Lühn, Alexander (1999)
Marktanalyse und Bewertung zu Methoden der Widerstandsmessung bei piezoresitiven Drucksensoren.
Technische Universität Darmstadt
Studienarbeit, Bibliographie
Kurzbeschreibung (Abstract)
Zusammenfassung:
In dieser Studienarbeit geht es darum, einen Überblick über die Fülle von verschiedenen Methoden zur Bestimmung des Widerstands, bzw. der Änderung des Widerstands bei piezoresistiven Drucksensoren zu geben.
Bei piezoresistiven Drucksensoren wird eine Druckänderung in eine Widerstandsänderung gewandelt.
Problematisch bei Messung der Widerstandsänderung ist, daß nicht nur die rein druckbedingte Widerstandsänderung erfaßt wird, sondern auch Widerstandsänderungen aufgrund von Temperatureinflüssen und Feuchte, Leitungswiderstände, Widerstände von Meßgeräten etc. Um diese Fehlerquellen zu eliminieren, gibt es eine Vielzahl von Schaltungsvarianten, die aber nicht alle Fehler gleich gut unterdrücken, bzw. neue produzieren.
Die am häufigsten verbreitete Methode zur Erfassung der Widerstandsänderung ΔR ist die Verwendung einer Wheatstone-Vollbrücke, die mit konstantem Strom oder Spannung gespeist wird. Ausgangssignal ist eine Brückendiagonalspannung Ua, welche mit einem Differenzverstärker verstärkt wird.
Die Wheatstone-Brücke besitzt einige hervorragende Eigenschaften (z.B. temperaturbedingte Widerstandsänderungen werden unterdrückt), jedoch auch einige Nachteile (z.B. aufwendige Sensorelektronik), worin diese Studienarbeit begründet liegt.
Nach ausführlicher Literaturrecherche sind viele Meßmethoden gefunden und in ihrer Funktionsweise beschrieben worden. Es wurde herausgestellt, welche prinzipiellen Vor- und Nachteile mit diesem Meßverfahren bestehen. Auf der Grundlage dieser Methoden ist dann überlegt worden, ob daraus neue Verfahren abgeleitet werden können.
Als Alternative zur Brückenschaltung haben sich drei vielversprechende Anordnungen hervorgetan, die ähnlich positive Eigenschaften wie eine Brücke haben, aber einfacher aufgebaut sind und einige andere Vorteile bieten. Zu nennen sind hier die automatische Eliminierung von Verstärker-Offsetspannungen, Verwendung von Low-Cost-Bauteilen, automatische Nullpunktkorrektur und ein digitalisiertes Ausgangssignal.
| Typ des Eintrags: | Studienarbeit |
|---|---|
| Erschienen: | 1999 |
| Autor(en): | Lühn, Alexander |
| Art des Eintrags: | Bibliographie |
| Titel: | Marktanalyse und Bewertung zu Methoden der Widerstandsmessung bei piezoresitiven Drucksensoren |
| Sprache: | Deutsch |
| Referenten: | Zahout-Heil, Dipl.-Ing. Carsten ; Werthschützky, Prof. Dr.- Roland |
| Publikationsjahr: | 19 August 1999 |
| Zugehörige Links: | |
| Kurzbeschreibung (Abstract): | Zusammenfassung: In dieser Studienarbeit geht es darum, einen Überblick über die Fülle von verschiedenen Methoden zur Bestimmung des Widerstands, bzw. der Änderung des Widerstands bei piezoresistiven Drucksensoren zu geben. Bei piezoresistiven Drucksensoren wird eine Druckänderung in eine Widerstandsänderung gewandelt. Problematisch bei Messung der Widerstandsänderung ist, daß nicht nur die rein druckbedingte Widerstandsänderung erfaßt wird, sondern auch Widerstandsänderungen aufgrund von Temperatureinflüssen und Feuchte, Leitungswiderstände, Widerstände von Meßgeräten etc. Um diese Fehlerquellen zu eliminieren, gibt es eine Vielzahl von Schaltungsvarianten, die aber nicht alle Fehler gleich gut unterdrücken, bzw. neue produzieren. Die am häufigsten verbreitete Methode zur Erfassung der Widerstandsänderung ΔR ist die Verwendung einer Wheatstone-Vollbrücke, die mit konstantem Strom oder Spannung gespeist wird. Ausgangssignal ist eine Brückendiagonalspannung Ua, welche mit einem Differenzverstärker verstärkt wird. Die Wheatstone-Brücke besitzt einige hervorragende Eigenschaften (z.B. temperaturbedingte Widerstandsänderungen werden unterdrückt), jedoch auch einige Nachteile (z.B. aufwendige Sensorelektronik), worin diese Studienarbeit begründet liegt. Nach ausführlicher Literaturrecherche sind viele Meßmethoden gefunden und in ihrer Funktionsweise beschrieben worden. Es wurde herausgestellt, welche prinzipiellen Vor- und Nachteile mit diesem Meßverfahren bestehen. Auf der Grundlage dieser Methoden ist dann überlegt worden, ob daraus neue Verfahren abgeleitet werden können. Als Alternative zur Brückenschaltung haben sich drei vielversprechende Anordnungen hervorgetan, die ähnlich positive Eigenschaften wie eine Brücke haben, aber einfacher aufgebaut sind und einige andere Vorteile bieten. Zu nennen sind hier die automatische Eliminierung von Verstärker-Offsetspannungen, Verwendung von Low-Cost-Bauteilen, automatische Nullpunktkorrektur und ein digitalisiertes Ausgangssignal. |
| Freie Schlagworte: | Elektromechanische Konstruktionen, Mikro- und Feinwerktechnik, Auswertung piezoresistiver Drucksensoren, Drucksensoren piezoresistiv, Spannungs-Frequenz-Wandlung, Wheatstonebrücke, Widerstandsmessung |
| ID-Nummer: | 17/24 EMKS 1443 |
| Zusätzliche Informationen: | EMK-spezifische Daten: Lagerort Dokument: Archiv EMK, Kontakt über Sekretariate, Bibliotheks-Sigel: 17/24 EMKS 1443 Art der Arbeit: Studienarbeit Beginn Datum: 09-11-1998 Ende Datum: 03-08-1999 Querverweis: keiner Studiengang: Elektrotechnik (ET) Vertiefungsrichtung: Elektromechanische Konstruktionen (EMK) Abschluss: Diplom (EMK) |
| Fachbereich(e)/-gebiet(e): | 18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik 18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik > Institut für Elektromechanische Konstruktionen (aufgelöst 18.12.2018) 18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik > Mess- und Sensortechnik |
| Hinterlegungsdatum: | 09 Sep 2011 14:22 |
| Letzte Änderung: | 05 Mär 2013 09:53 |
| PPN: | |
| Referenten: | Zahout-Heil, Dipl.-Ing. Carsten ; Werthschützky, Prof. Dr.- Roland |
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