1 Überblick über die Sensorik

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222 4.4 Andere Kraft- und Drucksensortechniken
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Quarz-Druckaufnehmer: Wie bei der Temperaturmessung liefert auch in der Druckmeßtechnik
der Einsatz frequenzanaloger Verfahren mit Hilfe von Quarzen Vorteile in
der elektronischen Weiterverarbeitung und der Meßgenauigkeit. Dabei werden Quarzkristall-Resonatoren
verwendet, deren Eigenfrequenz sich bei Druckbelastung ändert
(Bild 4.4-4). Typische Resonatorfrequenzen liegen im Bereich von 40 kHz, die sich bei
maximal zulässiger Last um ca. 10% ändern. Der Zusammenhang zwischen Druck p
und der Periodendauer τ der Resonanzschwingung wird beschrieben durch die Gleichung
[4.47]:
wobei τ o die Periodendauer ohne Einwirkung eines Drucks beschreibt; C und D sind
Kalibrierkoeffizienten. Die Temperatur kann durch einen zweiten Quarz-Temperatursensor
sehr genau bestimmt und zur Korrektur des Drucksensorsignals eingesetzt
werden.
Bild 4.4-4 Quarz-Druckaufnehmer (nach [4.47])
a) Anordnung des Quarzkristall-Resonators in einer Halterung
b) Anregung der Resonatorschwingung durch Ansteuerung von Oberflächen-
Elektroden