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Kapazitiver Flächensensor

Müller, Andreas (1989):
Kapazitiver Flächensensor.
Technische Universität Darmstadt, [Diploma Thesis or Magisterarbeit]

Abstract

Zusammenfassung:

In der Augenmedizin werden Diagnose-Geräte benötigt, die den Augeninnendruck bestimmen. Ein erhöhter Augeninnendruck kann ein Glaukom, also den grünen Star, zur Folge haben. Eine mögliche Meßmethode ist die Applanationstonometrie, bei der die Augenhornhaut von einem ebenen Stempel abgeplattet wird, während die Kraft und die applanierte Fläche gemessen werden. In dieser Arbeit wird für ein solches Gerät ein Flächensensor entwickelt. Das Meßprinzip ist dabei festgelegt. Den Stempel bildet eine leitfähige, mit einem Dielektrikum beschichtete Platte. Über dieser Platte befindet sich eine leitfähige Folie, die mit der Platte einen Kondensator mit geschichtetem Dielektrikum darstellt. Das Auge wird bei der Messung von der Platte abgeplattet. Dadurch steigt die Kapazität des genannten Kondensators. Die Durchbiegung der Folie wird für den Fall der Einzelkraft im Mittelpunkt der Folie und den Fall der Applanation berechnet und in einem Simulationsprogramm ausgewertet. Die Biegelinie wird graphisch dargestellt und die Kapazität der Anordung numerisch bestimmt. Dadurch können verschiedene Varianten des Sensors untersucht werden. Als Folie wird eine mit Titan und Gold bedampfte Polyimidfolie der Dicke 0,025mm verwendet. Der Stempel besteht aus geläpptem Edelstahl mit einer 250nm dicken Schicht aus Siliziumnitrit. Der Abstand zwischen Folie und Sensor sind im Prototyp über ein Feingewinde einstellbar. Zur optischen Zentrierung des Auges leuchtet eine LED im Sensor durch ein Loch in der Mitte des Stempels und durch die Folie hindurch. Die Kapazitätsmessung erfolgt über einen Timer, der als Multivibrator betrieben wird. Die Frequenz des Timers ist von zwei Widerständen und dem Kondensator abhängig. Die Dauer des Aufladevorganges wird durch Verknüpfung mit einem 14MHz-Takt ausgezählt und als 16 Bit-Wort für eine Weiterverarbeitung zwischengespeichert. Messungen mit dem Prototyp wurden nicht durchgeführt.

Item Type: Diploma Thesis or Magisterarbeit
Erschienen: 1989
Creators: Müller, Andreas
Title: Kapazitiver Flächensensor
Language: German
Abstract:

Zusammenfassung:

In der Augenmedizin werden Diagnose-Geräte benötigt, die den Augeninnendruck bestimmen. Ein erhöhter Augeninnendruck kann ein Glaukom, also den grünen Star, zur Folge haben. Eine mögliche Meßmethode ist die Applanationstonometrie, bei der die Augenhornhaut von einem ebenen Stempel abgeplattet wird, während die Kraft und die applanierte Fläche gemessen werden. In dieser Arbeit wird für ein solches Gerät ein Flächensensor entwickelt. Das Meßprinzip ist dabei festgelegt. Den Stempel bildet eine leitfähige, mit einem Dielektrikum beschichtete Platte. Über dieser Platte befindet sich eine leitfähige Folie, die mit der Platte einen Kondensator mit geschichtetem Dielektrikum darstellt. Das Auge wird bei der Messung von der Platte abgeplattet. Dadurch steigt die Kapazität des genannten Kondensators. Die Durchbiegung der Folie wird für den Fall der Einzelkraft im Mittelpunkt der Folie und den Fall der Applanation berechnet und in einem Simulationsprogramm ausgewertet. Die Biegelinie wird graphisch dargestellt und die Kapazität der Anordung numerisch bestimmt. Dadurch können verschiedene Varianten des Sensors untersucht werden. Als Folie wird eine mit Titan und Gold bedampfte Polyimidfolie der Dicke 0,025mm verwendet. Der Stempel besteht aus geläpptem Edelstahl mit einer 250nm dicken Schicht aus Siliziumnitrit. Der Abstand zwischen Folie und Sensor sind im Prototyp über ein Feingewinde einstellbar. Zur optischen Zentrierung des Auges leuchtet eine LED im Sensor durch ein Loch in der Mitte des Stempels und durch die Folie hindurch. Die Kapazitätsmessung erfolgt über einen Timer, der als Multivibrator betrieben wird. Die Frequenz des Timers ist von zwei Widerständen und dem Kondensator abhängig. Die Dauer des Aufladevorganges wird durch Verknüpfung mit einem 14MHz-Takt ausgezählt und als 16 Bit-Wort für eine Weiterverarbeitung zwischengespeichert. Messungen mit dem Prototyp wurden nicht durchgeführt.

Uncontrolled Keywords: Elektromechanische Konstruktionen, Mikro- und Feinwerktechnik, Applanationstonometrie, Flächenmessung kapazitiv, Kapazitätsmessung, Kunststofffolien leitfähig, Plasmabeschichtung CVD, Verformung elastisch Simulationsprogramm
Divisions: 18 Department of Electrical Engineering and Information Technology
18 Department of Electrical Engineering and Information Technology > Institute for Electromechanical Design
Date Deposited: 25 Oct 2011 08:30
Additional Information:

EMK-spezifische Daten:

Lagerort Dokument: Archiv EMK, Kontakt über Sekretariate,

Bibliotheks-Sigel: 17/24 EMKD 834

Art der Arbeit: Diplomarbeit

Beginn Datum: 09-01-1989

Ende Datum: 12-04-1989

Querverweis: 17/24 EMKD 844

Studiengang: Elektrotechnik (ET)

Vertiefungsrichtung: Elektromechanische Konstruktionen (EMK)

Abschluss: Diplom (EMK)

Identification Number: 17/24 EMKD 834
Referees: Woll, Dipl.-Wirt Teddy and Cramer, Prof. Dr.- Bernhard
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