DE102008021903A1

DE102008021903A1 - Solid-state actuator drive circuit and solid-state actuator drive evaluation method

Info

Publication number: DE102008021903A1
Application number: DE102008021903A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Dr. Gottlieb; Andreas Dr. Kappel; Carsten Wallenhauer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Noliac AS
Priority date: 2008-05-02
Filing date: 2008-05-02
Publication date: 2009-11-05
Also published as: WO2009133043A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Festkörperaktorantriebs-Schaltung mit zumindest einem ersten und einem zweiten als Festkörperaktoren ausgebildeten Aktor (CA, CA*), welche an einem Antriebskörper (20) angeordnet sind, mittels dem Antriebskörper eine Welle (21) über eine Verzahnung (23) zu einer Drehbewegung anzutreiben, mit einer Signalquelle (1), die zum Anlegen eines Ansteuersignals an zumindest den ersten der Aktoren (CA) geschaltet ist zum Versetzen des Antriebskörpers (20) in eine translatorisch kreisförmige Bewegung relativ zu der Welle zum Antreiben der Welle, und mit Schaltungskomponenten (4-6) zum Detektieren eines Zahnübersprungs. Vorteilhaft wird die Schaltung dadurch, dass zwischen die Schaltungskomponenten (4-6) zum Detektie1) parallel zueinander ein Aktorzweig (2) und ein Vergleichszweig (3) geschaltet sind, wobei der Aktorzweig (2) den ersten Aktor (CA) aufweist und der Vergleichszweig (3) eine zu dem Aktor (CA) vergleichbare Vergleichskomponente (CR) aufweist. Eigenständig vorteilhaft ist ein Festkörperaktorantriebs-Auswerteverfahren zum Betreiben einer solchen Schaltung.The invention relates to a solid-state actuator drive circuit having at least first and second actuators (CA, CA *) designed as solid-state actuators, which are arranged on a drive body (20), by means of the drive body a shaft (21) via a toothing (23 ) to a rotary motion, having a signal source (1) connected to at least the first of the actuators (CA) for applying a drive signal for translating the drive body (20) into a translatory circular motion relative to the shaft for driving the shaft; and with circuit components (4-6) for detecting a tooth skip. The circuit is advantageous in that between the circuit components (4-6) for Detektie1) parallel to each other an actuator branch (2) and a comparison branch (3) are connected, wherein the Aktorzweig (2) comprises the first actuator (CA) and the comparison branch (3) has a comparison component (CR) comparable to the actuator (CA). A solid-state actuator drive evaluation method for operating such a circuit is advantageous.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Festkörperaktorantriebschaltung mit den oberbegrifflichen Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 bzw. auf ein Festkörperaktorantriebs-Auswerteverfahren mit den oberbegrifflichen Merkmalen gemäß Patentanspruch 10.The The invention relates to a solid state actuator drive circuit with the above-conceptual features according to claim 1 or to a solid-state actuator drive evaluation method with the generic features according to claim 10.

DE 199 52 946 A1 beschreibt einen elektromechanischen Festkörperaktorantrieb, bei welchem eine anzutreibende Welle durch einen ringförmigen Antriebskörper geführt ist. Der Antriebskörper ist über zwei piezoelektrische Aktoren, welche unter einem Winkel von 90° zueinander angeordnet am Antriebskörper befestigt sind, gegenüber einem Gehäuse antreibbar. Durch die Festkörperaktoren wird der Antriebskörper in eine translatorisch-kreisförmige Bewegung versetzt, so dass die in seinem Innenumfang ablaufende Welle in Rotation versetzbar ist. DE 199 52 946 A1 describes a electromechanical solid-state actuator drive in which a shaft to be driven is guided by an annular drive body. The drive body can be driven by means of two piezoelectric actuators, which are fastened to the drive body at an angle of 90 ° to one another, with respect to a housing. By the solid state actuators of the drive body is placed in a translatory-circular movement, so that the running in its inner periphery shaft is set in rotation.

DE 10 2006 044 000 A1 beschreibt einen piezoelektrischen Mikroschrittantrieb, bei welchem piezoelektrische Biegeaktoren zum Antrieben des Antriebskörpers eingesetzt sind. Die Biegeaktoren liegen mit ihrer Längserstreckung in der selben Ebene wie der Antriebskörper und greifen mit ihren außenseitigen und relativ zu einem Gehäuse biegbaren Ende seitlich am Antriebskörper an. Der Antriebskörper weist auf seiner innenseitigen und der Welle zugewandten Oberfläche eine Zahnung auf. Auch die Welle weist auf ihrem Außenumfang eine dementsprechende Zahnung auf, so dass ein Mikro-Schrittmotor ausgebildet wird. Die besonderen Vorteile dieses Antriebs bestehen in einer einfachen Herstellung mit wenigen Prozessschritten, einer geringen Teilezahl, eine inhärent hohe Auflösung, eine Möglichkeit der Selbstblockierung und vorteilhafte Sensoreigenschaften der Aktoren. All diese Eigenschaften lassen die sen Antrieb besonders geeignet für den Einsatz als preisgünstigen, hochgenauen Zeigerantrieb erscheinen. DE 10 2006 044 000 A1 describes a piezoelectric microstep drive in which piezoelectric bending actuators are used for driving the drive body. The bending actuators lie with their longitudinal extension in the same plane as the drive body and engage with their outside and bendable relative to a housing end laterally on the drive body. The drive body has on its inside and the shaft surface facing a toothing. Also, the shaft has on its outer circumference on a corresponding teeth, so that a micro-stepping motor is formed. The particular advantages of this drive consist in a simple production with few process steps, a small number of parts, an inherently high resolution, a possibility of self-locking and advantageous sensor properties of the actuators. All of these properties make the drive seem particularly suitable for use as a low-cost, high-precision pointer drive.

Da die mechanische Kopplung zwischen Aktoren und Antriebswelle verhältnismäßig weich ist, lassen sich bisher die sensorischen Eigenschaften der piezoelektrischen Aktoren bei diesem Antrieb nur schwer nutzbar machen. Die weiche Kopplung dämpft das Sensorsignal, wodurch die Trennung von Ansteuerungs- und Sensorsignal erschwert wird.There the mechanical coupling between actuators and drive shaft relatively is soft, so far can be the sensory properties of piezoelectric actuators with this drive difficult to use do. The soft coupling dampens the sensor signal, causing the separation of control and sensor signal is difficult.

DE 10 2006 029 925 A1 beschreibt ein einfaches Verfahren bzw. eine Schaltung zur Überlastdetektion unter Ausnutzung der Erfassung eines Schlupfes oder eines Zahnübersprungs bei einem derartigen Antrieb. Unter einem Schlupf wird dabei insbesondere ein kontinuierliches Rutschen verstanden, bei welchem die neue Winkelposition der Welle relativ zum Antriebskörper unbekannt ist. Die Schaltung besteht im Wesentlichen aus einer in Reihe geschalteten Anzahl von Komponenten in Form einer Treiberstufe, die mit dem Aktor verbunden ist, um diesen anzusteuern, sowie dem Aktor nachgeschalteten Komponenten. Die dem Aktor in Reihe nachgeschalteten Komponenten sind insbesondere ein Hochpassfilter, ein erster Komparator, dann ein Tiefpassfilter und anschließend ein zweiter Komparator. Für den Mikroschrittantrieb nach DE 10 2006 044 000 A1 ist dieses Konzept jedoch nicht geeignet, da ein Drehmoment an der Welle nur ein sehr kleines Signal an den Aktoren verursacht. DE 10 2006 029 925 A1 describes a simple method or circuit for overload detection utilizing the detection of a slip or a tooth skip in such a drive. Under a slip is understood in particular a continuous slipping, in which the new angular position of the shaft is unknown relative to the drive body. The circuit consists essentially of a series connected number of components in the form of a driver stage, which is connected to the actuator to control this, and the actuator downstream components. The components connected in series with the actuator are in particular a high-pass filter, a first comparator, then a low-pass filter and then a second comparator. For the microstepper drive DE 10 2006 044 000 A1 However, this concept is not suitable because a torque on the shaft causes only a very small signal to the actuators.

Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, ein einfaches und sicheres Verfahren zur Überlastdetektion bzw. zur Detektion eines Zahnübersprungs am piezoelektrischen Schrittantrieb vorzuschlagen.The The object of the invention is therefore a simple and safe Method for overload detection or detection of a To suggest a tooth skip on the piezoelectric step drive.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Festkörperaktorantriebs-Schaltung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 bzw. durch ein Festkörperaktorantriebs-Auswerteverfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 10. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand abhängiger Ansprüche.These Task is solved by a Festkörperaktorantriebs circuit with the features according to claim 1 or by a Festkörperaktorantriebs evaluation with the features according to claim 10. Advantageous Embodiments are the subject of dependent claims.

Bevorzugt wird demgemäß ausgegangen von einer Festkörperaktorantriebs-Schaltung mit zumindest einem ersten und einem zweiten als Festkörperaktoren ausgebildeten Aktor, welche an einem Antriebskörper angeordnet sind, mittels dem Antriebskörper eine Welle zu einer Drehbewegung anzutreiben, wobei einander gegenüberliegende Oberflächen des Antriebskörpers und der Welle eine Verzahnung aufweisen, mit einer Signalquelle, die zum Anlegen eines Ansteuersignals an zumindest den ersten der Aktoren geschaltet ist zum Versetzen des Antriebskörpers in eine translatorisch kreisförmige Bewegung relativ zu der Welle zum Antreiben der Welle, und mit Schaltungskomponenten zum Detektieren eines Zahnübersprungs der Verzahnung beim Antreiben der Welle. Vorteilhaft wird diese Schaltung dadurch, dass zwischen die Schaltungskomponenten zum Detektieren einerseits und andererseits die Signalquelle parallel zueinander ein Aktorzweig und ein Vergleichszweig geschaltet sind, wobei der Aktorzweig den ersten Aktor aufweist und der Vergleichszweig eine zu dem Aktor vergleichbare Vergleichskomponente aufweist.Prefers is therefore assumed by a solid-state actuator drive circuit with at least a first and a second as solid state actuators trained actuator, which arranged on a drive body are, by means of the drive body, a shaft to a rotary motion to drive, with opposing surfaces the drive body and the shaft have a toothing, with a signal source for applying a drive signal at least the first of the actuators is connected for displacing the drive body in a translatory circular motion relative to the shaft for driving the shaft, and with circuit components for detecting a tooth skip of the teeth when driving the wave. This circuit is advantageous in that between the circuit components for detecting on the one hand and on the other the signal source parallel to each other an actuator branch and a comparison branch are switched, wherein the Aktorzweig has the first actuator and the comparison branch is comparable to the actuator comparison component having.

Die Vergleichskomponente weist dabei zu dem Aktor vergleichbare physikalische Eigenschaften auf und insbesondere in zumindest einem Betriebszustand der Schaltung zu dem Aktor gleiche physikalische Eigenschaften auf. Insbesondere in einem lastfreien Zustand wird der Aktor so in dem Vergleichszweig durch eine physikalisch gleich wirkende Vergleichskomponente nachgebildet. Bei der Vergleichskomponente handelt es sich je nach Aktortyp insbesondere einen Kondensator, aber auch ein weiterer und nicht an den Antriebskörper angelegter Aktor gleichen Typs kann als Vergleichskomponente eingesetzt werden.The comparison component has comparable physical properties to the actuator and in particular in at least one operating state of the circuit to the actuator same physical properties. In particular, in a load-free state of the actuator is simulated in the comparison branch by a physically equal comparison component. Depending on the actuator type, the comparison component is in particular a capacitor, but also another and not applied to the drive body Tor of the same type can be used as a comparison component.

In dem Aktorzweig ist bevorzugt eine Messimpedanz zwischen einen von der Signalquelle abgewandten Anschluss des Aktors und eine Bezugsspannung geschaltet und in dem Vergleichszweig ist entsprechend eine Vergleichsimpedanz zwischen einen von der Signalquelle abgewandten Anschluss der Vergleichskomponente und die Bezugsspannung geschaltet, wobei die Ver gleichsimpedanz vergleichbare, insbesondere gleiche physikalische Eigenschaften hat wie die Messimpedanz. Dieser Aufbau führt zu einer starken Dämpfung des Ansteuersignals, aber noch nicht zu dessen Auslöschung.In The Aktorzweig is preferably a measuring impedance between one of the signal source remote terminal of the actuator and a reference voltage switched and in the comparison branch is accordingly a comparison impedance between a connection of the comparison component facing away from the signal source and the reference voltage switched, the comparison impedance comparable, in particular the same physical properties has like the measuring impedance. This structure leads to a strong damping of the drive signal, but not yet its extinction.

Zumindest die Messimpedanz, zweckmäßig aber auch die Vergleichsimpedanz, ist vorzugsweise derart dimensioniert, dass ein Spannungsabfall über dem Aktor durch das Hinzufügen von der Messimpedanz um nicht mehr als 80% verringert wird. Die Messimpedanz und die Vergleichsimpedanz sind bevorzugt jeweils gleichwirkend durch einen ohmschen Widerstand, eine Kapazität, eine induktive Komponente oder einen sonstigen komplexen Widerstand ausgebildet. Die Messimpedanz ist bevorzugt in einer Betriebsart zum Antreiben der Welle vollständig überbrückbar oder über einen Widerstand reduziert überbrückbar schaltbar. Dies ermöglicht, die gesamte Antriebsleistung der Signalquelle für die Antriebsleistung des Aktors zur Verfügung zu stellen.At least the measuring impedance, but also the comparison impedance, is preferably dimensioned such that a voltage drop across the Actuator by adding the measuring impedance to not more than 80% is reduced. The measurement impedance and the comparison impedance are preferably identical in each case by an ohmic resistance, a capacity, an inductive component or any other formed complex resistance. The measuring impedance is preferred in a mode for driving the shaft completely bridged or bridged over a resistor bridged switchable. This allows the total drive power the signal source for the drive power of the actuator for To make available.

Der Aktorzweig und der Vergleichszweig sind bevorzugt an deren von der Signalquelle abgewandten Enden an einen Subtrahierer oder Komparator geschaltet sind zum Bilden eines Differenzwertes zwischen einem Messsignal am Ausgang des Aktors und einem Vergleichssignal am Ausgang der Vergleichskomponente.Of the Aktorzweig and the comparison branch are preferred to whose from the Signal source remote ends to a subtractor or comparator are connected to form a difference value between a Measuring signal at the output of the actuator and a comparison signal at the output the comparison component.

Dem Subtrahierer oder Komparator sind bevorzugt ein Hochpassfilter und ein Komparator und/oder Verstärker nachgeschaltet zum Ausgeben eines Ausgangssignals am Ausgang des Komparators und/oder Verstärkers. Infolge dessen ist die Abtrennung des Messsignals Vb1 durch Hochpassfilterung mittels des Hochpassfilters 5 möglich. Durch den Komparator 6 wird das isolierte Messsignal dann in einen definierten Impuls umgesetzt und ausgegeben.The subtractor or comparator is preferably followed by a high-pass filter and a comparator and / or amplifier for outputting an output signal at the output of the comparator and / or amplifier. As a result, the separation of the measurement signal Vb1 by high-pass filtering by means of the high-pass filter 5 possible. Through the comparator 6 the isolated measurement signal is then converted into a defined pulse and output.

Bevorzugt wird entsprechend auch ein Festkörperaktorantriebs-Auswerteverfahren, bei dem eine derartige Festkörperaktorantriebs-Schaltung mittels einer Signalquelle zum Anlegen eines Ansteuersignals an zumindest den ersten der Aktoren zum Versetzen des Antriebskörpers in eine translatorisch kreisförmige Bewegung relativ zu der Welle zum Antreiben der Welle angetrieben wird und bei dem ein Zahnübersprung einer Verzahnung beim Antreiben der Welle detektiert wird. Vorteilhaft ist dabei, wenn zwischen die Schaltungskomponenten zum Detektieren einerseits und andererseits die Signalquelle parallel zueinander ein Aktorzweig und ein Vergleichszweig geschaltet wird, wobei der Aktorzweig den ersten Aktor aufweist und der Vergleichszweig eine Vergleichskomponente mit zu dem Aktor vergleichbare physikalische Eigenschaften aufweist, und wobei ein Differenzwert von Ausgangssignalen des Aktorzweigs und des Vergleichszweigs gebildet wird.Prefers Accordingly, a solid-state actuator drive evaluation method, wherein such a Festkörperaktorantriebs circuit means a signal source for applying a drive signal to at least the first of the actuators for moving the drive body in a translatory circular motion relative to the shaft is driven to drive the shaft and in which a tooth skip a toothing when driving the shaft is detected. Advantageous is there when between the circuit components for detecting on the one hand and on the other hand the signal source parallel to each other an actuator branch and a comparison branch is switched, wherein the Actuator branch has the first actuator and the comparison branch a Comparative component with comparable physical to the actuator Features, and wherein a difference value of output signals the Aktorzweigs and the comparison branch is formed.

Bevorzugt wird insbesondere, wenn zumindest in dem Aktorzweig eine Messimpedanz zwischen einen von der Signalquelle abgewandten Anschluss des Aktors und eine Bezugsspannung geschaltet ist und die Messimpedanz in einer Betriebsart zum Antreiben der Welle vollständig überbrückbar oder über einen Widerstand reduziert überbrückbar geschaltet wird.Prefers becomes especially if at least in the Aktorzweig a measuring impedance between a remote from the signal source terminal of the actuator and a reference voltage is switched and the measuring impedance in one Mode for driving the shaft completely bridged or over a resistor reduced bridged connected becomes.

Der z. B. in DE 10 2006 044 000 A1 beschriebene Antrieb ist quasistatisch. Das heißt, die Betriebsfrequenz ist wesentlich niedriger als die Resonanzfrequenz. Zur Überlastdetektion machen sich die Schaltung bzw. das entsprechende Verfahren dieses Merkmal auf einfache Weise zu Nutze. Das Überspringen eines Zahnes entspricht der Anregung des mechanischen Aufbaus einer mechanischen Oszillation bei der Resonanzfrequenz des mechanischen Aufbaus. Diese Oszillation hat damit eine weit höhere Frequenz als die Ansteuerfunktion der Aktoren des Antriebes. Diese Oszillation wird durch die Sensorfunktion der Festkörperaktoren in ein äquivalentes elektrisches Signal gewandelt. Vorliegend wird das in der Signalstärke sehr viel schwächer enthaltene Sensorsignal von dem Ansteuersignal durch Frequenzfilterung getrennt.The z. In DE 10 2006 044 000 A1 described drive is quasi-static. That is, the operating frequency is much lower than the resonant frequency. For overload detection, the circuit or the corresponding method make use of this feature in a simple manner. The skipping of a tooth corresponds to the excitation of the mechanical structure of a mechanical oscillation at the resonance frequency of the mechanical structure. This oscillation thus has a far higher frequency than the drive function of the actuators of the drive. This oscillation is converted into an equivalent electrical signal by the sensor function of the solid-state actuators. In the present case, the sensor signal, which is much weaker in signal strength, is separated from the drive signal by frequency filtering.

Ausgenutzt werden somit vorzugsweise verschiedene spezielle Eigenschaften der Antriebskinematik mit einer Mikroverzah nung, insbesondere dass diese selbstblockierend ist, dass ein steifer Kraftübertragungspfad vom Aktor zur Antriebswelle und somit eine hohe mechanische Resonanzfrequenz gegeben ist, so dass die Antriebskomponenten bei Überlast überspringen und einen hochfrequenten Messimpuls erzeugen. Der Überlastfall, das Überspringen eines Zahnes, entspricht somit einer mechanischen Impulsanregung. Da die Festkörperaktoren sensorische Eigenschaften haben, kann die elektrische Rückwirkung der Impulsanregung während des Aktorbetriebes erfasst und vom überlagerten Ansteuersignal abgetrennt werden, wozu insbesondere eine Hochpassfilterung einsetzbar ist.exploited Thus, various special properties of the Drive kinematics with a Mikroverzah tion, in particular that this self-locking is that a stiff power transmission path from the actuator to the drive shaft and thus a high mechanical resonance frequency is given, so that the drive components skip in case of overload and generate a high-frequency measurement pulse. The overload case, the skipping of a tooth, thus corresponds to a mechanical Impulse excitation. Because the solid-state factors have sensory properties can have the electrical feedback of the impulse excitation detected during actuator operation and from the higher-level Control signal to be separated, including in particular a high-pass filtering can be used.

Beim einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das hochfrequente Überlastsignal in einem zweistufigen Verfahren vom Ansteuersignal abgetrennt. Ein hervorzuhebender Aspekt ist insbesondere eine zwischen einerseits einer Aktorschicht bei einem kapazitiven Aktor oder einer Aktorwicklung bei einem induktiven Aktor und andererseits dem Bezugpotential geschaltete Messimpedanz. Geschaltet ist ein zum Aktorzweig, bestehend aus Aktor und Messimpedanz, parallelgeschalteter Vergleichszweig, dessen Bauteile so ausgelegt sind, dass die Spannungsabfälle insbesondere bezüglich Zeitverhalten und Amplitude über die Kapazität und die Impedanz des Aktorzweiges zu den Spannungsabfällen des Vergleichszweiges eine Abweichung, d. h. einen relativen Fehler von weniger 50% aufweisen. Nachgeschaltet werden dieser Anordnung aus den beiden Zweigen vorzugsweise ein Subtrahierer, ein Hochpassfilter und ein Verstärker mit Komparatorfunktion.In a preferred embodiment, the high-frequency overload signal is separated from the drive signal in a two-stage process. One aspect to be emphasized is, in particular, one between, on the one hand, an actuator layer in ei nem capacitive actuator or an actuator winding in an inductive actuator and on the other hand the reference potential switched measuring impedance. Connected to the Aktorzweig, consisting of actuator and measuring impedance, parallel-connected comparison branch whose components are designed so that the voltage drops, especially with respect to timing and amplitude over the capacity and the impedance of the Aktorzweiges to the voltage drops of the comparison branch a deviation, ie a relative error of less than 50%. Downstream of this arrangement of the two branches are preferably a subtractor, a high-pass filter and an amplifier with comparator function.

Somit kann das Überspringen eines Zahnes der Mikroverzahnung der Kinematik eines piezoelektrischen Mikroschrittantriebes durch Pulsstrommessung während des Betriebes detektiert werden. Dazu wird durch eine geeignete, einfache elektrische Schaltung der durch das Überspringen eines Zahnes im piezoelektrischen Aktor generierte Strompuls gefiltert, verstärkt und gemessen. Der Messstromimpuls wird dabei vom überlagerten und um Größenordnungen größeren Betriebsstromsignal abgetrennt.Consequently may be the skipping of a tooth of micro-toothing the kinematics of a piezoelectric micro-stepper drive Pulse current measurement can be detected during operation. This is done by a suitable, simple electrical circuit of by skipping a tooth in the piezoelectric Actuator-generated current pulse filtered, amplified and measured. The measuring current pulse is thereby from the superimposed and to Orders of magnitude larger operating current signal separated.

Die Schaltung und das Verfahren ermöglichen somit eine einfache, preiswerte Abtrennung des Sensorsignals und eine sichere Überlasterkennung. Die Überlastdetektion lässt sich insbesondere zur Anschlagserkennung oder Nullpunktsdetektion nutzen.The Circuit and method thus enable a simple, inexpensive separation of the sensor signal and safe overload detection. The overload detection can be used in particular for the detection of stops or zero point detection use.

Einsatzfelder befinden sich insbesondere im Bereich der Medizintechnik, aber auch in anderen technischen Gebieten.fields of application are particularly in the field of medical technology, but also in other technical fields.

Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:One Embodiment will be described below with reference to the drawing explained in more detail. Show it:

1 schematisch Komponenten einer Festkörperaktorantriebs-Schaltung zur Veranschaulichung eines besonders bevorzugten Aufbaus, 1 schematically components of a solid-state actuator drive circuit for illustrating a particularly preferred structure,

2 eine erste beispielhafte Schaltungsanordnung zur Umsetzung des Prinzips gemäß 1, 2 a first exemplary circuit arrangement for implementing the principle according to 1 .

3 zwei Diagramme zur Veranschaulichung eines Messsignals am Ausgang eines Festkörperaktors bzw. eines Ausgangssignals am Ausgang der Schaltung nach einer Signalverarbeitung zum Feststellen eines Zahnübersprungs, 3 two diagrams for illustrating a measurement signal at the output of a solid-state actuator or an output signal at the output of the circuit after a signal processing for detecting a tooth skip,

4 eine modifizierte Schaltungsanordnung, 4 a modified circuit arrangement,

5 eine noch weiter modifizierte Schaltungsanordnung mit zwei an der Schaltungsanordnung angeschlossenen Aktoren und 5 a still further modified circuit arrangement with two actuators connected to the circuit arrangement and

6 eine gegenüber 5 modifizierte Schaltungsanordnung. 6 one opposite 5 modified circuit arrangement.

1 zeigt eine Signalquelle 1, welche ein Ansteuersignal für einen Aktor CA bereitstellt. Die Signalquelle 1 ist zwischen eine Bezugsspannung 0, beispielsweise einen Masseanschluss, und einen ersten Anschluss des Aktors CA geschaltet. 1 shows a signal source 1 which provides a drive signal for an actuator CA. The signal source 1 is between a reference voltage 0 , For example, a ground terminal, and a first terminal of the actuator CA connected.

Bei dem Aktor CA handelt es sich um einen Festkörperaktor, insbesondere um einen piezoelektrischen Festkörperaktor. Der Aktor CA befindet sich in einem Aktorzweig 2, welcher von der Signalquelle 1 zu einem ersten Eingang eines Subtrahierers 4 führt. Zwischen einen zweiten Anschluss des Aktors CA und die Bezugsspannung 0 ist eine Impedanz ZA geschaltet. Unter Impedanz ZA wird eine Komponente mit einer Impedanzwirkung verstanden. Der zweite Aktorzweig 2 weist somit einen Knoten auf, welcher zwischen den Aktor CA, die Impedanz ZA und den Subtrahierer 4 geschaltet ist, um diese miteinander zu verbinden. An dem Knoten bzw. am Ausgang des Aktorzweiges 2 ist ein Messsignal Vb1 abgreifbar.The actuator CA is a solid-state actuator, in particular a piezoelectric solid-state actuator. The actuator CA is located in an actuator branch 2 which is from the signal source 1 to a first input of a subtractor 4 leads. Between a second terminal of the actuator CA and the reference voltage 0 is an impedance ZA connected. Impedance ZA is understood as meaning a component with an impedance effect. The second actor branch 2 thus has a node which is between the actuator CA, the impedance ZA and the subtractor 4 is switched to connect these together. At the node or at the output of the actuator branch 2 is a measurement signal Vb1 tapped.

Außerdem führt ein Vergleichszweig 3 als wesentliche weitere Komponente von der Signalquelle 1 bzw. dem Eingang des Aktors CA zu einem zweiten Eingang des Subtrahierers 4. Einer der beiden Eingänge des Subtrahierers 4, insbesondere der Eingang mit dem zweiten Vergleichszweig 3, ist als subtrahierender Eingang ausgestaltet. Der Vergleichszweig 3 weist eine Vergleichskomponente CR anstelle des Aktors CA auf, wobei die Vergleichskomponente CR den Aktor CA für einen vorgegebenen Betriebszustand möglichst ideal nachbildet. Entsprechend ist zwischen die Signalquelle 1 und den zweiten Eingang des Subtrahierers 4 die Vergleichskomponente CR geschaltet. Von einem Knoten zwischen der Vergleichskomponente CR und dem zweiten Eingang des Subtrahierers 4 ist außerdem eine Vergleichsimpedanz ZR auf Bezugsspannung 0 geschaltet. Die Vergleichsimpedanz ZR ist vorzugsweise hinsichtlich der Kennzahlen gleich der Messimpedanz ZA.In addition, a comparison branch leads 3 as an essential further component of the signal source 1 or the input of the actuator CA to a second input of the subtractor 4 , One of the two inputs of the subtractor 4 , in particular the input with the second comparison branch 3 , is designed as a subtractive input. The comparison branch 3 has a comparison component CR instead of the actuator CA, wherein the comparison component CR simulates the actuator CA as ideally as possible for a given operating state. Accordingly, between the signal source 1 and the second input of the subtractor 4 the comparison component CR switched. From a node between the comparison component CR and the second input of the subtracter 4 is also a comparison impedance ZR to reference voltage 0 connected. The comparison impedance ZR is preferably equal to the measurement impedance ZA with regard to the characteristic numbers.

Ein Subtraktionsergebnis des Subtrahierers 4 wird von dessen Ausgang an einen Hochpassfilter 5 angelegt. Ein Ausgangssignal des Hochpassfilters 5 wird an einen Komparator und Verstärker 6 angelegt, dessen Ausgang ein Ausgangssignal Vo, insbesondere eine Ausgangsspannung gegenüber der Bezugsspannung 0 bereitstellt.A subtraction result of the subtractor 4 from its output to a high-pass filter 5 created. An output signal of the high-pass filter 5 is connected to a comparator and amplifier 6 whose output is an output signal Vo, in particular an output voltage relative to the reference voltage 0 provides.

In für sich bekannter Art und Weise ist der Aktor CA an einem Antriebskörper 20 angeordnet, um den Antriebskörper 20 als einer von mehreren, zumindest zwei Festkörperaktoren CA, CA* in eine translatorisch kreisförmige Bewegung relativ zu einer Welle 21 zu versetzen. Die einander gegenüberliegenden Oberflächen des Antriebskörpers 20 und der Welle 21 weisen bevorzugt eine Mikro-Verzahnung 23 auf, so dass die Welle 21 durch die Bewegung des Antriebskörpers 20 in eine Rotation versetzbar ist. Durch die Verzahnung 24 wird ein Mikro-Schrittantrieb ausgebildet. Die Aktoren CA, 23 sind vorzugsweise als Biegeaktoren ausgebildet.In a manner known per se, the actuator CA is attached to a drive body 20 arranged to the drive body 20 as one of a plurality of at least two solid state actuators CA, CA * in a translatory circular motion relative to a shaft 21 to move. The opposite surfaces of the drive body 20 and the wave 21 preferably have a micro-toothing 23 on, so the shaft 21 by the movement of the drive body 20 is displaceable in a rotation. By the gearing 24 a micro-stepper is formed. The actuators CA, 23 are preferably designed as bending actuators.

Bei dieser Ausgestaltung wird in dem Aktorzweig 2 mindestens ein Festkörperaktor oder eine Festkörperaktorschicht bzw. -Wicklung als der Aktor CA neben der Signalquelle 1, welche ein Ansteuersignal liefert, über die Messimpedanz ZA, insbesondere einen ohmschen Widerstand, eine Kapazität, Induktivität oder einen sonstigen komplexen Widerstand, gegen die gewünschte Bezugsspannung 0, insbesondere Masse, geschaltet. Demnach fällt über dieser Messimpedanz ZA ein Messsignal Vb1, z. B. eine Messspannung ab.In this embodiment, in the actuator branch 2 at least one solid state actuator or solid state actuator layer or coil as the actuator CA adjacent to the signal source 1 , which supplies a drive signal, via the measuring impedance ZA, in particular an ohmic resistance, a capacitance, inductance or other complex resistance, against the desired reference voltage 0 , in particular ground, switched. Accordingly falls above this measurement impedance ZA a measurement signal Vb1, z. B. from a measuring voltage.

In dem Vergleichszweig 3 wird der Festkörperaktor durch die Vergleichskomponente CR aus der „idealen” kapazitiven Komponente, wenn der Aktor CA ein kapazitives Element ist, und/oder durch die induktive Komponente, wenn der Aktor CA ein induktives Element ist, nachgebildet. Diese Ersatzlast wird neben der Signalquelle 1 mit der Messimpedanz ZR auch gegen die gewünschte Bezugsspannung 0 geschaltet.In the comparison branch 3 For example, the solid state actuator is modeled by the comparison component CR from the "ideal" capacitive component when the actuator CA is a capacitive element and / or by the inductive component when the actuator CA is an inductive element. This spare load will be next to the signal source 1 with the measuring impedance ZR also against the desired reference voltage 0 connected.

Beide Zweige, der Aktorzweig 2 und der Vergleichszweig 3, weisen bei einem solchen Aufbau bei fehlendem Lastdrehmoment am Antrieb bzw. an dessen Welle 21 bezüglich der in den Knoten der Schaltung auftretenden Signale im Rahmen einer Toleranz bzw. Ungenauigkeit „gleiche” Eigenschaften auf und führen zu einem nahezu „identischen” Signal über den Messimpedanzen. Die Toleranz entspricht dabei einer maximal zulässi gen relativen Abweichung der Signale des Aktorzweiges 2 zu den Signalen des Vergleichszweiges 3.Both branches, the actor branch 2 and the comparison branch 3 , have in such a structure in the absence of load torque on the drive or on the shaft 21 with respect to the signals occurring in the nodes of the circuit in the context of a tolerance or inaccuracy "equal" properties and lead to a nearly "identical" signal on the measurement impedances. The tolerance corresponds to a maximum permissible relative deviation of the signals of the actuator branch 2 to the signals of the comparison branch 3 ,

Vom Messsignal Vb1 des Aktorzweiges 2 wird mittels des Subtrahierers 4 das Messsignal des Vergleichszweiges 3 subtrahiert. Dieser Aufbau führt zu einer starken Dämpfung des Ansteuersignals, aber noch nicht zu dessen Auslöschung. Dazu können weitere Malnahmen zur Abtrennung des Sensorsignals ergriffen werden, welche die besonderen Eigenschaften der Kinematik des Mikroschrittantriebes nutzen, bei welchem der Antriebskörper 20 und die Welle 21 in der kreisförmig translatorischen Bewegung aneinander abrollen. Zum einen ist die Kinematik des Antriebes selbstblockierend mit einem im Vergleich zum Betriebsmoment höheren Haltemoment und zum anderen ist der Kraftübertragungspfad vom Aktor CA zur Antriebswelle 21 steifer als bei elektromagnetischen Antrieben der gleichen Leistungsklasse. Das Überspringen eines Zahnes der Mikroverzahnung 24 der Antriebs-Kinematik stellt daher ein massives Ereignis dar, bei dem aufgrund der Steifheit des Kraftübertragungspfades und der kleinen angekoppelten Massen ein hochfrequenter Messsignalimpuls erzeugt wird. Der Frequenzbereich in dem der Messpuls zu erwarten ist, liegt insbesondere im Kilohertzbereich und ist wesentlich höher als die Ansteuerfrequenz des Aktors CA. Infolge dessen ist die Abtrennung des Messsignals Vb1 durch Hochpassfilterung mittels des Hochpassfilters 5 möglich. Durch den Komparator 6 wird das isolierte Messsignal dann in einen definierten Impuls Umgesetzt und ausgegeben.From the measuring signal Vb1 of the Aktorzweiges 2 is done by means of the subtractor 4 the measurement signal of the comparison branch 3 subtracted. This structure leads to a strong attenuation of the drive signal, but not yet to its extinction. For this purpose, further measures for the separation of the sensor signal can be taken, which use the special properties of the kinematics of the micro-step drive, in which the drive body 20 and the wave 21 unroll in the circular translatory motion. On the one hand, the kinematics of the drive is self-locking with a higher holding torque compared to the operating torque and, on the other hand, the force transmission path from the actuator CA to the drive shaft 21 stiffer than electromagnetic actuators of the same performance class. Skipping a tooth of micro-toothing 24 The drive kinematics therefore represents a massive event in which due to the stiffness of the power transmission path and the small coupled masses, a high-frequency measurement signal pulse is generated. The frequency range in which the measuring pulse is to be expected lies in particular in the kilohertz range and is substantially higher than the driving frequency of the actuator CA. As a result, the separation of the measurement signal Vb1 by high-pass filtering by means of the high-pass filter 5 possible. Through the comparator 6 the isolated measurement signal is then converted into a defined pulse and output.

Ein vorteilhafter Aspekt ist dabei eine Messimpedanz ZA des Aktors, die so ausgelegt ist, dass der Spannungsabfall über dem Aktor durch das Hinzufügen von der Messimpedanz ZA mit ZA ≠ 0 um nicht mehr als 80% verringert wird. Die Messimpedanz ZA kann in der Schaltung optional durch einen nicht dargestellten Schalter kurzgeschlossen werden, was ZA = 0 entspricht, so dass im Wechsel zu einem Messmodus für einen Betriebsmodus die volle Leistung auf den Aktor CA gelegt werden kann.One Advantageous aspect is a measuring impedance ZA of the actuator, which is designed so that the voltage drop across the Actuator by adding the measuring impedance ZA with ZA ≠ 0 is not reduced by more than 80%. The measuring impedance ZA may be optional in the circuit by means not shown Switches are shorted, which corresponds to ZA = 0, so that in change to a measurement mode for an operating mode the full power can be placed on the actuator CA.

Eine vorteilhafte Ausführungsform stellt die Schaltung nach 2 für einen piezoelektrischen Aktor als dem Aktor CA dar. Wie nach dem im 1 dargestellten schematischen Aufbau gibt es auch hier den Aktorzweig 2 bestehend aus der Aktorkapazität CA und der Messimpedanz ZA und den Vergleichszweig 3 bestehend aus einem „idealen” Kondensator als der Vergleichskomponente CR und der Messimpedanz ZR.An advantageous embodiment provides the circuit 2 for a piezoelectric actuator as the actuator CA. As according to the im 1 illustrated schematic structure, there is also the Aktorzweig here 2 consisting of the actuator capacitance CA and the measuring impedance ZA and the comparison branch 3 consisting of an "ideal" capacitor as the comparison component CR and the measuring impedance ZR.

Eine besonders einfache und aufgrund ihrer geringen Bauteilzahl preiswerte Schaltung besteht aus einem Transistor Q1, insbesondere Bipolartransistor oder FET, einem Kondensator C1 und den Widerständen R1, R2.A particularly simple and inexpensive due to their low component count Circuit consists of a transistor Q1, in particular bipolar transistor or FET, a capacitor C1 and the resistors R1, R2.

Hinsichtlich der Bezeichnung der Komponenten werden wieder die entsprechenden Bezugszeichen gemäß der Ausgestaltung in 1 verwendet. Dargestellt sind wieder der Aktorzweig 2 und der dazu parallel geschaltete Vergleichszweig 3, welche mit ihren Eingängen an die Signalquelle 1 geschaltet sind. Die Signalquelle legt eine Spannung V2 gegenüber der Bezugsspannung 0 an. Der Aktorzweig 2 besteht wiederum aus dem Aktor CA und der Messimpedanz ZA, welche in Reihe zwischen die Signalquelle 1 und die Bezugsspannung 0 geschaltet sind. Entsprechend sind in dem Vergleichszweig 3 als Vergleichskomponente CR ein Kondensator und die Vergleichsimpedanz ZR zwischen die Signalquelle 1 und die Bezugsspannung 0 geschaltet.With regard to the designation of the components, the corresponding reference numerals according to the embodiment in 1 used. Shown again are the actor branch 2 and the parallel comparison branch 3 , which with their inputs to the signal source 1 are switched. The signal source sets a voltage V2 with respect to the reference voltage 0 at. The actuator branch 2 consists in turn of the actuator CA and the measuring impedance ZA, which in series between the signal source 1 and the reference voltage 0 are switched. Accordingly, in the comparison branch 3 as a comparison component CR a capacitor and the comparison impedance ZR between the signal source 1 and the reference voltage 0 connected.

Zwischen den Knoten zwischen der Vergleichskomponente CR und der Vergleichsimpedanz ZR einerseits und andererseits einem Basisanschluss eines Transistors Q1 ist ein erster Kondensator C1 geschaltet. Zwischen den ersten Kondensator C1 und die Basis des Transistors Q1 einerseits und eine weitere Spannungsquelle, welche eine Spannung V1 gegenüber Bezugsspannung 0 bereitstellt, sind in Reihe zwei Widerstände R2, R1 geschaltet. Eine Transistor-Emitter-Strecke des Transistors Q1 ist zwischen einen Ausgangsanschluss zum Bereitstellen des Ausgangssignals Vo und den Knoten geschaltet, welcher zwischen den Aktor CA und die Messimpedanz ZA geschaltet ist.Between the node between the comparison component CR and the comparison impedance ZR on the one hand and on the other hand, a base terminal of a transistor Q1, a first capacitor C1 is connected. Between the first capacitor C1 and the base of the transistor Q1, on the one hand, and another voltage source, which has a voltage V1 with respect to the reference voltage 0 provides two resistors R2, R1 are connected in series. A transistor-emitter path of the transistor Q1 is connected between an output terminal for providing the output signal Vo and the node connected between the actuator CA and the measuring impedance ZA.

Außerdem ist der Ausgangsanschluss mit einem Knoten zwischen dem ersten und dem zweiten Widerstand R1, R2 verbunden.Furthermore is the output terminal with a node between the first and the second resistor R1, R2 connected.

In diesen wenigen Bauteilen werden die Funktionalitäten des Subtrahierers, des Komparators und Verstärkers dargestellt. Die Komparator-, Subtrahier- und Verstärkungsfunktion ist durch den Transistor Q1 realisiert, während über den ersten Kondensator C1, den zweiten Widerstand R2 sowie die Eingangsimpedanz des Transistors Q1 der Hochpassfilter dargestellt wird. Über den ersten Widerstand R1 und durch die Stromquelle V1 wird der Transistor Q1 mit einem Arbeitsstrom versorgt.In These few components are the functionalities of Subtractor, the comparator and amplifier shown. The comparator, subtractor and gain function is realized by the transistor Q1 while over the first capacitor C1, the second resistor R2 and the input impedance of the transistor Q1 of the high-pass filter is shown. about the first resistor R1 and through the current source V1 becomes the transistor Q1 supplied with a working current.

Diese sehr einfache und damit auch preisgünstige Ausführungsform zur Umsetzung des bevorzugten Verfahrens ermöglicht die Detektion des Überlastfalls eines derartigen Antriebes auch während des normalen Betriebes unter Nutzung der sensorischen Eigenschaften der Festkörperaktoren.These very simple and therefore also inexpensive embodiment to implement the preferred method allows the Detection of the overload case of such a drive even during normal operation using the sensory Properties of Solid State Actuators.

3 zeigt ein Simulationsergebnis einer Simulationsschaltung zur Veranschaulichung der Messspannung als dem Messsignal Vb1 in dem oberen Diagramm gegenüber der Ausgangsspannung als dem Ausgangssignal Vo im unteren Diagramm. Der Aktor CA ist bei der Simulation ersetzt durch eine Kapazität und eine Impulsstromquelle zur Nachbildung eines Überlastfalls. Der Überlastfall wird durch einen Stromimpuls mit einer Impulsdauer von 1 ms nachgebildet. Die Messimpedanzen sind durch reine ohmsche Widerstände ausgeführt und realisieren damit eine Strommessung. 3 FIG. 12 shows a simulation result of a simulation circuit for illustrating the measurement voltage as the measurement signal Vb1 in the upper diagram versus the output voltage as the output signal Vo in the lower diagram. The actuator CA is replaced in the simulation by a capacity and a pulse current source for simulating an overload case. The overload case is simulated by a current pulse with a pulse duration of 1 ms. The measuring impedances are implemented by pure ohmic resistances and thus realize a current measurement.

Im nicht signalverarbeiteten Messsignal Vb1 als dem über der Zeit aufgetragenen Spannungssignal ist der durch die Überlast verursachte Stromimpuls durch das überlagerte Ansteuersignal nahezu unsichtbar. In der Zeitfunktion des Ausgangssignals Vo ist hingegen deutlich die durch die Schaltung erreichte sehr gute Trennung der Sensorsignals vom Aktor- bzw. Messsignal Vb1 des Festkörperaktors sichtbar.in the not signal-processed measurement signal Vb1 than the above Time applied voltage signal is due to the overload caused current pulse through the superimposed drive signal almost invisible. In the time function of the output signal Vo however, clearly the very good separation achieved by the circuit the sensor signal from the actuator or measuring signal Vb1 of the solid state actuator visible.

4 zeigt eine modifizierte Schaltungsanordnung, welche nahezu identisch zu der Schaltungsanordnung gemäß 2 ist. Beschrieben werden daher nachfolgend lediglich Unterschiede unter Verweis auf 2 bezüglich der übrigen Komponenten und deren Funktionalität. Bei der Ausgestaltung gemäß 4 sind als Impedanzen, das heißt als Vergleichsimpedanz ZR° und als Messimpedanz ZA° kapazitive Komponenten in Form von Kondensatoren eingesetzt. Diese kapazitiven Impedanzen ermöglichen eine Ladungsmessung anstelle der gemäß 2 mit rein ohmschen Mess- und Vergleichsimpedanzen ZA, ZR zur Messung des Aktorstromes umgesetzten Strommessung. 4 shows a modified circuit arrangement which is almost identical to the circuit arrangement according to 2 is. Described below are therefore only differences with reference to 2 regarding the other components and their functionality. In the embodiment according to 4 are used as impedances, that is, as comparison impedance ZR ° and as measuring impedance ZA ° capacitive components in the form of capacitors. These capacitive impedances allow a charge measurement instead of according to 2 with pure ohmic measuring and comparison impedances ZA, ZR for measuring the current of the actuator converted current measurement.

5 zeigt eine noch weiter modifizierte Ausgestaltung, wobei wiederum lediglich Unterschiede gegenüber der Ausgestaltung gemäß 4 beschrieben werden. Bei dieser Schaltungsanordnung ist zusätzlich zu dem Aktor CA ein weiterer Aktor CA* in Form eines weiteren Festkörperaktors an den Antriebskörper geschaltet. Dieser weitere Aktor CA* ist dabei zwischen den Ausgang der Signalquelle 1 und eine noch weitere Spannungsquelle V2* geschaltet. 5 shows a still further modified embodiment, again only differences from the embodiment according to 4 to be discribed. In this circuit arrangement, in addition to the actuator CA, a further actuator CA * in the form of a further solid-state actuator is connected to the drive body. This additional actuator CA * is between the output of the signal source 1 and another voltage source V2 * switched.

6 zeigt eine gegenüber 5 modifizierte Schaltungsanordnung mit ebenfalls einem weiteren Aktor CA*. Unterschiedlich gegenüber 5 ist die Ausgestaltung der Vergleichsimpedanz ZR und der Messimpedanz ZA, welche wieder gemäß der Ausführung in 2 ausgestaltet sind, um eine Strommessung zu ermöglichen. 6 shows one opposite 5 modified circuit arrangement with also a further actuator CA *. Different from each other 5 is the configuration of the comparison impedance ZR and the measuring impedance ZA, which again according to the embodiment in 2 are designed to allow a current measurement.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 19952946 A1 [0002]
- DE 102006044000 A1 [0003, 0005, 0016]
- DE 102006029925 A1 [0005]

Claims

Festkörperaktorantriebs circuit with - at least a first and a second solid-state actuators designed actuator (CA, CA *), which on a drive body ( 20 ) are arranged, by means of the drive body ( 20 ) a wave ( 21 ) to drive to a rotational movement, wherein opposing surfaces of the drive body ( 20 ) and the wave ( 21 ) a gearing ( 23 ), - a signal source ( 1 ), which is connected for applying a drive signal to at least the first of the actuators (CA) for offsetting the drive body ( 20 ) in a translationally circular movement relative to the shaft ( 21 ) for driving the shaft ( 21 ), and - circuit components ( 4 - 6 ) for detecting a tooth skip of the toothing ( 23 ) while driving the shaft ( 21 ), characterized in that - between the circuit components ( 4 - 6 ) on the one hand and on the other hand the signal source ( 1 ) parallel to one another an actuator branch ( 2 ) and a comparison branch ( 3 ), wherein the actuator branch ( 2 ) has the first actuator (CA) and the comparison branch ( 3 ) has a comparison component (CR) comparable to the actuator (CA).

A circuit according to claim 1, wherein the comparison component (CR) to the actuator (CA) comparable physical properties having.

A circuit according to claim 1, wherein the comparison component (CR) in at least one operating state of the circuit to the actuator (CA) has the same physical properties.

Circuit according to a preceding claim, - in which in the actuator branch ( 2 ) a measuring impedance (ZA, ZA °) between one of the signal source (ZA; ZA °) 1 ) facing away from the actuator (CA) and a reference voltage ( 0 ) and - in the comparison branch ( 3 ) a comparison impedance (ZR; ZR °) between one of the signal source (ZR; 1 ) facing away from the comparison component (CR) and the reference voltage ( 0 ), wherein the comparison impedance (ZR; ZR °) has comparable, in particular the same physical properties as the measuring impedance (ZA; ZA °).

A circuit according to claim 4, wherein at least the measuring impedance (ZA, ZA °) is dimensioned such that a voltage drop across the actuator (CA) by adding is reduced by the measuring impedance (ZA) by no more than 80%.

A circuit according to claim 4 or 5, wherein the Measuring impedance (ZA, ZA °) and the comparison impedance (ZR; ZR °) each have the same effect by an ohmic resistance, a capacity, an inductive component or any other complex resistance are formed.

Circuit according to one of Claims 4 to 6, in which the measuring impedance (ZA; ZA °) is selected in a mode for driving the shaft (ZA; ZA °). 21 ) completely bridged or reduced bridged via a resistor can be switched.

Circuit according to one of the preceding claims, in which the actuator branch ( 2 ) and the comparison branch ( 3 ) from the signal source ( 1 ) remote ends to a subtractor ( 4 ) or comparator are connected to form a difference value between a measurement signal (Vb1) at the output of the actuator (CA) and a comparison signal at the output of the comparison component (CR).

Circuit according to Claim 8, in which the subtractor ( 4 ) or comparator a high-pass filter ( 5 ) and a comparator and / or amplifier ( 6 ) are connected to output an output signal (Vo) at the output of the comparator and / or amplifier ( 6 ).

Solid-state actuator drive evaluation method, in which - a solid-state actuator drive circuit according to any preceding claim by means of a signal source ( 1 ) for applying a drive signal to at least the first of the actuators (CA) for offsetting the drive body ( 20 ) in a translationally circular movement relative to the shaft ( 21 ) for driving the shaft ( 21 ) is driven and - a tooth skip a toothing ( 23 ) while driving the shaft ( 21 ) is detected, characterized in that - between the circuit components ( 4 - 6 ) on the one hand and on the other hand the signal source ( 1 ) parallel to one another an actuator branch ( 2 ) and a comparison branch ( 3 ), wherein the actuator branch ( 2 ) has the first actuator (CA) and the comparison branch ( 3 ) has a comparison component (CR) with physical properties comparable to the actuator (CA), and a difference value of output signals of the actuator branch ( 2 ) and the comparison branch ( 3 ) is formed.

Method according to Claim 10, in which - at least in the actuator branch ( 2 ) a measuring impedance (ZA, ZA °) between one of the signal source (ZA; ZA °) 1 ) facing away from the actuator (CA) and a reference voltage ( 0 ) and - the measuring impedance (ZA, ZA °) in a mode for driving the shaft ( 21 ) completely bridged or bridged across a resistor bar is switched.