Silizium — Mikrotechnik für thermische Sensoren

Köhl, F.; Urban, G.; Steurer, Johannes; Olcaytug, F.; Jachimowicz, A.; Glaninger, A; Keplinger, Franz; Fasching, R.; Biacovsky, D.

doi:10.1007/bf03159609

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“…Ohne Str€ omung ist das Temperaturprofil rund um den Heizer symmetrisch. Mit aufkommender Str€ omung kommt es zu einer Temperaturprofilverzerrung, die durch zwei hochaufl€ osende Temperatursensoren aus amorphem Germanium in D€ unnfilmtechnologie wahrgenommen wird (Kohl et al, 1998). Der gemessene Temperaturunterschied stellt ein Maß f€ ur die Str€ omungsgeschwindigkeit dar.…”

Section: Sensortechnologieunclassified

Computerunterstützte Entwicklung einer auf Strömungssensoren basierenden PC-Maus

Forstner

Keplinger

Ćerimović

et al. 2010

Elektrotech. Inftech.

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Neben dem optischen oder mechanischen Bewegungserfassungssystem ist es m€ oglich, die relative Position einer PC-Maus auch mit miniaturisierten thermischen Str€ omungssensoren zu bestimmen. Diese werden in zwei zylinderf€ ormige Hohlr€ aume auf der Mausunterseite integriert und detektieren kleinste Luftstr€ omungen, die sich aufgrund der Mausbewegung ergeben. Mit der orthogonalen Anordnung der Str€ omungssensoren lassen sich die zwei Geschwindigkeitskomponenten unabh€ angig voneinander messen. Um die optimalen Hohlraumabmessungen zu finden, werden zwei-und dreidimensionale Simulationsmodelle entwickelt. Die abschließende Charakterisierung des Ger€ ates im Labor ergibt gute Ü bereinstimmung zwischen Mess-und Simulationsergebnissen. Die Simulationen mittels Finite-Elemente-Methode (FEM) stellen somit eine geeignete M€ oglichkeit dar, um das Sensorverhalten in einer neuen Anwendungsumgebung zu prognostizieren und die Entwicklung eines optimalen Designs zu erleichtern. Ó Springer-Verlag 2010 EinleitungMiniaturisierte thermische Str€ omungssensoren kommen insbesondere zur Durchflussmessung in verschiedensten technischen Anwendungsgebieten zur Verwendung. Eine alternative Einsatzm€ oglichkeit besteht in der Positionsbestimmung einer PC-Maus. Durch die Miniaturisierung sind thermische Sensoren nicht nur sehr empfindlich, sondern haben € uberdies eine sehr kleine Reaktionszeit, was bei PC-M€ ausen unbedingt erforderlich ist. Wegen der kleinen Abmessungen des Str€ omungssensors ist der Leistungsverbrauch sehr niedrig, und dadurch kann die Akkulaufzeit von tragbaren Ger€ aten entschieden verl€ angert werden. Durch die M€ oglichkeit einer kosteng€ unstigen Massenproduktion werden die auf Str€ omungssensoren basierenden PC-M€ ause kommerziell attraktiv und somit zu einer echten Konkurrenz gegen€ uber herk€ ommlichen auf dem Markt befindlichen Ger€ aten.

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Section: Sensortechnologieunclassified

Computerunterstützte Entwicklung einer auf Strömungssensoren basierenden PC-Maus

Forstner

Keplinger

Ćerimović

et al. 2010

Elektrotech. Inftech.

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“…Die verwendete Sensortechnologie besticht vor allem durch die Qualitä t der damit herstellbaren, extrem hochauflö senden, miniaturisierten Temperatursensoren (Kohl et al, 1998), wodurch schon ein Temperaturunterschied von wenigen Kelvin zwischen Membran und Fluid genü gt, um auch sehr geringe Strö mungswerte nachzuweisen (Glaninger et al, 2000). Dieser Aspekt ist besonders fü r die Strö mungsmessung in niedrig siedenden Flü ssigkeiten wichtig.…”

Section: Technologische Grundlagen Des Sensorsunclassified

“…Letzterer besteht aus der kombinierten Siliziumnitrid-SiliziumdioxidPassivierungschicht des blanken Siliziumwafers (typisch 0,5 mm dick), den Dü nnschichtbauelementen (0,1 bis 0,35 mm dick) und der bei niedrigen Temperaturen hergestellten, ca. 0,5 mm dicken Siliziumnitrid-Passivierungsschicht, die mit einem plasmaunterstü tzten CVD (Chemical Vapor Deposition)-Prozess hergestellt wurde (Kohl et al, 1998). Die Membrangesamtstä rke bestimmt die maximal erreichbare Zeitauflö sung bei plö tzlicher € A Anderung der Strö mung (Messung mit konstanter Heizleistung).…”

Section: Technologische Grundlagen Des Sensorsunclassified

Konzepte und Entwurfsstrategien für integrierte Sensorsysteme

Köhl

Loschmidt

Sauter

2006

Elektrotech. Inftech.

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Integrierte Sensorsysteme umfassen neben dem eigentlichen Sensor zunehmend auch lokale Intelligenz zur Signalverarbeitung und Kommunikation. Der Entwurf derartiger Systeme erfordert interdisziplinä re Kooperation unterschiedlicher Fachrichtungen. Dieser Beitrag stellt das Konzept integrierter Sensorsysteme vor, beleuchtet verschiedene Aspekte der Integration und zeigt anhand eines konkreten Beispiels aus der Strö mungsmesstechnik ihre praktische Umsetzung.Schlü sselwö rter: Sensorsystem; Smart Sensor; Strö mungssensor; Systemintegration; Dü nnschichttechnologie; Mikromechanik Concepts and design strategies for integrated sensor systems.Apart from the sensor front-end, integrated sensor systems comprise also local intelligent controllers allowing for signal processing and communication. The design of such systems requires multidisciplinary cooperation. This article presents the concept of integrated sensor systems, sheds light on various integration aspects and highlights their practical implementation by means of a concrete example from flow measurement.

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Silizium — Mikrotechnik für thermische Sensoren

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Computerunterstützte Entwicklung einer auf Strömungssensoren basierenden PC-Maus

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