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Durchflusssensor für Gase

Stöber, Boris (1998):
Durchflusssensor für Gase.
Technische Universität Darmstadt, [Seminar paper (Midterm)]

Abstract

Zusammenfassung:

Im Mittelpunkt der Studienarbeit steht ein Sensorelement zur Durchflußmessung, das von der Fraunhofergesellschaft (FhG IMS) in CMOS-Technik präpariert wird. Es arbeitet nach einem kalorimetrischen Prinzip, bei dem die Wärmeabgabe an das vorbeiströmende Medium ein Maß für dessen Strömungsgeschwindigkeit ist.

Ein thermisch isolierter Teil des Siliziumchips wird elektrisch geheizt. Dioden auf dem Chip werden als Temperaturaufnehmer verwendet.

Untersuchungen sollen zeigen, ob das Sensorelement zur Bestimmung des Atemluftvolumens in einem Beatmungsgerät der Firma Dräger eingesetzt werden kann.

Der Prototyp des gesamten Durchflußsensors besteht aus zwei Teilen: der Meßstrecke und der Sensorelektronik. Die Meßstrecke dient der Anbindung des Sensorelements an das strömende Medium. Die Elektronik sorgt für eine konstante Übertemperatur auf dem Chip. Die dafür nötige Heizpannung dient als Sensorausgangssignal.

Kennwerte des Sensors:

* Meßbereich: 0,15-180 l/min

* Genauigkeit:

0-2l/min...............0,2l/min

> 2-10l/min..........4% ist

> 10-180l/min.......2,5% ist

* Eigenstörungen (q=0): 1,1mV

* t90-Ansprechzeit: 2ms

* nichtmonotones statisches Übertragungsverhalten

Im Rahmen der Arbeit wird ein thermisches Netzwerkmodell erstellt, das das Übertragungsverhalten des Sensors beschreibt. Darauf aufbauend werden Empfehlungen für eine neue Struktur des Elements angegeben, die auf ein monotones statisches Übertragungsverhalten des Sensors abzielen.

Item Type: Seminar paper (Midterm)
Erschienen: 1998
Creators: Stöber, Boris
Title: Durchflusssensor für Gase
Language: German
Abstract:

Zusammenfassung:

Im Mittelpunkt der Studienarbeit steht ein Sensorelement zur Durchflußmessung, das von der Fraunhofergesellschaft (FhG IMS) in CMOS-Technik präpariert wird. Es arbeitet nach einem kalorimetrischen Prinzip, bei dem die Wärmeabgabe an das vorbeiströmende Medium ein Maß für dessen Strömungsgeschwindigkeit ist.

Ein thermisch isolierter Teil des Siliziumchips wird elektrisch geheizt. Dioden auf dem Chip werden als Temperaturaufnehmer verwendet.

Untersuchungen sollen zeigen, ob das Sensorelement zur Bestimmung des Atemluftvolumens in einem Beatmungsgerät der Firma Dräger eingesetzt werden kann.

Der Prototyp des gesamten Durchflußsensors besteht aus zwei Teilen: der Meßstrecke und der Sensorelektronik. Die Meßstrecke dient der Anbindung des Sensorelements an das strömende Medium. Die Elektronik sorgt für eine konstante Übertemperatur auf dem Chip. Die dafür nötige Heizpannung dient als Sensorausgangssignal.

Kennwerte des Sensors:

* Meßbereich: 0,15-180 l/min

* Genauigkeit:

0-2l/min...............0,2l/min

> 2-10l/min..........4% ist

> 10-180l/min.......2,5% ist

* Eigenstörungen (q=0): 1,1mV

* t90-Ansprechzeit: 2ms

* nichtmonotones statisches Übertragungsverhalten

Im Rahmen der Arbeit wird ein thermisches Netzwerkmodell erstellt, das das Übertragungsverhalten des Sensors beschreibt. Darauf aufbauend werden Empfehlungen für eine neue Struktur des Elements angegeben, die auf ein monotones statisches Übertragungsverhalten des Sensors abzielen.

Uncontrolled Keywords: Elektromechanische Konstruktionen, Mikro- und Feinwerktechnik, Durchflusssensor Dynamik, Durchflusssensor thermisch, Elektrisches Ersatzschaltbild thermischer Systeme, Fehler zufällig, Thermisches Ersatzschaltbild
Divisions: 18 Department of Electrical Engineering and Information Technology
18 Department of Electrical Engineering and Information Technology > Institute for Electromechanical Design
18 Department of Electrical Engineering and Information Technology > Institute for Electromechanical Design > Measurement and Sensor Technology
Date Deposited: 13 Sep 2011 07:13
Additional Information:

EMK-spezifische Daten:

Lagerort Dokument: Archiv EMK, Kontakt über Sekretariate,

Bibliotheks-Sigel: 17/24 EMKS 1364

Art der Arbeit: Studienarbeit

Beginn Datum: 06-05-1997

Ende Datum: 27-02-1998

Querverweis: 17/24 EMKD 1311

Studiengang: Elektrotechnik (ET)

Vertiefungsrichtung: Elektromechanische Konstruktionen (Dipl.)

Abschluss: Diplom (EMK)

Identification Number: 17/24 EMKS 1364
Referees: Werthschützky, Prof. Dr.- Roland
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