Page 164 - HTW_25_Jahre_Forschung

Eigenschaft Wert Bemerkung

Schichtdicke 0,1 - 0,3 µm auf 50µm Polyimid-Folie
Flächenwiderstand ~100 Ω/sqr
DMS-Widerstand 500 Ω … 50 k Ω
DMS-Größe wenige mm bis viele cm 2
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DMS-Art Einzel-DMS, Halb- und Vollbrücke
k-Faktor 10 ± 1 höher möglich, dann jedoch andere Eigenschaften
k-Faktor traversal ~½ k
Fehler < 0,1% Linearität, Hysterese, Kriechen
TKR < ± 10 ppm/K auf Werkstoff einstellbar
TK0 < ± 0,2%/10K in Brückenschaltung
TKC ~+ 0,2%/10K auf Edelstahl
T-Bereich ~-20°C … + 100°C geklebte Folien-DMS
R-Drift < 1 ppm/h @ 85°C
Kontaktierung löten, crimpen bei Folien-DMS

Tabelle 1: Vorläufige Spezifikationen von Folien-DMS mit einem k-Faktor von 10

Die DMS sind mit einer kostengünstig aufzu- grund des hohen spezifischen Widerstandes und
bringenden Schutzschicht und mit lötbaren der sehr dünnen Schichtstärke können auch sehr
Kontakten ausgestattet. Nach der Vereinzelung kleine DMS bereits hohe Widerstände aufweisen.
erfolgt die Applikation auf Sensorkörpern und die Außerdem erlaubt die Strukturierung per Laser
vollständige Charakterisierung der Eigenschaf- eine sehr flexible und angepasste DMS-Gestal-
ten. Zunächst wird eine langzeitstabile DMS- tung.
Variante mit einem k-Faktor von etwa 10 zur Reife
gebracht, die vorläufigen Spezifikationen sind in Eine neuartige Lösung mit hohem wirtschaftli-
Tabelle 1 zusammengestellt. chen Potential zeigt das folgende Beispiel aus der
Drucksensorik. Ein Membran-Drucksensorele-
Anwendungen für hochempfindliche Sensorfolien ment (Abb. 4) wird aus dem keramischen Werk-
lassen sich auch im Bereich der Medizintechnik, stoff ZrO gestaltet und mit einer hochempfindli-
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etwa zur Blutdruckmessung und Pulswellenana- chen Sensorschicht versehen. Die Strukturierung
lyse, sowie in der Lifestyle-Sensorik identifizie- zur Brückenschaltung erfolgt per Laser durch das
ren. Abbildung 3 zeigt ein Versuchsarmband zur Einschreiben eines patentierten Musters (siehe
Pulswellenanalyse, mit dem registrierten, zeitlich Abb. 4) in die Schicht. Anschließend wird das
aufgelösten Messergebnis einer Pulswelle. keramische Element mit einem Grundkörper aus
Stahl verbunden. Bondkontakte können direkt
Automotive Applikationen z. B. zur Beurteilung ohne weitere Kontaktschichten sicher auf der
mechanischer Ereignisse und kraftabhängiger Sensorschicht aufgebracht werden. Verglichen
Zustände stellen weitere Nutzungsmöglichkeiten mit Stahlmembran-Drucksensoren sind viele auf-
dar. Auch auf Gläsern und auf Stahlelementen wändige Prozessschritte obsolet. So werden kei-
haben sich die Schichten bereits bewährt. Auf- ne Isolier- und Kontaktschichten benötigt und es

Abb. 3: Versuchsmuster eines Armbandes mit 3 Testsensoren Abb. 4: Stationen eines Keramik-Drucksensors mit einer
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zur Messung von Pulswellen und Blutdruck. hochempfindlichen Sensorschicht.
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