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Abgleichprozess von Dehnungsmeßstreifen für zukünftigen Robotereinsatz

Kempken, Ludger (1994):
Abgleichprozess von Dehnungsmeßstreifen für zukünftigen Robotereinsatz.
Technische Universität Darmstadt, [Diploma Thesis or Magisterarbeit]

Abstract

Zusammenfassung:

Die Diplomarbeit beschreibt die Entwicklung eines Verfahrens zum Widerstandsabgleich von Folien-DMS.

Am Anfang der Herstellung von Folien-DMS steht eine nichtleitende Traegerfolie (Polyimid oder Glasfaser-Phenolharzpapier, ca 40µm dick), die mit einer Widerstandsschicht (Konstantan oder Chrom-Nickel, 2,5 bis 5µm dick) durchgehend kaschiert ist. Durch Beschichtung mit Fotolack, Belichten, Entwickeln und Sprühätzen wird die Form der Widerstandsbahn des DMS erzeugt. Die Widerstandstoleranz der DMS beträgt nach dem Ätzen ca. 5%. Um die vom Hersteller garantierte Abweichung vom Nennwert von 0,3% zu erreichen, muessen die DMS abgeglichen werden. Dies erfolgt bisher teils von Hand, durch Reiben mit einem ätzmittelgetränkten Wattestäbchen, teils maschinell durch mechanisches Polieren mit einer Polierpaste. Das mechanische Polieren ist jedoch auf "günstig" geformte DMS beschränkt. Gesucht wurde eine Verfahren, welches beliebig geformte DMS zu bearbeiten in der Lage ist.

Als in Frage kommende Verfahren wurde der Abtrag mittels mechanischem Polieren, Laser, Elektronenstrahl, Sandstrahl, chemischem Ätzen, Trockenätzen (Ionenätzen, Sputterätzen) und elektrochemischem Ätzen anhand der Belastung der Trägerfolie, der erreichbaren Oberflächenqualität und einigen weiteren Kriterien beurteilt. Die Entwicklung konzentrierte sich auf das elektrochemische Ätzen, weil es besonders leicht zu steuern ist und benachbarte DMS nicht angegriffen werden. Für den Abgleich wird ein Elektrolyt (Kaliumnitratlösung) zwischen dem als Anode geschalteten DMS und der Kathode hindurchgepumpt. Um ein Entweichen der Lösung zu vermeiden, wurde ein hohler Stempel, der mit dem DMS eine Reaktionskammer ergibt aufgebaut. Leider entsteht durch den elektrochemischen Angriff ein Lochfrass, durch den sich, schon nach kurzer Belastung des DMS, Haarrisse quer zur Belastungsrichtung bilden.

Item Type: Diploma Thesis or Magisterarbeit
Erschienen: 1994
Creators: Kempken, Ludger
Title: Abgleichprozess von Dehnungsmeßstreifen für zukünftigen Robotereinsatz
Language: German
Abstract:

Zusammenfassung:

Die Diplomarbeit beschreibt die Entwicklung eines Verfahrens zum Widerstandsabgleich von Folien-DMS.

Am Anfang der Herstellung von Folien-DMS steht eine nichtleitende Traegerfolie (Polyimid oder Glasfaser-Phenolharzpapier, ca 40µm dick), die mit einer Widerstandsschicht (Konstantan oder Chrom-Nickel, 2,5 bis 5µm dick) durchgehend kaschiert ist. Durch Beschichtung mit Fotolack, Belichten, Entwickeln und Sprühätzen wird die Form der Widerstandsbahn des DMS erzeugt. Die Widerstandstoleranz der DMS beträgt nach dem Ätzen ca. 5%. Um die vom Hersteller garantierte Abweichung vom Nennwert von 0,3% zu erreichen, muessen die DMS abgeglichen werden. Dies erfolgt bisher teils von Hand, durch Reiben mit einem ätzmittelgetränkten Wattestäbchen, teils maschinell durch mechanisches Polieren mit einer Polierpaste. Das mechanische Polieren ist jedoch auf "günstig" geformte DMS beschränkt. Gesucht wurde eine Verfahren, welches beliebig geformte DMS zu bearbeiten in der Lage ist.

Als in Frage kommende Verfahren wurde der Abtrag mittels mechanischem Polieren, Laser, Elektronenstrahl, Sandstrahl, chemischem Ätzen, Trockenätzen (Ionenätzen, Sputterätzen) und elektrochemischem Ätzen anhand der Belastung der Trägerfolie, der erreichbaren Oberflächenqualität und einigen weiteren Kriterien beurteilt. Die Entwicklung konzentrierte sich auf das elektrochemische Ätzen, weil es besonders leicht zu steuern ist und benachbarte DMS nicht angegriffen werden. Für den Abgleich wird ein Elektrolyt (Kaliumnitratlösung) zwischen dem als Anode geschalteten DMS und der Kathode hindurchgepumpt. Um ein Entweichen der Lösung zu vermeiden, wurde ein hohler Stempel, der mit dem DMS eine Reaktionskammer ergibt aufgebaut. Leider entsteht durch den elektrochemischen Angriff ein Lochfrass, durch den sich, schon nach kurzer Belastung des DMS, Haarrisse quer zur Belastungsrichtung bilden.

Uncontrolled Keywords: Elektromechanische Konstruktionen, Mikro- und Feinwerktechnik, Ätzen elektrochemisch, Dehnungsmessstreifen DMS, Widerstandsabgleich
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: 05 Oct 2011 11:30
Additional Information:

EMK-spezifische Daten:

Lagerort Dokument: Archiv EMK, Kontakt über Sekretariate,

Bibliotheks-Sigel: 17/24 EMKD 1207

Art der Arbeit: Diplomarbeit

Beginn Datum: 16-05-1994

Ende Datum: 18-08-1994

Querverweis: keiner

Studiengang: Elektrotechnik (ET)

Vertiefungsrichtung: Elektromechanische Konstruktionen (EMK)

Abschluss: Diplom (EMK)

Identification Number: 17/24 EMKD 1207
Referees: Weißmantel, Prof. Dr.- Heinz
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