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Main Authors:	Pfeifer, Günther (Author), Werthschützky, Roland (Author)
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Published:	Berlin Verl. Technik 1989
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adam_text	Dmcksensoren Dr sc techn Günthe^JPfeifer Dr sc techn Roland Werthschützky NachnchtuaUrchnische Bibliothek THL !nv -Nr : a T VEBVERLAG TECHNIK BERLIN Inhaltsverzeichnis Formelzcichenverzeichnis, Indizes 9 Einführung 1 Verfahren der Druckmeßtechnik 19 1 1 Drucksensor mit Hilfsenergie 17 111 Ausschlagverfahren (direktes Verfahren) 17 112 Kompensationsverfahren 21 1 2 Drucksensor ohne Hilfsenergie 22 2 Verformungskörper für Drucksensoren 24 2 1 Beschreibung des idealen elastomechanischen Verhaltens isotroper Stoffe 25 211 Mechanische Spannungen und Dehnungen 25 212 Spa nnungs-Dehnungs-Beziehungen 29 2 2 Technische Verformungskörper aus isotropen Werkstoffen für Drucksensoren 30 221 Lange Rcchteckplatte 32 222 Kreisplatte 34 223 Kreisringplatte 3(5 224 Kreismembran 37 225 Rohrverformungskörper 38 226 Wellplatte 39 227 Wellrohrverformungskörper 41 228 Bourdon-Feder 43 2 3 Inelastisches Materialverhalten 47 231 Kriechen und Hysterese 48 232 Kriechfehler von metallischen Werkstoffen 51 233 Kriechfehler von nichtmetallischen Werkstoffen 53 2 4 Zusammenstellung und Vergleich unterschiedlicher Werkstoffe für Verformungskörper 54 3 Kenngrößen und Entwurfskriterien für Drucksensoren 57 3 1 Statisches Übertragungsverhalten 58 311 Quasistatische Übertragungsfunktion, Übertragungsfaktor 58 312 Linearitäts- und Hysteresefehler 59 313 Temperatureinflußkoeffizienten 62 3 2 Dynamisches Übertragungsverhalten 63 321 Dynamische Fehlerim Zeit-und Frequenzbereich 63 322 Frequenzabhängigkeit des Übertragungsfaktors -65 323 Kriechvorgänge 65 Inhaltsverzeichnis 7 3 3 Zufällige Fehler 66 3 4 Gütekriterien des Sensorentwurfs 69 3 5 Fachbereichstandard für Halbleitersensoren in der Automatisie rungstechnik 70 4 Entwurf und Technologie integrierter piezoresistiver Drucksensoren 73 4 1 Funktionsprinzip integrierter piezoresistiver Drucksensoren 74 4 2 Phänomenologische Beschreibung des piezoresistiven Effekts inte grierter Halbleiterwiderstände in monokristallinem Silizium 77 421 Piezoresistive Verkopplung in Silizium 77 422 Modellannahme des integrierten Halbleiterwiderstands 81 4 3 Sensorentwurf 84 431 Entwurfsgrundlagen i 84 432 Tabellarische Zusammenstellung wesentlicher Beziehungen des Sensorentwurfs 87 433 Auswahl günstiger Widerstandsanordnungen 100 434 Empfohlene Entwurfsparämeter 111 4 4 Sonsorherstellung 113 441 Technologische Stufen der Sensorherstellung 113 442 Halbleitertechnologische Schritte im Scheibenverband (Zyklus 1) 115 443 Herstellung des druckempfindlichen Sensorelements (Zyklus 2) 121 444 Primärelektronik 132 445 Empfohlene Verfahren der Sensorherstellung 142 4 5 Ausführungsbeispiele von Primärsensoren 143 451 Präzisionsdrucksensoren für die Automatisierungstechnik 143 452 Miniaturdrucksensoren für die Medizintechnik 148 453 Einfachdrucksensoren 150 4 6 Ausblick 154 5 Weitere bedeutende Wirkprinzipien und Technologien für Druck sensoren 157 5 1 Piezoelektrische Drucksensoren 157 511 Verhalten von Dielektrika im elektrischen Feld 157 512 Piezoelektrischer Effekt 160 513 Piezoelektrische Stoffe für Drucksensoren 160 514 Wandlerclemente für Quarzdrucksensoren 163 515 Praktischer Aufbau von Quarzdrucksensoren 167 516 Ladungsverstärker als Auswerteelektronik 169 517 Meßtechnische Eigenschaften von piezoelektrischenDruck- meßketten 172 5 2 Kapazitive Drucksensoren 174 521 Klassische kapazitive Drucksensoren 177 5211 Aufbau der Wandlerelemente 177 5212 Elektronische Auswerteverfahren 180 5213 Entwurf und Dimensionierung des Wandlerelements 187 8 Inhaltsverzeichnis 522 Kapazitive Miniaturdrucksensoren 200 523 Meßtechnische Eigenschaften industriell gefertigter kapa zitiver Drucksensoren 204 5 3 Drucksensoren mit Folien-Dehnungsmeßstreifen 204 531 Aufbau, Funktion und Eigenschaften von Folien-Dehnungs meßstreifen auf Verformungskörpern 205 532 Aufbau und Dimensionierung von Drucksensoren 209 533 Elektronische Auswerteverfahren 214 534 Meßtechnische Eigenschaften industrieller Ausführungen 215 5 4 Drucksensoren mit Dünnfilm-Dehnungsmeßstreifen aus Metall legierungen 215 6 Drucksensoren und zugeordnete Mcßaufgaben 218 6 1 Drucksensoren für die Automatisierungstechnik mit erweiterter Elektronik und Überlastschutz-Meßumformer 219 611 Kennwerte und Konstruktionsprinzipien von Meßum formern 219 612 Typische Meßaufgaben Wartung und Kalibrierung 230 613 Meßumformer mit internem Mikrorechner 240 6 2 Drucksensoren für industrielle Anwendungen und Laboranwen dungen mit reduzierter Elektronik und ohne Überlast schütz - Prä zisionsdrucksensoren 244 621 Kennwerte und Konstruktionsprinzipien von Präzisions- dmcksensoren 244 622 Typische Mcßaufgaben Kalibrierung und Wartung 252 6 3 Drucksensoren in der Medizin 255 631 Miniaturdrucksensoren für intrakorporale Druckmessun gen 257 632 Meßaufgaben, meßtechnische Eigenschaften, Sensorvor bereitung 260 6 4 Drucksensoren für Massenbedarfsgüter mit reduzierten Genauig keitsanforderungen 265 Literaturverzeichnis 271 Sachwörterverzeichnis 280
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