Seite 66 aus dem Katalog Sensoren von Festo AG & Co. KG

Druck- und Vakuumsensoren
Merkmale Kapazitiver Drucksensor 1 2 Bei der kapazitiven Variante ist die Membran als Kondensatorplatte ausgeführt. Es wird die Kapazitätsänderung der Keramikmembran infolge Durchbiegung gegenüber einer parallelen Gegenelektrode ausgewertet. Das Sensorelement darf nicht vom Fluid bedeckt sein, wenn dieses das System angreift. Bei Drucksensoren auf kapazitivkeramischer Basis mit Signalverarbeitung kommen z.B. folgende Mikrotechniken zum Einsatz: • Dünnschichttechnik für die Elektrodenstrukturen • Dickschichttechnik für den Signalverarbeitungs-Hybrid • Mikrofügetechnik für die Keramik • ASIC für die Signalverarbeitung

3 1 Platte 2 Glasträger 3 Siliziumsubstrat

Drucksensor mit Dehnungsmessstreifen Drucksensoren mit Dehnungsmessstreifen lassen sich heute dank moderner Technologien ebenfalls rationell herstellen. Hat man eine eingespannte KreisMembran (Messmembran, meist aus Edelstahl) als VerformungsMonolithischer Drucksensor Drucksensoren in Siliziumausführung werden für Druckbereiche von 0 … 16 bar angewendet. Drucksensoren in Dünnfilm- und Dickschichttechnik sind für den gesamten Druckbereich geeignet. Durch die Kombination mit elektronischen Bauelementen können sie auch selbstlernend werden. Es lassen sich auch Temperaturwiderstände in die Struktur integrieren, sodass man mit dem Sensor auch die Mediumstemperatur erfassen und Temperaturfehler kompensieren kann. Innenschaltung eines Drucksensors Die Dehnungsmessstreifen sind zu einer Druckmessbrücke verbunden. Angeschlossen ist eine einfache Temperatur-Kompensationsschaltung (R1, R2). körper zur Verfügung, dann kann man Folien-Dehnungsmessstreifen in Rosettenform einsetzen. Diese Sensorelemente sind klein (Durchmesser z.B. 7 mm) und tragen ein im Kreis angeordnetes Messgitter mit 4 Segmenten. Diese werden zu einer Wheatstoneschen Messbrücke verschaltet. Für die Dimensionierung des Verformungskörpers legt man eine Dehnung von 100 μm/m = 1 % der Nennbelastung zugrunde.

1 2 3

Brückenausgangsspannung Brückenspeisespannung Temperaturkompensation

PE-Wandler / Druckschalter 2 1 3 4 5 5 PE-Wandler Mikrostößeltaster Membrane Pneumatischer Anschluss 6 Druckschalter Einstellschraube Stößel Druckfeder Membrane Schaltkontakt Pneumatischer Anschluss Beim PE-Wandler schaltet ein pneumatisches Drucksignal einen elektrischen Signalgeber, der meist als Wechsler ausgeführt ist. Dabei kann durch eine entsprechend große Membranfläche die Druck-Betätigungskraft verstärkt werden. Wenn man den Schaltdruck einstellen kann, spricht man von einem Druckschalter.

a) a) 1 5 x

b) b) 2 3 4 5 6 x

Fazit Drucksensoren sind mit unterschiedlichen Einstellmöglichkeiten ausgerüstet. Low-cost Geräte haben einen fest eingestellten Schaltpunkt, der nicht mehr veränderbar ist. Statisch einstellbare Geräte lassen eine individuelle Festlegung der Schaltpunkte zu. Bei dynamischer Einstellbarkeit kann man die Schaltpunkte im Prozess den aktuellen Verhältnissen anpassen oder im statischen Teach-in Verfahren einlernen.

2009/03 – Änderungen vorbehalten – Sensoren / Bildverarbeitungssysteme

Internet: www.festo.com/catalogue/...

67

Sensoren Druck- und Vakuumsensoren

1.3