Druckmesstechnik

Piezoresistive Silizium-Sensoren

Date & Time
20.11.2024
09:00–17:00 h
Place
CiS Forschungsinstitut für Mikrosensorik GmbH
Erfurt
Regular price
€ 560,00 zzgl. MwSt.
Special price
€ 460,00 zzgl. MwSt.
Wissenschaftliche Leitung
Prof. Dr. Roland Werthschützky, Fachgebiet Sensor- und Messtechnik, Institut für Elektromechanische Konstruktionen, Technische Universität Darmstadt
Organizers
AMA Verband für Sensorik und Messtechnik e.V. - AMA Weiterbildung

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Für wen?

Vertriebsingenieure, Technische Einkäufer und Entwickler von/für Sensoren für mechanische Größen, Dozenten und Anwender aus dem Hochschulbereich, die ihre Kenntnisse vertiefen wollen, Hersteller und Anwender von Sensorelementen und Messsystemen für mechanische Messgrößen.

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Die Seminar-Inhalte:

Teil 1 Grundlagen

Begrüßung und Einführung

  • Zielsetzung des Seminars
  • Anwendungsgebiete und physikalische Messprinzipien der Druckmessung
  • Historischer Abriss der piezoresistiven Drucksensorik

 

Entwurfsgrundlagen für piezoresistive Drucksensoren

  • Phänomenologische Beschreibung des piezoresistiven Effekts
  • Anordnungen der Messwiderstände auf der Silizium-Druckmessplatte
  • Stellschrauben des Sensorentwurfs

 

Technologien der Sensorfertigung

  • Herstellung der Messwiderstände durch Planarprozesse
  • Formgebung der Verformungskörpers durch Ätzen
  • Verbindungstechniken Chip-Substrat
  • Montagetechniken und Packaging

 

Signalverarbeitung durch hochauflösende Sensorelektronik

  • Brückenschaltungen und Fehlerquellen
  • Rauscharme Messverstärker

 

Teil 2 Anwendungen

Piezoresistive Mikrosensoren für die Medizintechnik

  • Mikrokraft- und Drucksensoren
  • Sensorsysteme

 

Industrielle piezoresistive Drucksensoren

  • Automotive und Consumer
  • Prozessmesstechnik

 

Ausblick und zukünftige Anwendungen

  • Piezoresistive Dehnmesselemente
  • Piezoresistiver Feuchte- und pH-Wertsensor

 

Fazit

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Was lernen Sie?

Durch das Seminar soll Ihnen die Vorzugsstellung der piezoresistiven Sensorik bei elektromechanischen Sensoren vermittelt werden. Sie erhalten einen Überblick zu den Entwurfsgrundlagen der piezoresistiven Sensorik, zu den wichtigsten Fertigungstechnologien und der typischen Sensorelektronik.

 

Worum geht es?

Druckmesstechnik mit piezoresistiven Silizium-Sensoren

Der piezoresistive Effekt in dotiertem Silizium erlangt in der elektromechanischen Messtechnik eine immer stärkere Bedeutung. Ausgehend von den Grundlagen des piezoresistiven Effektes steht zunächst dessen Anwendung bei Drucksensoren im ersten Teil des Seminars im Fokus. Die ersten Anwendungen erfolgten bereits vor etwa 50 Jahren in der Prozessmesstechnik. Später folgte die Automotive- und Consumer-Technik. Aktuell wird das Anwendungsspektrum vor allem durch die minimal invasive Medizintechnik erweitert.

Wurden piezoresistive Silizium-Sensoren anfangs vorzugsweise für Druck- und Beschleunigungsmessungen eingesetzt, so erobern sie sich zunehmend weitere Anwendungsfelder wie die Mikrokraftsensorik für haptische Sensoren in der Medizin oder die verteilte Dehnungsmessung für adaptronische Anwendungen. Aber auch außerhalb der Erfassung mechanischer Größen sind Entwicklungen bei Feuchte-, Gas- und Chemosensoren zu beobachten.

Ausgehend von der Vielzahl physikalischer Prinzipien zur industriellen Druckmessung wird die gegenwärtige Vorzugstellung der piezoresistiven Silizium-Sensoren begründet. Die typischen Kennwerte und Bauformen dieser Sensoren werden kurz erläutert. Daran schließt sich die Erläuterung der Grundlagen zum phänomenologischen Entwurf piezoresistiver Drucksensoren an. Zur Umsetzung des Sensorentwurfs sind Kenntnisse zu den wichtigsten technologischen Schritten zur Sensorfertigung erforderlich. Der Teil Grundlagen schließt mit der Vorstellung aktueller Verfahren zur Sensor-Signalverarbeitung ab.

Der zweite Teil des Seminars widmet sich den Anwendungen. Zunächst werden aktuelle Beispiele von Drucksensoren in der Prozess-, der Automotive- und der Medizinmesstechnik erläutert. Daran schließen sich neuartige Anwendungen mit Dehnmesselementen für die Adaptronik sowie Feuchte- und Chemosensoren an.

Ein Fazit und Ausblick schließen den Anwendungsteil ab.

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Wissenschaftliche Leitung:

Prof. Dr.-Ing. habil. Roland Werthschützky

Prof. Dr.-Ing. habil. Thomas Ortlepp

 

Referenten:

  • Prof. Dr.-Ing. habil. Roland Werthschützky, TU Darmstadt  
  • Prof. Dr.-Ing. Thomas Ortlepp, Geschäftsführer CiS
  • Dipl.-Phys. Michael Blech, Entwicklungsingenieur MEMS, CiS
  • Dr. Natalie Koev, Wilhelm Büchner Hochschule Darmstadt
  • Dr.-Ing. Timo Kober, Technologieentwicklung, Endress+Hauser SE+Co. KG
  • Dr.-Ing. Christian Wohlgemuth, Product Development Pressure Transmitters, TDK Sensors AG & Co. KG
  • sowie weitere Experten aus Forschung und Entwicklung.

 

Am Folgetage, den 21.11.2024, findet im CiS Forschungsinstitut für Mikrosensorik GmbH
der CiS LABday zum Thema "Piezoresistive Si-Drucksensoren" statt. Weitere Informationen zu dieser Veranstaltung finden Sie hier.

Subsequent events

Gasmesstechnik II

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