Teil2 - Institut für Allgemeine Elektrotechnik, Uni Rostock
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Drucksensoren<br />
1 at = 980,7 mbar technische Atmosphäre<br />
1 atm = 1013,3 mbar physikalische Atmosphäre<br />
1 at = 0 atü atmosphärischer Überdruck<br />
Vorlesung Sensorsysteme <strong>für</strong> allgemeine Anwendungen<br />
Rainer Jaskulke
Vorlesung Sensorsysteme <strong>für</strong> allgemeine Anwendungen<br />
Rainer Jaskulke
p [Pa] = F [N] / A [m²] - p ist ein Skalar !<br />
- Einbaulage eines Sensors spielt keine Rolle !<br />
Hydraulische Presse:<br />
F1/F2 = A1/A2<br />
Durchflußmessung:<br />
Q = k d² √ Δp/ρ<br />
Vorlesung Sensorsysteme <strong>für</strong> allgemeine Anwendungen<br />
Rainer Jaskulke
Werte:<br />
in bar<br />
• Geräusche (80dB) = 0,000001<br />
• Blutdruck (Arterie) = 0,132<br />
• Luftdruck = 1<br />
• Pneumatik = 6<br />
• Hydraulik = 30 – 400<br />
• Wasserdruck (1km) = 100<br />
• Dampfmaschine = 200<br />
• Hochdruckpressen ca. = 50000<br />
• Sensoren ab = 0,0000001<br />
Kohlenstoff – Diamant<br />
Membransensoren<br />
Bourdon-Rohr<br />
Biegebalken<br />
DMS auf Membran<br />
Vorlesung Sensorsysteme <strong>für</strong> allgemeine Anwendungen<br />
Rainer Jaskulke
Brückenschaltung<br />
Widerstandsrosette<br />
Vorlesung Sensorsysteme <strong>für</strong> allgemeine Anwendungen<br />
Rainer Jaskulke
Instrumentenverstärker<br />
-U 1<br />
+ iR 1<br />
+ U 2<br />
= 0<br />
e 1<br />
–e 2<br />
–iR 3<br />
–iR 1<br />
–iR 2<br />
= 0<br />
U a<br />
= (R 5<br />
/R 4<br />
) (e 2<br />
–e 1<br />
)<br />
U a<br />
= (R 5<br />
/R 4<br />
) (1 + R 2<br />
/R 1<br />
+ R 3<br />
/R 1<br />
) (U 2<br />
–U 1<br />
)<br />
Druckmessung mit vereinfachter Schaltung<br />
Vorlesung Sensorsysteme <strong>für</strong> allgemeine Anwendungen<br />
Rainer Jaskulke
Absolutdrucksensor<br />
Differenzdrucksensor<br />
Temperaturkompensation:<br />
Vorlesung Sensorsysteme <strong>für</strong> allgemeine Anwendungen<br />
Rainer Jaskulke
Messung der Auslenkung mit Differentialdrossel<br />
Induktiver Differenzdrucksensor<br />
Kapazitiver Drucksensor<br />
Vorlesung Sensorsysteme <strong>für</strong> allgemeine Anwendungen<br />
Rainer Jaskulke<br />
C = A ε / d, d = do – f mit f = 0,17 p R 4 / E h 3<br />
do – Elektrodenabstand bei unbelasteter Scheibe
Faradaykäfig-Sensor<br />
Vorlesung Sensorsysteme <strong>für</strong> allgemeine Anwendungen<br />
Rainer Jaskulke<br />
Schaltung von PasCal Sensoren
Piezoelektrische Sensoren<br />
Piezoeffekt a) longitudinal; b) transversal<br />
Sensor mit Leitungskapazität und Verstärker<br />
ΔU = ΔQ/(C + Ck + Ce)<br />
. . . integriertem Spannungsfolger<br />
Vorlesung Sensorsysteme <strong>für</strong> allgemeine Anwendungen<br />
Rainer Jaskulke
Vorlesung Sensorsysteme <strong>für</strong> allgemeine Anwendungen<br />
Rainer Jaskulke<br />
DIGIQUARZ - Druckaufnehmer
Polyesterfilmsensoren<br />
The standard sensor consists of two thin, flexible polyester sheets which have electrically conductive<br />
electrodes deposited in varying patterns. In a simplified example below, the inside surface of one sheet<br />
forms a row pattern while the inner surface of the other employs a column pattern. The spacing between<br />
the rows and columns varies according to sensor application and can be as small as ~0.5 mm.<br />
Before assembly, a patented, thin semi-conductive coating (ink) is applied as an intermediate<br />
layer between the electrical contacts (rows and columns). This ink, unique to Tekscan sensors,<br />
provides the electrical resistance change at each of the intersecting points.<br />
Vorlesung Sensorsysteme <strong>für</strong> allgemeine Anwendungen<br />
Rainer Jaskulke
Sensorfläche bis zu 1600 cm² und<br />
100000 Einzelsensoren<br />
Schema der Systemelektronik<br />
Vorlesung Sensorsysteme <strong>für</strong> allgemeine Anwendungen<br />
Rainer Jaskulke
2-D Graphical Representation of Occlusal Analysis<br />
Weitere Anwendungen:<br />
• Fuß-, Sitz-, Dichtungs- und Walzendruck<br />
• Druck in Rollstühlen und Klinikbetten<br />
• Handdruck eines Roboters<br />
Light Truck<br />
Commercial Truck<br />
Passenger Car<br />
Vorlesung Sensorsysteme <strong>für</strong> allgemeine Anwendungen<br />
Rainer Jaskulke
Druckmessung in der Medizin<br />
piezoresistiv<br />
Blutdruckmessung<br />
kapazitiv<br />
Sphygmograph<br />
Vorlesung Sensorsysteme <strong>für</strong> allgemeine Anwendungen<br />
Rainer Jaskulke<br />
induktiv<br />
Impressions-Tonometer
Implantiertes Druckmesssystem<br />
1. Telemetry chip<br />
2. Flexible wire<br />
3. Peripherial arteria<br />
4. Body compartment<br />
5. Pressure sensor<br />
Vorlesung Sensorsysteme <strong>für</strong> allgemeine Anwendungen<br />
Rainer Jaskulke
Optischer Drucksensor in der endoskopischen Chirurgie<br />
ableitender Gallengang<br />
Vorlesung Sensorsysteme <strong>für</strong> allgemeine Anwendungen<br />
Rainer Jaskulke<br />
Großer Stein im Ureter
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