Druckmesstechnik

Druckmesstechnik

Ziel

Druck ist neben Temperatur die wichtigste industrielle Messgröße. Die Vorrangstellung der piezoresistiven Drucksensorik ergibt sich aus der Bewertung der möglichen physikalischen Wirkprinzipien. Die größten Umsätze werden heute in der Kfz-, Consumer-, aber auch in der Prozessmesstechnik erzielt. Ein besonderer Schwerpunkt ist die Medizintechnik, da hier vor allem das große Miniaturisierungspotenzial der piezoresistiven Sensoren genutzt werden kann. Trotz der relativ geringen Fertigungskosten wird eine niedrige Messunsicherheit und hohe Langzeitstabilität der Sensoren gesichert.

Wurden piezoresistive Silizium-Sensoren anfangs vorzugsweise in Druck- sowie in Beschleunigungsmessungen eingesetzt, so erobern sie sich zunehmend weitere Anwendungsfelder wie die Mikrokraftsensorik in der Oberflächenmesstechnik, als haptische Kraftsensoren in der Medizin oder die verteilte Dehnungsmessung für adaptronische Anwendungen. Aber auch außerhalb der Erfassung mechanischer Größen sind Entwicklungen bei piezoresistiven Feuchte-, Gas- und Chemosensoren zu beobachten.

Ausgehend von einem Überblick zu angewandten physikalischen Wirkprinzipien in der Druckmesstechnik zeigt das Seminar die historische Entwicklung dieser Technik auf. Die Entwurfsgrundlagen piezoresistiver Sensoren werden anschließend überblicksmäßig in phänomenologischer Form vorgestellt. Einen weiteren Schwerpunkt bilden Ausführungen, was bei der Entwicklung selektiv empfindlicher und langzeitstabiler Sensorelemente vor allem zu berücksichtigen ist. Der Teil Grundlagen schließt mit der Vorstellung moderner Verfahren der Signalverarbeitung.

Der zweite Teil des Seminars widmet sich den Anwendungen. Zunächst stellen die Dozenten aktuelle Beispiele aus den Gebieten der Medizintechnik, des Maschinenbaus und der Prozessmesstechnik vor. Abschließend gibt das Seminar einen Ausblick auf neuartige Anwendungen bei Dehnmesselementen für die Adaptronik, Höchstdrucksensoren und Feuchtesensoren Gassensorik.