Aktor

Während Sensoren eine physikalische Größe in elektrischen Strom umwandeln, machen Aktoren oder Aktuatoren genau das Gegenteil und wandeln Strom oder Spannung in eine andere Energieform um, so beispielsweise in Schall, Druck, Temperatur, Bewegung, Drehmoment, Licht usw. Die verschiedenen in Aktoren benutzen Umwandlungsverfahren der elektrischen in nichtelektrische Energie - elektromagnetisch, induktiv, piezoelektrisch, optoelektrisch, magnetostriktiv, elektrostatisch, elektrochemisch - bestimmen über ihren Wirkungsgrad den Betrag der umwandelbaren Energie.

Den Umwandlungsverfahren entsprechend können Aktoren in elektromagnetische Aktoren, piezoelektrische Aktoren, elektrochemische Aktoren, optoelektrische Aktoren, magnetostriktive Aktoren und Aktoren, Actors oder Actuators, sind elektromechanische Bauelemente, die eine elektrische Größe in eine physikalische Größe umformen. Zu den Aktoren gehören Lautsprecher, Lampen und Motoren, aber auch Mikrogeneratoren, Pneumatikzylinder, Membranpumpen und Ultraschallmotoren. Eingesetzt werden sie in der Akustik, in Laufwerken und Druckern, in Energieversorgungsnetzen, der Produktions- und der Mess- und Regeltechnik.

Aktoren, Foto: 
   ap-petersdorff.de

Aktoren, Foto: ap-petersdorff.de

Elektromagnetische Aktoren wandeln elektrische Energie in mechanische Energie. Das kann Bewegungsenergie sein oder Rotationsenergie mit der ein Schalter, Schieber oder Potentiometer in ihrem Schaltzustand oder ihrer Position bewegt wird. Es kann aber auch ein Lautsprecher sein, dessen Membran sich im Rhythmus der elektrischen Schwingung bewegt und dabei Schalldruck erzeugt. Oder ein Motor, dessen Rotor von dem elektromagnetischen Feld bewegt wird. Bei Aktoren mit Stellfunktion sind die Positionierungsgenauigkeit und die Reproduzierbarkeit entscheidend.

Piezoelektrische Aktoren nutzen die Umkehrung des Piezoeffekts. Sobald an den Piezokristall eine Spannung angelegt wird, verformt er sich. Je nach Piezokristall und Schnitt wird er länger, breiter oder er verbiegt sich. Die Wegauflösung und die Änderungsdynamik sind besser als die der elektromagnetischen Aktoren, allerdings benötigt ein Piezo-Aktor für geringste Geometrieverformungen relativ hohen Spannungen, weswegen sie in der Regel aus mehreren geschichteten Piezoelementen aufgebaut werden. Eingesetzt werden Piezo-Aktoren in Piezo-Lautsprechern, Piezo-Druckern, Piezo-Schaltern und in diversen anderen Komponenten.

Optoelektrische Aktoren sind lichtemittierende Bauelemente, also die Bauelemente, die bei Anlegen einer Spannung Licht emittieren wie Leuchtdioden und Laserdioden. Solche optoelektrischen Aktoren werden in der optischen Übertragungstechnik und in Optokopplern, in Displays und Touchscreens, in Scannern und optischen Mäusen, in LED-Druckern und -Projektoren, der LED-Beleuchtung und als LED-Scheinwerfer in Kraftfahrzeugen eingesetzt.

Elektrostatische Aktoren benutzen elektrostatische Felder um mechanische Teile zu bewegen. In der Mikrosystemtechnik gibt es dafür als Beispiele die Spiegelbewegung von Mikrospiegeln in optischen Schaltern und in DLP-Projektoren und die Verbiegung der Mikrosteifen in GLV-Projektoren. Aus der Akustik sind elektrostatische Lautsprecher und Elektrostaten bekannt, weitere Beispiel sind die Blatthalterung von Plottern oder die Drehung der Farbpigmente in der Mirasol-Technik.

Magnetostriktive Aktoren basieren auf der Längenänderung von ferromagnetischen Materialien. Magnetorestriktive Materialien sind in Sintertechniken hergestellt und veränder unter Magnetfeldern ihre Länge. Diese Aktoren können unter hohen Drücken und Temperaturen als Stellelemente mit höchster Positionierungsgenauigkeit im Mikrometer-Bereich eingesetzt werden.

Informationen zum Artikel
Deutsch: Aktor
Englisch: actuator
Veröffentlicht: 22.11.2012
Wörter: 451
Tags: #Elektronik-Grundlagen
Links: Akustik, Bildschirm, DLP (digital light processing), Drucker, Elektrostat
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