Drucksensorik mit SAW-Resonatoren auf der Basis von Alpha-Quarz-Substraten für passive drahtlose Telemetrie-Applikationen:
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U
INHALTVCMICHNII
5
II
INHALTSVERZEICHNIS
I
BIBLIOGRAPHISCHE
BESCHREIBUNG
UND
REFERAT
4
II
INHALTSVERZEICHNIS
S
1
EINLEITUNG
7
2
GRUNDLEGENDE
BETRACHTUNGEN
11
2.1
ALLGEMEINE
SAW-DRUCKSENSOR-KONZEPTE
11
2.1
SA
W-(DRUCK-)SENSORIK
IN
PASSIVEN
TELEMETRIESYSTEMEN
18
2.3
SA
W-RESONATOREN
ALS
GRUNDLAGE
DER
PASSIVEN
TELEMETRIE-SENSORIK
22
3
MODELL
ZUR
BERECHNUNG
DER
SAWR-DRUCKEMPFLNDLICHKEIT
UND
DER
MECHANISCHEN
DIMENSIONIERUNG
VON
KREISMEMBRANEN
AUS
ISOTROPEN
UND
ANISOTROPEN
MATERIALIEN
25
3.1
SA
WR-DRUCKEMPFINDLICHKEITSMODELL
FUER
FEST
EINGESPANNTE
KREISMEMBRANEN
25
3.1.1
EFFEKTIVE
FLAECHE
EINES
SAWR
28
3.1.2
KORREKTUR
DER
DRUCKEMPFINDLICHKEIT
EINES
SAWR
AM
MEMBRANRAND
29
3.2
DRUCKEMPFINDLICHKEIT
FUER
ISOTROPE
SUBSTRATMATERIALIEN
AM
BEISPIEL
VON
STAHL
30
3.3
DRUCKEMPFINDLICHKEIT
FUER
ANISOTROPE
SUBSTRATMATERIALIEN
AM
BEISPIEL
VON
A-QUARZ
32
3.4
MECHANISCHE
DIMENSIONIERUNG
VON
SENSORMEMBRANEN
35
3.4.1
DRUCKEMPFINDLICHKEIT
EINES
SA
W7?
ALS
FUNKTION
DER
MEMBRANGEOMETRIE
35
3.4.2
DURCHBIEGUNG
EINER
KREISMEMBRAN
ALS
FUNKTION
DER
MEMBRANGEOMETRIE
39
4
KONZIPIERTER
DRUCKMEBPLATZ
UND
QUARZ-TESTSTRUKTUR-LAYOUT
43
4.1
AUTOMATISIERTER
DRUCKMESSPLATZ
43
4.2
Y-35,5-A-QUARZ-TESTSTRUKTUR
FUER
DEN
SAWR-DRUCKSENSORAUFBAU
47
5
DIFFERENZPRINZIP
IN
DER
DRUCKSENSORIK
52
5.1
TEMPERATURGANGKOMPENSATION
52
5.2
MINIMIERUNG
DES
FUNKKANALLAENGENEINFLUSSES
IN
EINEM
SA
WR-TELEMETRIE
SYSTEM
54
5.3 BEEINFLUSSUNG
DER
SENSOREMPFINDLICHKEIT
58
6
EXPERIMENTELLE
UNTERSUCHUNGEN
AN
VERSCHIEDENEN
DRUCKSENSORAUFBAUTEN
60
6.1
ALLGEMEINE
VORBETRACHTUNGEN
60
6.2
DEFINITION
WICHTIGER
STATISCHER
PARAMETER
AN
DRUCKSENSOREN
60
6.3 VORAUSSETZUNGEN
ZUR
MESSUNG
AN
DEN
DRUCKSENSOR-PRUEFLINGEN
62
6
II
INHALTSVERZEICHNIS
6.3.1
MESSLEITEIPLATTE
62
6.3.2
IMPEDANZANPASSUNG
63
6.3.3
TEMPERATUR
UND
VERSPANNUNGSMESSUNGEN
AN
VERSCHIEDENEN
KLEBERARTEN
65
6.4
EXPERIMENTELLE
UNTERSUCHUNGEN
AN
DRUCKSENSOR-PRUEFLINGEN
MIT
QUADRATISCHER
TESTSTRUKTUR
AUS
Y-35,5-A-QUARZ
70
6.4.1
GEHAEUSEFORM
MIT
O-RING-DICHTUNG
71
6.4.2
GEHAEUSEFORM
MIT
EINGEKLEBTER
TESTSTRUKTUR
78
6.5 EXPERIMENTELLE
UNTERSUCHUNGEN
AN
DRUCKSENSOR-PRUEFLINGEN
MIT
STAHL
MEMBRAN
84
7
AUSWERTUNG
DER
EXPERIMENTELLEN
UNTERSUCHUNGEN
DER
DNICKSENSOR-PRUEFLINGE
90
7.1
AUSWERTUNG
DER
STATISCHEN
PARAMETER
90
7.1.1
DRUCKEMPFINDLICHKEITSVERHALTEN
DER
SA
VW?S
FUER
DIE
REALISIERTEN
QUARZ
UND
STAHLMEMBRANEN
90
7.1.2
TEMPERATURVERHALTEN
DER
SAW-RESONATOREN
96
7.1.3 LINEARITAETS
UND
HYSTERESEVERHALTEN
98
7.2
SCHLUSSFOLGERUNGEN
AUS
DEN
EXPERIMENTELLEN
UNTERSUCHUNGEN
98
'
7.2.1
SSEHNGIESSSTREIFEN
(DMS)-TECHNOLOGIE
ZUR
HERSTELLUNG
EINES
HYBID-SENSORS
101
7.2.2
BETRACHTUNGEN
ZU
EINEM
KOMBINIERTEN
DRUCK-TEMPERATUR-SENSOR
FUER
PASSIVE
TELEMETRIEANWENDUNGEN
105
8
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
110
9
LITERATURVERZEICHNIS 112
10
VERZEICHNIS
DER
VERWENDETEN
SYMBOLE
UND
ABKUERZUNGEN
115
ANHANG
122
AL
QUARZ
123
AL.L
DIE
MATERIALKONSTANTEN
FUER
A-QUARZ
124
AL
.2
KONSTANTENTRANSFANNATION
125
A2
GRUNDGLEICHUNGEN
ZUR
BERECHNUNG
AKUSTISCHER
OBERFLAECHENWELLEN
127
A3
WEITERE
MODELLE
FUER
DIE
SA
WR-DRUCKEMPFINDLICHKEITSBERECHNUNG
AUF
ANISOTROPEN
PIEZOELEKTRISCHEN
SUBSTRATEN
132
A3.1
SAW-DRUCKEMPFINDLICHKEITSMODELL
NACH
CULLEN
132
A3.1.1
DIE
SPANNUNGSKOEFFIZIENTEN
"
)F
132
A3.
1.2
MODELLGLEICHUNGEN
UND
ERGEBNISSE
134
A3.2
SAWR-DRUCKEMPFINDLICHKEITSMODELL
NACH
TA23EV
136 |
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