 7 Beschreibung des Spannungsverstärkers 7 1 Allgemeines Das Verstärkersystem ENT ENV ist für Niedervoltpiezoelemente konzipiert und wird in 19 Technik gefertigt Damit wird ein modularer Aufbau entsprechend den jeweiligen Erfordernissen ermöglicht Eine komplette Verstärkereinheit besteht jew...

Page 13: ...e MOD Buchse und das Offset Potenziometer deaktiviert 7 2 Technische Daten 7 2 1 Gehäuse Gehäuseabmessungen 28 TE 3HE BxTxH mm Standard 195 x 343 x 158 inkl Fuß 8mm BxTxH mm Small 164 x 272 x 140 inkl Fuß 7mm Gehäuseabmessungen 42 TE 3HE BxTxH mm Standard 265 x 343 x 158 inkl Fuß 8mm BxTxH mm Small 235 x 272 x 140 inkl Fuß 7mm Gehäuseabmessungen 63 TE 3HE BxTxH mm Standard 373 x 343 x 158 inkl Fuß...

Page 14: ...eite 14 TE 71mm ENT 400 Sicherung Si1 1 AT Si6 4 AT Si1 1 AT Si6 2 AT Nennstrom A 4 2 Ausgangsleistung ENT400 W 100 Einschubbreite 18 TE 91mm Tabelle 2 technische Daten Netzteilmodule Die Netzteileinschübe sind ausschließlich für den Betrieb der entsprechenden Einschubmodule von piezosystem jena bestimmt Externe weitere Stromabnehmer dürfen nicht angeschlossen werden Defekte Sicherungen dürfen nur...

Page 15: ...swiderstand 100kΩ Besonderheiten Schutzschaltung gegen Ein und Ausschaltimpulse Überspannungsschutz OOR Tabelle 3 technische Daten Spannungsverstärkermodul ENV40 7 2 3 2 Modul ENV 300 Ausgangsleistung W max 39 Einschubbreite 14 TE 71mm Ausgangsspannung V 20 130 permanenter Ausgangsstrom mA 300 Rauschen Ausgangsspannung 0 3mVRMS 500 Hz Modulationseingang MOD V 0 10 BNC Eingangswiderstand kΩ 10 DC O...

Page 16: ...egen Überhitzung und Kurzschluss Softstart Tabelle 5 technische Daten Spannungsverstärkermodul ENV 800 7 2 3 4 Modul ENV SG Es gelten die allgemeinen technischen Daten vom Spannungsverstärkermodul ENV 40 ENV 300 oder ENV 800 Weiterhin gelten folgende zusätzliche und abweichende technische Daten Diese ersetzen dann die entsprechende technische Spezifikation in der allgemeinen Beschreibung vom Spann...

Page 17: ...Geschäftsführer Dr Bernt Götz Telefon 03641 66880 Fax 03641 668866 www piezosystem com 17 ...

Page 18: ...system kapazitives Messsystem Regelzeiten typisch 0 01 0 4 s in Abhängigkeit vom verwendeten Aktor und Verstärker Tabelle 7 technische Daten Modul ENV CAP 7 2 3 6 Modul ENV CLE Es gelten die allgemeinen technischen Daten vom Spannungsverstärkermodul ENV 40 ENV 300 oder ENV 800 Weiterhin gelten folgende zusätzliche und abweichende technische Daten Diese ersetzen dann die entsprechende technische Sp...

Page 19: ...NV 40 C Dehnmessstreifen ENV 40 CSG kapazitiv ENV 40 CCP Modulationseingang MOD V 0 10 SMB Eingangswiderstand 10k Monitorausgang MON V ENV 40 C 1 15 SMB Ausgangswiderstand 100k ENV 40 CSG ENV 40 CCP 0 10 SMB Ausgangswiderstand 1k Tabelle 9 technische Daten ENV 40 C CSG CCP 7 2 3 8 Modul ENV 40 nanoX Diese Verstärker sind speziell für den Antrieb der nanoX Stellelemente entwickelt und eignen sich n...

Page 20: ...Ausgangsspannung 2 V 130 20 permanenter Ausgangsstrom mA 2 150 Aktoranschluss ODU Serie L 3pol Tabelle 11 technische Daten Modul ENV 300 nanoX 7 2 3 10 Modul ENV 800 nanoX Diese Verstärker sind speziell für den Antrieb der nanoX Stellelemente entwickelt und eignen sich nicht zum Betreiben anderer Piezoaktoren Es gelten die allgemeinen technischen Daten vom Spannungsverstärkermodul ENV 800 bzw SG C...

Page 21: ...P 40 Nichtlinearität typisch 0 05 FS Wiederholbarkeit typisch 0 04 FS Tabelle 13 technische Daten Messmodul ECP1 8 Bedienung 8 1 Inbetriebnahme Das Gerät wird über den Netzstecker an das Netz angeschlossen bitte achten Sie auf die richtige Netzspannung Der Netzschalter befindet sich am ENT Modul normalerweise linkes Modul die Netzsicherung befindet sich im Modul Die Piezoaktoren werden mit Spannun...

Page 22: ... am Modulationseingang 3 Piezoelement Anschluss OUT angeschlossen 4 Ausgangslage ENV 40 CSG CCP closed loop OFF 5 Messkabel SENSOR angeschlossen Einschalten 6 Gerät am Netzteilmodul einschalten 7 entsprechend dem Arbeitsregime Reglerschalter closed loop umschalten 8 Position wählen mit DC Level und oder Signal an Modulationseingang 8 2 Bedienung allgemein 8 2 1 Netzteil ENT An der Frontseite befin...

Page 23: ...echanismen nicht mehr funktionstüchtig sind Anzeige geregeltes System ungeregeltes System 3 5 stelliges LC Display Anzeige des Hubes in µm Anzeige der Aktorspannung in V grüne LED für CL ON Anzeige Regelung an aus nicht vorhanden grüne LED für ON Nach Einschalten der Netzspannung wird der Verstärkerausgang nach einer Zeitverzögerung von ca 2s zugeschaltet Mit dieser Maßnahme werden Spannungsspitze...

Page 24: ...nders bei dynamischer Ansteuerung empfehlenswert Beachten Sie den Innenwiderstand des Monitorausgangs Angeschlossene Messgeräte sollten mindestens 10M Innenwiderstand besitzen Der Ausgang ist nicht kurzschlussfest und verträgt keine injizierten Spannungen 8 2 6 Aktor Anschluss OUT Über diese Buchse wird der Aktor kontaktiert der im ungeregelten Betrieb mit Spannungen von 10V bis 150V ENV 40 bzw 20...

Page 25: ...osystem com 25 9 Steckverbinder Rückseite 9 1 Anschlussbelegung Netzteile 9 1 1 Netzteil Modul ENT 40 20 9 1 2 Netzteil Modul ENT 150 20 9 1 3 Netzteil Modul ENT 400 Eine Netzspannungsumschaltung 230V 115V kann nach Rücksprache mit dem Hersteller vom Kunden durchgeführt werden ...

Page 26: ... 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 GND GND 5V 15V GND GND 15V MON DAC SRC 180V Sensor OUT 9 2 3 Spannungsverstärker Modul ENV 300 ENV 800 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 GND GND intern 5V intern 15V intern GND GND intern 15V MON MOD SRC OLCL STA OLCL SET 20V 20V 180V 180V intern intern SENSOR in...

Page 27: ...überprüfen ON LED leuchtet nicht Spannungsversorgung kontrollieren OOR OVL oder UDL LED leuchtet Überprüfen Sie die Stellung des Potentiometers und die Größe des Modulationssignals Eine zu große Modulationsspannung über oder untersteuert den Verstärker Entfernen Sie zur Kontrolle die Modulation oder verringern Sie die Steuerspannung bis die LED erlischt Tabelle 15 Fehlerbeseitigung Das Gerät wird ...

Page 28: ...Geschäftsführer Dr Bernt Götz Telefon 03641 66880 Fax 03641 668866 www piezosystem com 28 10 Ihre Notizen ...

Page 29: ......

Page 30: ... checking the function of the system quick start 37 7 description of the voltage amplifier 39 7 1 common introduction 39 7 2 technical data 40 7 2 1 suitable casing 40 7 2 2 main power supply 40 7 2 3 voltage amplifier module 41 7 2 3 1 module ENV 40 41 7 2 3 2 module ENV 300 41 7 2 3 3 module ENV 800 42 7 2 3 4 module ENV SG 42 7 2 3 5 module ENV CAP 43 7 2 3 6 module ENV CLE 43 7 2 3 7 module EN...

Page 31: ...48 8 2 6 actuator socket OUT 48 8 2 7 adjustment of the ZERO position ZERO 48 9 wiring of the backside connector 49 9 1 wiring connector main supply 49 9 1 1 module ENT 40 20 49 9 1 2 module ENT 150 20 49 9 1 3 module ENT 400 49 9 2 wiring connector voltage amplifier module 50 9 2 1 module ENV 40 CL 50 9 2 2 module ENV 40 C CSG CCP 50 9 2 3 module ENV 300 ENV 800 50 9 2 4 measuring system ECP1 50 ...

Page 32: ...er system ENT ENV from piezosystem jena You will also find additional information regarding piezoelectric products Definition All systems from piezosystem jena such as electronics actuators and optical systems are called units If you have any problems please contact the manufacturer of the system piezosystem jena GmbH Stockholmer Strasse 12 07747 Jena Phone 49 36 41 66 88 0 2 certification of piez...

Page 33: ...Geschäftsführer Dr Bernt Götz Telefon 03641 66880 Fax 03641 668866 www piezosystem com 33 3 Declaration of conformity ...

Page 34: ...sile loads these tensile forces must be less then the pre load given in the data sheet Please note that the acceleration of the ceramic material e g caused by fall down discharging or high dynamic application can cause damage to the actuator Heating of the ceramic material will occur during dynamic operation and is caused by structure conditional loss processes This may cause failure if the temper...

Page 35: ...ce personnel Do not spill any liquids into the cabinet or use the units near water CAUTION Allow adequate ventilation around the units so that heat can properly dissipate Do not block ventilated openings or place the units near a radiator oven or other heat sources Do not put anything on top of the units except those that are designed for that purpose e g actuators Work with the units only in a cl...

Page 36: ...ions when the power supply cord or plug is damaged if liquid has been spilled or objects have fallen into the unit if the unit has been exposed to rain or water if the unit has been dropped or the housing is damaged 5 1 maintenance and inspection CAUTION Before cleaning the exterior box of the voltage amplifier turn off the power switch and unplug the power plug Failure to do so may result in a fi...

Page 37: ...on the system please check the power switch should be in the off position the main voltage supplied in your country is the same as installed for the system Check the voltage label on the backside of the electronics all potentiometers should be in maximum counter clockwise position the open closed loop switch if built in is in the closed loop OFF position EDA switch if built in is in the position 1...

Page 38: ...or makes its maximum movement in closed loop regime Pos 3 The total motion in closed loop regime is Pos 3 Pos 2 The specific value for that axis is given in the calibration curve of the actuator Turn the potentiometer to its counter clockwise zero position switch off the closed loop switch closed loop off If the procedure is done you can switch off the electronics Before you switch off the electro...

Page 39: ...odules which can combined This allows you to customise your set of electronics A complete system consists of at least one main supply ENT and one amplifier module ENV wired in the casing It is possible to operate the amplifier module remotely by using the MOD modulation input socket There is safety wiring integrated which is helpful in avoiding voltage peaks during switching Another safety guard a...

Page 40: ...0 incl foot 7mm BxTxH mm double high 480 x 343 x 290 incl foot 8mm BxTxH mm rack 483 x 272 x 133 table 1 technical data suitable casing 1 TE 5 08 mm 3 HE 129 mm 7 2 2 main power supply main voltage 115V 60Hz 230V 50Hz ENT 40 fuse 2 AT 1 AT current A 2 1 power ENT40 W 25 width 14 TE 71mm ENT 150 fuse 2 AT 1 AT current A 2 1 power ENT150 W 50 width 14 TE 71mm ENT 400 fuse Si1 1 AT Si6 4 AT Si1 1 AT ...

Page 41: ...es protection circuit against voltage peaks by switching on and off the system over voltage protection OOR table 3 technical data voltage amplifier module ENV40 7 2 3 2 module ENV 300 power W max 39 width of the module itself 14 TE 71mm output voltage V 20 130 permanent output current mA 300 noise output voltage 0 3mVRMS 500 Hz modulation input MOD V 0 10 BNC input resistance k 10 DC OFFSET 10 tur...

Page 42: ...hing on and off the system over voltage protection OOR overheating and short circuit protection soft start table 5 technical data voltage amplifier module ENV800 7 2 3 4 module ENV SG You can read the common technical data in chapter ENV40 ENV300 and ENV800 Additional technical data s you find in the following table width of the module itself 20TE 101mm connector for measuring system LEMO 0S 304 d...

Page 43: ...easurement system capacitive time for regulation typ 0 01 0 4 s depending on actuator and voltage amplifier table 7 technical data module ENV CAP 7 2 3 6 module ENV CLE You can read the common technical data in chapter ENV40 ENV300 and ENV800 Additional technical data s you find in the following table width of the module itself 20 TE 71mm connector for measuring system ODU 4pin display LEDs red LE...

Page 44: ...pe of feedback controller PID measurement system none ENV40C strain gauge ENV40CSG capacitive ENV40CCP modulation input MOD V 0 10 SMB input resistance 10k monitor output MON V ENV40C 1 15 SMB output resistance 100k ENV40CSG ENV40CCP 0 10 SMB output resistance 1k table 9 technical data voltage amplifier ENV40C CSG CCP 7 2 3 8 module ENV 40 nanoX These amplifiers were developed for use with nanoX p...

Page 45: ... 20 130 output nanoX V 130 20 output current mA 2 150 connector for piezo element ODU series L 3pin table 11 technical data module ENV 300 nanoX 7 2 3 10 module ENV 800 nanoX These amplifiers were developed for use with nanoX positioners only They are not suited to drive other piezo actuators The amplifiers of the series nanoX differ from the standard ENV800 or rather SG CAP amplifiers in the foll...

Page 46: ...urement module ECP1 8 operation 8 1 initiation First check that your system uses the correct supply voltage see the label on the backside of the casing Please connect the device with the wall outlet by using the power cord The piezo actuators use operation voltages up to 150Volt Please be careful for any electric hazards Do not remove the actuator plug until the amplifier has been switched off Pie...

Page 47: ...sition most negative point of the total control range Pos 1 to Pos 4 see sketch 1 If it is then switched to closed loop the actuator moves to the zero closed loop position Pos 2 the display shows 0 0 0 1 µm Depending on the position set currently the actuator may carry out a jump This is because the closed loop control range is approximately 80 of the open loop control range When the potentiometer...

Page 48: ...voltage set at the potentiometer DC level occurs The local mode voltage is also in the range of 0 to 10V Both externally driven voltages and internal OFFSET must be between 0 and 10V Voltages outside of the permissible field are signaled by the OOR LED 8 2 5 monitor output socket MON In open loop configuration the MON output shows a tenth of the output voltage In closed loop configuration the MON ...

Page 49: ...866 www piezosystem com 49 9 wiring of the backside connector 9 1 wiring connector main supply 9 1 1 module ENT 40 20 9 1 2 module ENT 150 20 9 1 3 module ENT 400 A change of the mains voltage 230V 115V can be executed by customer after consulting the manufacturer ...

Page 50: ... 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 GND GND 5V 15V GND GND 15V MON DAC SRC 180V Sensor OUT 9 2 3 module ENV 300 ENV 800 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 GND GND intern 5V intern 15V intern GND GND intern 15V MON MOD SRC OLCL STA OLCL SET 20V 20V 180V 180V intern intern SENSOR intern OOR 29C OUT OUT nanoX 9 ...

Page 51: ...opening erroneous illogical display values check the sensor cable and connection ON LED don t works please check the power supply LED OOR OVL or UDL is illuminated check the position of the adjustable potentiometer and the amplitude of the modulation signal High modulating voltage overdrives the amplifier Decrease the modulation signal or reduce the control voltage until OOR LED is off table 15 po...

Page 52: ...Geschäftsführer Dr Bernt Götz Telefon 03641 66880 Fax 03641 668866 www piezosystem com 52 10 your notes ...

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