Unterscheidung CAP - SG

Welche Unterschiede bestehen bei den closed loop Versionen zwischen kapazitivem Sensor / Messsystem und Dehnungsmessstreifen DMS ?


Piezosysteme mit kapazitiven Sensoren als Feedback System, besitzen grundsätzlich die bessere Auflösung (Sensorauflösung 1nm), Nichtlinearität (typ. 0.05%) sowie eine bessere Wiederholbarkeit. CAP-Systeme sind die erste Wahl bei Anwendungen, bei denen z.B. eine gute Langzeitstabilität nötig ist. Kapazitive Sensoren sind in der Regel zwischen Festpunkt und Abtrieb im Aktoraufbau angeordnet, erfassen somit den gesamten mechanischen Aufbau und können daher hochgenau die Position regeln.

Dehnungsmesstreifen erreichen Auflösungen bis 35nm. Ein Vorteil ist die kleine Bauform sowie die hohe Bandbreite bis zu 5kHz. Für Anwendungen mit Auflösungen oberhalb 35nm sind sie eine gute Alternative. Nachteil ist die lokale Anordnung der Messbrücken (z.B. nur auf dem Piezostack bei nicht übersetzen Systemen, oder auf einem Teil der Gelenke bei Systemen mit mechanischen Übersetzung). Hierbei werden nicht alle Drifteffekte lokalisiert, sodass eine sehr hohe Langzeitstabilität nicht gegeben ist.

Fazit:

CAP - Vorteile

  • hohe Messgenauigkeit, optimal für langzeitstabile Applikationen
  • sehr gute Werte hinsichtlich Nichtlinearität, Wiederholbarkeit und Auflösung
  • Achsübersprechen z.B. bei XY Systemen wird ausgeregelt

CAP-Nachteile

  • meist größere Bauform der Piezoaktoren
  • Bandbreite max. 1kHz (für Großteil der Anwendungen durchaus ausreichend)
  • hoher Preis

DMS-Vorteile

  • sehr kleine Bauform
  • große Bandbreite bis 5kHz
  • preiswerter als CAP

DMS-Nachteile

  • keine hohe Langzeitstabilität
  • kleinste Auflösung max. 35nm
  • Achsübersprechen bei XYZ Systemen nicht ausgeregelt

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