TU Darmstadt / ULB / TUbiblio

Kalibrierungsstrategien für Sensorsysteme zur Druckmessung

Paeger, Bruno (1998):
Kalibrierungsstrategien für Sensorsysteme zur Druckmessung.
Technische Universität Darmstadt, [Seminar paper (Midterm)]

Abstract

Zusammenfassung:

Zur Beurteilung eines Primärsensors lassen sich viele seiner Eigenschaften heranziehen. So kann man über die Zuverlässigkeit (z.B. Ausfallrate) oder Wirtschaftlichkeit (z.B. Herstellungskosten, Auswertungsaufwand) einen Primärsensor charakterisieren, doch dies ist eher für den Benutzer eines Meßgerätes von Interesse. Wichtiger für den Anwender, der das Sensorelement in seinen Applikationen einsetzt, sind die Übertragungseigenschaften eines Primärsensors. Wirtschaftlichkeit und Zuverlässigkeit müssen auch beachtet werden, spielen aber für die Auswertungs- und Verarbeitungselektronik nur eine untergeordnete Rolle.

Diese Arbeit informiert über Möglichkeiten, Sensoreigenschaften auf schaltungstechnischem Weg zu beeinflussen. Hierzu befaßt sie sich mit den systematischen Einflüssen bei der Druckmessung.

Einzelne Effekte werden voneinander abgegrenzt und beschrieben.

* Offsetfehler

* Übertragungsfaktorfehler

* Linearitätsfehler

* Hysteresefehler

Es werden Korrekturmaßnahmen beschrieben und deren mathematische Modelle aufgestellt, sowie die Vorteile und Grenzen aufgezeigt. Eine Bewertung der Verfahren ist dargestellt. Diese Bewertung und zusätzliche Angaben geben dem Anwender Anhaltspunkte für die Auswahl des geeigneten Verfahrens. Untersuchte Verfahren sind:

* Tabellarische Abspeicherung

* Polygonzug Approximation

* Polynom Approximation

* Spline Interpolation

Es wird gezeigt, wie die vom Primärsensor verursachten systematischen Fehler in einer Primärelektronik kompensiert werden können. Hierzu sind verschiedene Methoden und Schaltungen dargestellt. Es werden passive Kompensationen durch Thermistoren, sowie aktive mit Differenzverstärkerstufen untersucht. Die Möglichkeiten dieser Schaltungen sind beschrieben und die Schwächen aufgezeigt.

Zur Untersuchung der Eigenschaften eines integrierten Bausteins (ASIC zur Signalverarbeitung) ist ein Druckmeßgerät aufgebaut worden. Der integrierte Baustein ermöglicht einen Signalabgleich und die Temperaturkompensation eines Primärsensors. Der Aufbau und die verwendeten Teile sind beschrieben. An diesem Aufbau sind die aus der Untersuchung erhaltenen Erkenntnisse überprüft.

Item Type: Seminar paper (Midterm)
Erschienen: 1998
Creators: Paeger, Bruno
Title: Kalibrierungsstrategien für Sensorsysteme zur Druckmessung
Language: German
Abstract:

Zusammenfassung:

Zur Beurteilung eines Primärsensors lassen sich viele seiner Eigenschaften heranziehen. So kann man über die Zuverlässigkeit (z.B. Ausfallrate) oder Wirtschaftlichkeit (z.B. Herstellungskosten, Auswertungsaufwand) einen Primärsensor charakterisieren, doch dies ist eher für den Benutzer eines Meßgerätes von Interesse. Wichtiger für den Anwender, der das Sensorelement in seinen Applikationen einsetzt, sind die Übertragungseigenschaften eines Primärsensors. Wirtschaftlichkeit und Zuverlässigkeit müssen auch beachtet werden, spielen aber für die Auswertungs- und Verarbeitungselektronik nur eine untergeordnete Rolle.

Diese Arbeit informiert über Möglichkeiten, Sensoreigenschaften auf schaltungstechnischem Weg zu beeinflussen. Hierzu befaßt sie sich mit den systematischen Einflüssen bei der Druckmessung.

Einzelne Effekte werden voneinander abgegrenzt und beschrieben.

* Offsetfehler

* Übertragungsfaktorfehler

* Linearitätsfehler

* Hysteresefehler

Es werden Korrekturmaßnahmen beschrieben und deren mathematische Modelle aufgestellt, sowie die Vorteile und Grenzen aufgezeigt. Eine Bewertung der Verfahren ist dargestellt. Diese Bewertung und zusätzliche Angaben geben dem Anwender Anhaltspunkte für die Auswahl des geeigneten Verfahrens. Untersuchte Verfahren sind:

* Tabellarische Abspeicherung

* Polygonzug Approximation

* Polynom Approximation

* Spline Interpolation

Es wird gezeigt, wie die vom Primärsensor verursachten systematischen Fehler in einer Primärelektronik kompensiert werden können. Hierzu sind verschiedene Methoden und Schaltungen dargestellt. Es werden passive Kompensationen durch Thermistoren, sowie aktive mit Differenzverstärkerstufen untersucht. Die Möglichkeiten dieser Schaltungen sind beschrieben und die Schwächen aufgezeigt.

Zur Untersuchung der Eigenschaften eines integrierten Bausteins (ASIC zur Signalverarbeitung) ist ein Druckmeßgerät aufgebaut worden. Der integrierte Baustein ermöglicht einen Signalabgleich und die Temperaturkompensation eines Primärsensors. Der Aufbau und die verwendeten Teile sind beschrieben. An diesem Aufbau sind die aus der Untersuchung erhaltenen Erkenntnisse überprüft.

Uncontrolled Keywords: Elektromechanische Konstruktionen, Mikro- und Feinwerktechnik, Drucksensoren Piezoresistiv, Fehlerübertragungsmodel, Instrumentenverstärker diskret, Kennlinienapproximation, Sensorfehlerkompensation, Temperaturkompensation
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: 12 Sep 2011 14:35
Additional Information:

EMK-spezifische Daten:

Lagerort Dokument: Archiv EMK, Kontakt über Sekretariate,

Bibliotheks-Sigel: 17/24 EMKS 1384

Art der Arbeit: Studienarbeit

Beginn Datum: 05-05-1997

Ende Datum: 21-02-1998

Querverweis: keiner

Studiengang: Elektrotechnik (ET)

Vertiefungsrichtung: Elektromechanische Konstruktionen (Dipl.)

Abschluss: Diplom (EMK)

Identification Number: 17/24 EMKS 1384
Referees: Kuhn, Dipl.-Ing. Sven and Werthschützky, Prof. Dr.- Roland
Related URLs:
Export:

Optionen (nur für Redakteure)

View Item View Item