Fehlerkorrekturalgorithmen für resistive Sensoren

Aufbauend auf den Ergebnissen der verschiedenen Arbeiten zu mechanisch-elektrischen Wandlern (Verformungskörpern) werden in dieser Arbeit allgemein das Auswerteverfahren und die Optimierung sowohl piezoresistiver Widerstände als auch von Dehnungsmessstreifen betrachtet. Im Fokus der Arbeit steht die analytische Modellierung des elektrischen und thermischen Verhaltens, statisch wie dynamisch, sowie das Signal-Rausch-Verhältnis. Ziel ist es, parametrisierbare Modelle für die Sensoren abzuleiten, deren Implementierung in einer geeigneten Sensorelektronik eine sehr genaue Fehlerkompensation sowie kurze Kalibrierzeiten ermöglicht.

Gleichzeitig wird untersucht, inwiefern eine gepulste Auswertung der Widerstände Langzeitstabilität bei gleichzeitiger Energieeinsparung ermöglicht und welche Randbedingungen dabei zu beachten sind.

Ein weiterer Schwerpunkt ist die Auswertung kleinster mehrdimensionaler Kraftsensoren, bei denen aufgrund des geringen Bauraumes nur wenige Messwiderstände vorhanden sind und diese Querempfindlichkeiten in alle Raumrichtungen aufweisen. Durch eine exakte Modellierung des zugrundeliegenden mechanisch-elektrischen Wandlers ist eine weitgehende Kompensation der Querempfindlichkeiten und die Trennung der Raumrichtungen möglich.

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Technische Universität Darmstadt

Institute of Electromechanical Design

Measurement and sensor technology

Dipl.-Ing. Jan Lotichius

S3/06 141
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64283 Darmstadt

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