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Untersuchung und Realisierung von taktilen Sensoren in Oberflächenmikromechanik

 
: Leineweber, M.

Duisburg, 2001, 117 pp. : Ill., Lit.
Duisburg, Univ., Diss., 2001
German
Dissertation
Fraunhofer IMS ()
taktiler Sensor; Meßprinzip; Mikromechanik; elastomer

Abstract
Als taktiler Sensor wird im weitesten Sinne ein Meßinstrument bezeichnet, das in der Lage ist, Informationen ünber ein Objekt zu erhalten, in dem ein mechanischer Kontakt zwischen Sensor und Objekt hergestellt wird [REGTIEN 92]. Diese sehr umfassende (und daher auch etwas irreführende) Definition kann sinnvoll eingeschränkt werden durch Harmons Begriffsbestimmung, wonach (frei übersetzt) ein taktiler Sensor Kräfte, die auf eine zweidimensionale Oberfläche einwirken, mißt und somit den Tastsinn der menschlichen Haut nachahmt [HARMON 82]. Damit sind Messverfahren, die Kraftz oder Kontakt lediglich an einem Punkt registrieren ausgenommen. Ausgenommen sind ebenfalls Messsysteme, bei denen der Sensor über eine Oberfläche geführt wird und fortlaufend Messungen durchführt. Systeme dieser Art werden in der Literatur allerdings z.T. unter der Bezeichnung "scanning" oder "exploring" "tactile sensor" (taktiler Rastersensor) geführt.
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit taktilen Sensoren, deren sensitive Elemente in Oberflächenmikromechanik auf Siliziumbasis hergestellt werden. Die im Elastomer hervorgerufenen mechanischen Spannungen werden durch die in sehr kleinen Abmessungen herstellbaren Sensorelemente aufgenommen. Diese weisen die Funktion einer druckabhängigen Kapazität auf. Die Kapazitätsveränderungen werden anschließend durch eien Auswerteschaltung in ein stabiles Spannungssignal umgewandelt und weiter verarbeitet. Es ergibt sich also ein Signalpfad von der auf das Elastomer wirkenden Kontaktkraft zu den analogen oder digitalen Signalen der Auswerteelektronik.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-8321.html