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Fasern als Sensorelemente

Gass, Dieter (1990):
Fasern als Sensorelemente.
Technische Universität Darmstadt,
[Seminar paper (Midterm)]

Abstract

Zusammenfassung:

In der vorliegenden Arbeit werden Faserwerkstoffe auf ihre Eignung bezüglich einer Einsatzmöglichkeit als Sensor zur Kraft- und Wegmessung überprüft. Am Anfang stand die Durchführung einer Literaturrecherche und Marktanalyse. Hierbei wurden aussagekräftige Übersichten, die zur Unter- stützung für weitere Untersuchungen dienen, gesammelt.

Die Denkendorfer Fasertafel bietet grundlegende Daten und eine sinnvolle Einteilung der Fasern. Spezifische Eigenschaften, die für die Entwicklung eines Sensors nötig sind, können daraus jedoch nicht entnommen werden. Dies führte zu einer Untersuchung von physikalishen Effekten hinsichtlich ihres Auftretens bei Fasern und einer Auswertbarkeit als Sensor. Der Piezo-Widerstandseffekt stellte sich hierbei als geeignet heraus und ist daher genauer überprüft worden. Unter dem Piezo-Widerstandseffekt versteht man die Änderung des elektrischen Widerstandes unter Einfluß einer mechanischen Spannung. Es wurden Metall-, Siliziumcarbon- und Kohlefasern untersucht. Hierfür wurde ein Prüfstand entwickelt, mit dem die eingeleitete Kraft, die Faserdehnung und der elektrische Widerstand der Faser gemessen werden kann.

Die durchgeführten Meßreihen zeigen, daß die Entwicklung eines Sensors mit dem vorliegenden Versuchsmaterial nicht realisierbar ist. Bei den Kohle- und Siliziumcarbonfilamenten war der Effekt nicht meßbar. Bei Metallfasern tritt der Piezo-Widerstandseffekt auf. Sie sind allerdings sehr inhomogen und liefern deswegen zur Zeit keine reproduzierbaren Ergebnisse. Wenn homogene Fasern zur Verfügung stehen, ist eine Anwendung mit Metallfasern möglich. Fasern aus leitfähigen Polymeren konnten nicht in die Untersuchungen einbezogen werden, da sie im Moment noch nicht erhältlich sind und die Faserhersteller keine Informationen darüber herausgeben.

Item Type: Seminar paper (Midterm)
Erschienen: 1990
Creators: Gass, Dieter
Title: Fasern als Sensorelemente
Language: German
Abstract:

Zusammenfassung:

In der vorliegenden Arbeit werden Faserwerkstoffe auf ihre Eignung bezüglich einer Einsatzmöglichkeit als Sensor zur Kraft- und Wegmessung überprüft. Am Anfang stand die Durchführung einer Literaturrecherche und Marktanalyse. Hierbei wurden aussagekräftige Übersichten, die zur Unter- stützung für weitere Untersuchungen dienen, gesammelt.

Die Denkendorfer Fasertafel bietet grundlegende Daten und eine sinnvolle Einteilung der Fasern. Spezifische Eigenschaften, die für die Entwicklung eines Sensors nötig sind, können daraus jedoch nicht entnommen werden. Dies führte zu einer Untersuchung von physikalishen Effekten hinsichtlich ihres Auftretens bei Fasern und einer Auswertbarkeit als Sensor. Der Piezo-Widerstandseffekt stellte sich hierbei als geeignet heraus und ist daher genauer überprüft worden. Unter dem Piezo-Widerstandseffekt versteht man die Änderung des elektrischen Widerstandes unter Einfluß einer mechanischen Spannung. Es wurden Metall-, Siliziumcarbon- und Kohlefasern untersucht. Hierfür wurde ein Prüfstand entwickelt, mit dem die eingeleitete Kraft, die Faserdehnung und der elektrische Widerstand der Faser gemessen werden kann.

Die durchgeführten Meßreihen zeigen, daß die Entwicklung eines Sensors mit dem vorliegenden Versuchsmaterial nicht realisierbar ist. Bei den Kohle- und Siliziumcarbonfilamenten war der Effekt nicht meßbar. Bei Metallfasern tritt der Piezo-Widerstandseffekt auf. Sie sind allerdings sehr inhomogen und liefern deswegen zur Zeit keine reproduzierbaren Ergebnisse. Wenn homogene Fasern zur Verfügung stehen, ist eine Anwendung mit Metallfasern möglich. Fasern aus leitfähigen Polymeren konnten nicht in die Untersuchungen einbezogen werden, da sie im Moment noch nicht erhältlich sind und die Faserhersteller keine Informationen darüber herausgeben.

Uncontrolled Keywords: Elektromechanische Konstruktionen, Mikro- und Feinwerktechnik, Dehnungsversuch, Faser, Fasern für Sensoren, Spezialfaser
Divisions: 18 Department of Electrical Engineering and Information Technology
18 Department of Electrical Engineering and Information Technology > Institute for Electromechanical Design (dissolved 18.12.2018)
Date Deposited: 24 Oct 2011 13:11
Additional Information:

EMK-spezifische Daten:

Lagerort Dokument: Archiv EMK, Kontakt über Sekretariate,

Bibliotheks-Sigel: 17/24 EMKS 872

Art der Arbeit: Studienarbeit

Beginn Datum: 16-01-1989

Ende Datum: 15-01-1990

Querverweis: 17/24 EMKS 862

Studiengang: Elektrotechnik (ET)

Vertiefungsrichtung: Elektromechanische Konstruktionen (EMK)

Abschluss: Diplom (EMK)

Identification Number: 17/24 EMKS 872
Referees: Rienmüller, Dipl.-Ing. Thomas and Weißmantel, Prof. Dr.- Heinz
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