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Biegebalken-Sensor

Leiterplatte integriert Sensor und Auswerteelektronik und besteht erste Serienfreigaben

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Anbieter zum Thema

ABM Asset and Business Management AG
Eurocircuits GmbH
Würth Elektronik GmbH & Co. KG Circuit Board Technology

Dickschicht-DMS mit Biegebalken im Vergleich

Der Leiter Polymertechnologie FLATcomp, Peter Tiefenbach, (links) und Frank Dietrich, Leiter FLATcomp Systeme bei Würth Elektronik, haben mit der Entwicklung und dem Einsatz ihrer speziellen Smart-Conductive-Polymer-Paste einen Techniksprung in der Leiterplattenentwicklung ausgelöst und den PCBs neue Anwendungsbereiche geöffnet (Archiv: Vogel Business Media)

Dehnungsmessstreifen werden normalerweise auf metallische Biegebalken geklebt. Gestaltet als Wheatstonesche Brücke erhält man ein Signal, das dem proportionalen Wert der auf den Biegebalken wirkenden Kraft entspricht. Bei den auf dem Markt befindlichen DMS erhält man Werte zwischen 1 und 4 mV/V. Das bedeutet in der Praxis, dass das Signal 250 bis 1000mal verstärkt werden muss, um genutzt werden zu können. Zusätzlich zieht eine hohe Verstärkung Nebeneffekte wie Driften und EMV-Störungen nach sich.

Hingegen beim gedruckten Polymer-DMS mit strukturierter Lei-terplatten (zum Patent angemeldet) nutzt man die TK-Kompensation der Wheatstoneschen Brücke und die Paarung FR4 zum Leitpolymer. Das dadurch gewonnene Signal ist rund 50 mal höher als beim herkömmlichen DMS. Daraus folgt, dass nur noch eine geringe Verstärkung notwendig ist.

Die Leiterplatte wird zum Sensor

In vielen Fällen kann auf die Signalverstärkung ganz verzichtet werden, was Kosteneinsparung, höhere Zuverlässigkeit und Reduzierung der Störgrößen bedeutet. Wie bei einem gedruckten Widerstand wird die Anwendung robuster. Diese Art Sensor kann auch als Kurzwegaufnehmer oder zusammen mit einer Membrane als Drucksensor eingesetzt werden. Ebenso ist es möglich, mit diesem Leiterplattenelement einfache Endschalter kostengünstig und störungsfreier zu ersetzen.

Peter Tiefenbach, Leiter Polymertechnologie FLATcomp bei Würth Elektronik, sagt: „Die Leiterplatte wird zum Sensor und übernimmt Funktionen. Das ist der wesentliche Unterschied: Die Leiterplatte wird nicht mehr nur als Träger elektronischer Komponenten oder als Verbindungselement genutzt; vielmehr wird sie heute als wertvolles System begriffen, das zusätzliche Aufgaben übernehmen kann. Zu den Grundprinzipien in der Technik zählt es heute, die Funktionalität zu erhöhen.“

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