…und piezoresistiv

Piezoresistive Sensoren vonKistler kommen zum Einsatzibei der Druckmessung voniGasen und Flüssigkeitenisowie bei echt-statischeniMessungen. Die Resultateisind auch unter widrigsteniBedingungen präzis undireproduzierbar.Piezoresistive Drucksensoren Der ölgefüllte Sensor

Ein Gehäuse aus rostfreiem Stahlschützt das Messelement vor Umwelt- einflüssen. Eine elastische Stahlmem- brane und ein Ölkissen übertragen den Druck auf das piezoresistive Mess- element.

Der Blocktyp-Sensor

Messelement mitDruckübertragung über ein Ölkissen Eine robuste Membrane überträgt den Druck direkt auf ein Silizium-Block- messelement mit den integrierten Halbleiter-Messbrücken. Dieser durch Kistler entwickelte ölfreie piezoresistive Sensor eignet sich hervorragend zur Messung von höheren Drücken bei ho- hen Umgebungstemperaturen. Das piezoresistive Prinzip beruht aufdem Halbleitereffekt, der 1954 zum ersten Mal beschrieben wurde: Unter mechanischer Spannung verändern Halbleiter ihren elektrischen Wider- stand, im Vergleich zu Metallen aber um bis zu zwei Grössenordnungen stärker.

Der Keramik-Sensor

Als Membranelement werden Keramik- scheiben verwendet, deren Dicke je nach Druckbereich variiert. Die Mess- widerstände sind in Dickschichttechnik direkt auf das Membranelement aufge- druckt; der Abgleich des Sensors erfolgt durch Lasertrimmung der Messwider- stände. Piezoresistive Keramik-Messzel- len von Kistler werden für kostengün- stige Anwendungen oder für grosse Stück Dies eröffnete völlig neue Anwendungs- möglichkeiten gegenüber der damals üblichen Methode mit Dehnmessstreifen aus Metall. In der Zwischenzeit sind weitere ähnliche Techniken hinzuge- kom men – zum Beispiel die Dünnfilm-technik auf Metall und die Dickschicht-technik auf Keramik. zahlen verwendet.

Das Messelement

Keramiksensor mitaufgedruckter Messbrücke in Dickschichttechnik Ein Hochdrucksensormit Blocktyp- Messelement Bei der piezoresistiven Messung wird eine elastische Membran aus einkristal- linem Silizium unter Druck durchge- bogen. In die Membran ist eine Wheat- stone-Messbrücke aus halbleitenden Widerstandselementen eindiffundiert; diese wird proportional zum einwir- kenden Druck verstimmt und erzeugt so eine – ebenfalls proportionale – Spannung, die verstärkt und ausge- wertet wird. Kistler verwendet drei verschiedene Sensortypen, mit denen sich die unterschiedlichsten Drücke messen lassen: www.kistler.com5