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Bestimmung des Einflusses der geometrischen Entwurfsparameter und der Temperaturen auf die Entwurfskennwerte von Si-Druckmeßplatten

Socec, Ioan Alexandru (2001)
Bestimmung des Einflusses der geometrischen Entwurfsparameter und der Temperaturen auf die Entwurfskennwerte von Si-Druckmeßplatten.
Technische Universität Darmstadt
Studienarbeit, Bibliographie

Kurzbeschreibung (Abstract)

Zusammenfassung:

Im Rahmen dieser Studienarbeit wird der Einfluß der geometrischen Abmessungen piezoresistiver Silizium Druckmeßelemente, der Druckbelastung und der Temperaturbelastung auf die Hauptentwurfskenngrößen piezoresistiver Drucksensoren, wie z. B. den Übertragungsfaktor, den Linearitätsfehler und den systematischen Temperaturfehlern untersucht. Der Schwerpunkt dieser Aufgabe liegt in der Ermittlung der als Folge des Druckes und der Temperatur entstehenden mechanischen Spannungen in der Druckmeßplatte.

Durch Anwendung analytischer Ansätze aus der Plattentheorie, können aus dem Verlauf der Durchbiegungsfunktion der Druckmeßplatte w(x) die mechanischen Spannungen σx und σy in der Druckmeßplatte berechnet werden.

In dieser Arbeit wurde die Plattendurchbiegung w bei Variation der Druckmeßplattendicke (h), der Druckbelastung (p) und der Temperaturbelastung (T), durch Finite Elemente Simulationen ermittelt. Hierzu wurde das FEM-Simulationsprogramm ANSYS eingesetzt. Anschließend wurde aus den Simulationsergebnissen eine analytische Funktion für die Durchbiegung der Druckmeßplatte w = f(x,h,p,T), in Abhängigkeit von der Plattendicke (h), der Druckbelastung (p) und der Temperaturbelastung (T) bestimmt.

Zur Ermittlung der Durchbiegungsfunktion aus den Simulationsergebnissen wurde das Verfahren der Regression ausgewählt und angewendet. Dadurch wurde eine sehr genaue Approximation der Simulationsergebnisse erzielt. Die Abweichung der durch Regression ermittelten Durchbiegungsfunktion von den Simulationsergebnissen liegt unter 1%. Abschließend wurden die mechanischen Spannungen mit Hilfe der Plattentheorie aus dem Verlauf der Durchbiegungsfunktion berechnet und mit den Simulationsergebnissen für die mechanischen Spannungen verglichen. Dabei wurden große Abweichungen festgestellt.

Typ des Eintrags: Studienarbeit
Erschienen: 2001
Autor(en): Socec, Ioan Alexandru
Art des Eintrags: Bibliographie
Titel: Bestimmung des Einflusses der geometrischen Entwurfsparameter und der Temperaturen auf die Entwurfskennwerte von Si-Druckmeßplatten
Sprache: Deutsch
Referenten: Stavroulis, Dipl.-Ing. Stefanos ; Werthschützky, Prof. Dr.- Roland
Publikationsjahr: 30 Juli 2001
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Kurzbeschreibung (Abstract):

Zusammenfassung:

Im Rahmen dieser Studienarbeit wird der Einfluß der geometrischen Abmessungen piezoresistiver Silizium Druckmeßelemente, der Druckbelastung und der Temperaturbelastung auf die Hauptentwurfskenngrößen piezoresistiver Drucksensoren, wie z. B. den Übertragungsfaktor, den Linearitätsfehler und den systematischen Temperaturfehlern untersucht. Der Schwerpunkt dieser Aufgabe liegt in der Ermittlung der als Folge des Druckes und der Temperatur entstehenden mechanischen Spannungen in der Druckmeßplatte.

Durch Anwendung analytischer Ansätze aus der Plattentheorie, können aus dem Verlauf der Durchbiegungsfunktion der Druckmeßplatte w(x) die mechanischen Spannungen σx und σy in der Druckmeßplatte berechnet werden.

In dieser Arbeit wurde die Plattendurchbiegung w bei Variation der Druckmeßplattendicke (h), der Druckbelastung (p) und der Temperaturbelastung (T), durch Finite Elemente Simulationen ermittelt. Hierzu wurde das FEM-Simulationsprogramm ANSYS eingesetzt. Anschließend wurde aus den Simulationsergebnissen eine analytische Funktion für die Durchbiegung der Druckmeßplatte w = f(x,h,p,T), in Abhängigkeit von der Plattendicke (h), der Druckbelastung (p) und der Temperaturbelastung (T) bestimmt.

Zur Ermittlung der Durchbiegungsfunktion aus den Simulationsergebnissen wurde das Verfahren der Regression ausgewählt und angewendet. Dadurch wurde eine sehr genaue Approximation der Simulationsergebnisse erzielt. Die Abweichung der durch Regression ermittelten Durchbiegungsfunktion von den Simulationsergebnissen liegt unter 1%. Abschließend wurden die mechanischen Spannungen mit Hilfe der Plattentheorie aus dem Verlauf der Durchbiegungsfunktion berechnet und mit den Simulationsergebnissen für die mechanischen Spannungen verglichen. Dabei wurden große Abweichungen festgestellt.

Freie Schlagworte: Elektromechanische Konstruktionen, Mikro- und Feinwerktechnik, Drucksensoren Piezoresistiv, Entwurfskenngrößen Drucksensor, Entwurfsparameter Drucksensor, Finite Elemente Programm ANSYS, Kurvenanpassung, Regressionsanalyse, Spannung mechanische
ID-Nummer: 17/24 EMKS 1482
Zusätzliche Informationen:

EMK-spezifische Daten:

Lagerort Dokument: Archiv EMK, Kontakt über Sekretariate,

Bibliotheks-Sigel: 17/24 EMKS 1482

Art der Arbeit: Studienarbeit

Beginn Datum: 13-11-2000

Ende Datum: 30-07-2001

Querverweis: keiner

Studiengang: Wirtschaftsingenieur Elektrotechnik (WI-ET)

Vertiefungsrichtung: Mikro- und Feinwerktechnik (MFT)

Abschluss: Diplom (WiET)

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: 07 Sep 2011 16:56
Letzte Änderung: 05 Mär 2013 09:53
PPN:
Referenten: Stavroulis, Dipl.-Ing. Stefanos ; Werthschützky, Prof. Dr.- Roland
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