1 Ãberblick über die Sensorik
1 Ãberblick über die Sensorik
1 Ãberblick über die Sensorik
Sie wollen auch ein ePaper? Erhöhen Sie die Reichweite Ihrer Titel.
YUMPU macht aus Druck-PDFs automatisch weboptimierte ePaper, die Google liebt.
Seite 82<br />
162 4.1 Resistive Kraft- und Drucksensoren 4.1.3 Halbleiter-Dehnungsmeßstreifen 163<br />
mal größer sein). Als gravierender Nachteil kommt aber <strong>die</strong> höhere Temperaturabhängigkeit<br />
des k-Faktors hinzu, <strong>die</strong> in vielen Fällen eine externe Temperaturkompensation<br />
erforderlich macht.<br />
Um <strong>die</strong> Nachteile des Halbleiter-Federkörpers zu vermeiden und trotzdem den höheren<br />
k-Faktor auszunutzen, werden auch Dehnungsmeßstreifen aus polykristallin abgeschiedenes<br />
Silizium (Polysilizium, s. Band 2, Abschnitt 8.2.4) eingesetzt [4.12]. In<br />
<strong>die</strong>sem Fall stellt sich aufgrund der unterschiedlichen Kornorientierungen ein über alle<br />
Kristallrichtungen gemittelter Wert für den k-Faktor ein, der immer noch weit größer<br />
ist als der von Metallen (in Bild 4.1.3-6d zusammen mit anderen typischen Kenndaten<br />
für Polysilizium dargestellt).<br />
Bei Brückenschaltungen mit Stromspeisung lassen sich <strong>die</strong> verschiedenen Temperaturkoeffizienten<br />
so aufeinander abstimmen, daß sich insgesamt sehr niedrige Temperaturkoeffizienten<br />
des Nullpunktes (TC 0 ) und der Empfindlichkeit (TC E ) ergeben<br />
(Bild 4.1.3-7). Tab. 4.1.3-2 zeigt einen Vergleich der Kenndaten von Drucksensoren<br />
mit mono- und polykristallinen Silizium-Dehnungsmeßstreifen.<br />
Bild 4.1.3-6<br />
Eigenschaften von polykristallinen (Korngröße 50 bis 250 nm) Siliziumschichten<br />
(Herstellung durch Niedrigdruck-CVD-Verfahren, s. Band 2, Abschnitt 8.2.4) nach<br />
Bor-Ionenimplantation (s. Band 2, Abschnitt 8.2.5) und Laser-Ausheilung (nach<br />
[4.12]).<br />
a) Temperaturverlauf des normierten Schichtwiderstandes<br />
b) TC R (Temperaturkoeffizient des Widerstandes)<br />
c) longitudinaler k-Faktor von Polysiliziumschichten (ebenfalls eingetragen sind<br />
<strong>die</strong> k-Faktoren von laser-rekristallisierten Polysiliziumschichten, sowie von monokristallinem<br />
Silizium)<br />
d) TC k (Temperaturkoeffizient des k-Faktors)<br />
Bild 4.1.3-7<br />
Maximale Temperaturkoeffizienten von Nullpunkt (TC 0 ) und Empfindlichkeit<br />
(TC E ) von Drucksensoren mit polykristallinen Silizium-Dehnungsmeßstreifen im<br />
Temperaturbereich zwischen -30 o C und +120 o C als Funktion des TC R (nach [4.12])<br />
Den Nachteilen steht aber als grundsätzlicher Vorteil von Halbleiter-DMS relativ zu<br />
metallischen Dehnungsmeßstreifen <strong>die</strong> größere Empfindlichkeit gegenüber aufgrund<br />
des im Prinzip weit größeren k-Faktors (nach Bild 4.1.3-5 kann <strong>die</strong>ser bis zu 100-
Change language