Winterstein, Thomas (2008)
Entwicklung einer Zustandserkennung für taktile Displays.
Technische Universität Darmstadt
Studienarbeit, Bibliographie
Kurzbeschreibung (Abstract)
Zusammenfassung:
Thema dieser Arbeit ist der Aufbau einer Zustandserkennung für taktile Displays.
Dielektrische Elastomeraktoren werden in Matrixanordnung unter einer elastischen Oberfläche angeordnet. Durch Anregung der Aktoren mit einer Spannung bis zu 1 kV kann eine variable Oberflächenverformung erzeugt werden. Ein Nutzer tastet die Oberfläche taktil ab. Durch Nutzereinwirkung und Aktoranregung wird ein mechanischer Druck auf die Oberfläche des Displays aufgebracht, der als Kapazitätsänderung an den Elektroden der Aktoren gemessen werden kann. Tabelle I stellt die im Rahmen dieser Arbeit entwickelten Grenzwerte der einwirkenden Drücke und die daraus folgenden Anforderungen an das Messsystem dar. Die zugehörige Grundkapazität beträgt 760 pF.
Tabelle I: Druckeinwirkungen auf das Display und zu messende Kapazitäten
...........................PAktor[kPa]......PFinger[kPa]......PGe[kPa]......C[pF]
Minimaler Betrag:......00,00.............2,300..................2,300...........767,140
Maximaler Betrag: ....26,00...........17,400.................43,400..........908,960
Minimale Auflösung:........-..............0,078..................0,078...........0,300
Maximale Auflösung:.........-.............0,388.................0,388...........1,140
Ein Messsystem nach dem Verfahren der „Impedanzmessung mit Trägerfrequenz“ wird entwickelt und sowohl mittels Testkapazitäten, als auch eines Elastomeraktors charakterisiert. Die statische Kennlinie U(C) eines Testaktors wird im Folgenden beschrieben. Der Kapazitätsbereich liegt zwischen 760 pF und 1090 pF. Man mißt eine ansteignde Spannungsänderung von 26 mV bei einem Spannungsoffset von 28 mV.
Die Übertragungsfaktoren des Messsystems, die Linearitätsfehler und Messunsicherheiten für beide Messungen sind in Tabelle II dargestellt.
Tabelle II: Kenndaten des Messsystems mit Testkapazitäten und Aktor
.......................B[mV/pF]......FLin[%]......U(ΔC)[pF]
Testkapazität:...0,924..............2,730.............-
Aktor:...............0,079..............9,580........±66,460
Ein Grund für die hohe Messunsicherheit wird im Zuleitungswiderstand des Aktors gefunden. In Folge nicht reproduzierbarer Widerstandsänderungen ergibt sich eine Messunsicherheit U(ΔR) = ± 12,7 pF.
| Typ des Eintrags: | Studienarbeit |
|---|---|
| Erschienen: | 2008 |
| Autor(en): | Winterstein, Thomas |
| Art des Eintrags: | Bibliographie |
| Titel: | Entwicklung einer Zustandserkennung für taktile Displays |
| Sprache: | Deutsch |
| Referenten: | Matysek, Dipl.-Ing. Marc ; Schlaak, Prof. Dr.- Helmut Friedrich |
| Publikationsjahr: | 30 Juli 2008 |
| Zugehörige Links: | |
| Kurzbeschreibung (Abstract): | Zusammenfassung: Thema dieser Arbeit ist der Aufbau einer Zustandserkennung für taktile Displays. Dielektrische Elastomeraktoren werden in Matrixanordnung unter einer elastischen Oberfläche angeordnet. Durch Anregung der Aktoren mit einer Spannung bis zu 1 kV kann eine variable Oberflächenverformung erzeugt werden. Ein Nutzer tastet die Oberfläche taktil ab. Durch Nutzereinwirkung und Aktoranregung wird ein mechanischer Druck auf die Oberfläche des Displays aufgebracht, der als Kapazitätsänderung an den Elektroden der Aktoren gemessen werden kann. Tabelle I stellt die im Rahmen dieser Arbeit entwickelten Grenzwerte der einwirkenden Drücke und die daraus folgenden Anforderungen an das Messsystem dar. Die zugehörige Grundkapazität beträgt 760 pF. Tabelle I: Druckeinwirkungen auf das Display und zu messende Kapazitäten ...........................PAktor[kPa]......PFinger[kPa]......PGe[kPa]......C[pF] Minimaler Betrag:......00,00.............2,300..................2,300...........767,140 Maximaler Betrag: ....26,00...........17,400.................43,400..........908,960 Minimale Auflösung:........-..............0,078..................0,078...........0,300 Maximale Auflösung:.........-.............0,388.................0,388...........1,140 Ein Messsystem nach dem Verfahren der „Impedanzmessung mit Trägerfrequenz“ wird entwickelt und sowohl mittels Testkapazitäten, als auch eines Elastomeraktors charakterisiert. Die statische Kennlinie U(C) eines Testaktors wird im Folgenden beschrieben. Der Kapazitätsbereich liegt zwischen 760 pF und 1090 pF. Man mißt eine ansteignde Spannungsänderung von 26 mV bei einem Spannungsoffset von 28 mV. Die Übertragungsfaktoren des Messsystems, die Linearitätsfehler und Messunsicherheiten für beide Messungen sind in Tabelle II dargestellt. Tabelle II: Kenndaten des Messsystems mit Testkapazitäten und Aktor .......................B[mV/pF]......FLin[%]......U(ΔC)[pF] Testkapazität:...0,924..............2,730.............- Aktor:...............0,079..............9,580........±66,460 Ein Grund für die hohe Messunsicherheit wird im Zuleitungswiderstand des Aktors gefunden. In Folge nicht reproduzierbarer Widerstandsänderungen ergibt sich eine Messunsicherheit U(ΔR) = ± 12,7 pF. |
| Freie Schlagworte: | Elektromechanische Konstruktionen, Mikro- und Feinwerktechnik, Druckmessung kapazitiv, Elastomersensor dielektrisch kapazitiv, Haptisches Display, Hochspannungsfestigkeit, Impedanzmessung |
| ID-Nummer: | 17/24 EMKS 1685 |
| Zusätzliche Informationen: | EMK-spezifische Daten: Lagerort Dokument: Archiv EMK, Kontakt über Sekretariate, Bibliotheks-Sigel: 17/24 EMKS 1685 Art der Arbeit: Studienarbeit Beginn Datum: 07-04-2008 Ende Datum: 30-07-2008 Querverweis: 17/24 EMKD 1647, 7/24 EMKDIS52, 7/24 EMKDIS49 Studiengang: Elektrotechnik und Informationstechnik (ETiT) Vertiefungsrichtung: Mikro- und Feinwerktechnik (MFT) Abschluss: Diplom (MFT) |
| 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 > Mikrotechnik und Elektromechanische Systeme |
| Hinterlegungsdatum: | 05 Sep 2011 13:59 |
| Letzte Änderung: | 05 Mär 2013 09:53 |
| PPN: | |
| Referenten: | Matysek, Dipl.-Ing. Marc ; Schlaak, Prof. Dr.- Helmut Friedrich |
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