Kapazitive Beschleunigungssensoren

Aufbau und Verwendung kapazitiver Beschleuni- gungssensoren

Innerhalb des spezifizierten Mess-bereichs des Beschleunigungssensors verhält sich diese Kapazitätsdifferenz direkt proportional zur wirkenden Beschleunigung. Mit einem Brücken- verstärker wird die Kapazitätsänderung in ein analoges Ausgangsspannungs- signal umgewandelt. Dank der Sym- metrie dieser Bauart ist der Sensor weitestgehend unempfindlich auf Umgebungseinflüsse.Bei zahlreichen Bauarten wird dieMEMS-Technologie angewendet, weil sie sehr leichte seismische Systeme und relativ steife Siliziummesselemente Niederfrequente Schwingungen (bis 0 Hz – echt statisch) werden mit ver- schiedenen Bauarten des kapazitiven Messprinzips erfasst. Bei allen kon- struktiven Ausführungen befindet sich dabei die seismische Masse des Feder- Masse-Systems in der Mitte zwischen zwei Elektroden. Der Abstand zwischen jeder Elektrode und der zentralen Masse bildet eine reproduzierbare elektrische Kapazität. Wenn die Masse durch eine wirkende Beschleunigung aus der Mittellage ausgelenkt wird, ermöglicht. Die heutige Massenproduk- tion mikromechanisch gefertigter Ele- mente gewährleistet die für Sensoren hoher Präzision notwendige höchste Genauigkeit. entsteht zwischen den beiden ursprüng- lich gleichen «Kondensatoren» eine Kapazitätsdifferenz. Fortschrittliche Bauarten beinhalteneinen so genannten Servo- oder Rück- stellkreis, der die zentrale Masse über die entsprechende Elektrode mit einer elektrostatischen Rückstellkraft in ihrer ursprünglichen Null-Lage hält. Solche Sensoren weisen das geringste Rauschen auf und sind, bedingt durch ihre Bauart, vollständig unempfindlich auf Magnetfelder. 8www.kistler.com