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Mechanische Sensorik

Piezoresistivität – Piezo-Feldeffekttransistor FET – Scherpiezowiderstand – Kraftsensor – Drehmomentsensor – Drucksensor – Taktiler Sensor – Intelligente Zahnspange – Packaging-Test – Magnetischer Formgedächtniseffekt

Kompetenz

Zur Messung mechanischer Signale bedienen wir uns piezoresistiver, magnetomechanischer und kapazitiver Effekt in Halbleitern, magnetischen Formgedächtnislegierungen, bzw. Dünnschichtmembran-Strukturen. Piezoresistive Sensoren nutzen den Transporteffekt in CMOS-kompatiblen, diffundierten Siliziumstrukturen sowie in Feldeffekttransistoren, so genannten Piezo-FETs aus. Diese zum Teil hochinnovativen Strukturen erlauben die Messung aller Komponenten des mechanischen Spannungstensors, fünf davon mit inhärenter Kompensation ihrer resistiven Temperaturabhängigkeiten. Die mikromechanische Nachbearbeitung der CMOS-Strukturen erlaubt eine gezielte Einstellung der mechanischen Sensorantwort. Die sensorischen Komponenten werden mit IC-Schaltungsblöcken zu Systemen verschmolzen und stehen als taktile Messfühler, Kraft-, Drehmoment- und Drucksensoren für breite Anwendungen zur Verfügung. Im Fall der intelligenten Zahnspange werden die Sensorchips mit hausintern gefertigten Mikrospulen zum telemetrischen System kombiniert. CMOS-Technologien unserer Projektpartner dienen uns als Fertigungsgrundlage.

Tactile Sensor

Anwendungsfelder

Drucksensorik
Kraftsensorik
Koordinaten-Messmaschine

Team

Dipl.-Ing. Jochen Stephan, Doktorand
Dr. Pekka Pursula, Gastwissenschaftler (VTT, Finnland)

Projekte

Aktuell

Sensorik mit magnetischen Formgedächtnislegierungen (MSM-Sens)
Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducers (CMUT)

Abgeschlossen

Piezoresistive Sensors, Micronas
Tactile Sensors, Zeiss

Ausgewählte Publikationen

J. M. Stephan, K. Retan, P. Ruther, and O. Paul
The Inverse Magnetic Shape Memory Effect in membranes for Pressure Sensor Applications
Proc. IEEE Sensors 2012 Conference, to be published
J. Stephan, E. Pagounis, M. Laufenberg, O. Paul, P. Ruther
A Novel Concept for Strain Sensing Based on the Ferromagnetic Shape Memory Alloy NiMnGa
2011 Ieee Sens J, Band: 11, Nummer: 11, Seiten: 2683 - 2689
J. Stephan, K. Retan, P. Ruther, O. Paul.
Effects of Temperature Treatment on Strain Sensors Based on the Ferromagnetic Shape Memory Alloy NiMnGa
2011 IEEE Sensors 2011 Conference, Limerick, Ireland
J. Stephan, E. Pagounis, M. Laufenberg, P. Ruther, O. Paul
Mechanical Sensing Based on Ferromagnetic Shape Memory Alloys
Proc. 2010 IEEE SENSORS 2010 Conference, Waikoloa, USA , Seiten: 2577 - 2580