Titelbild piezoresistiven Widerstände

Bild 1: Die dotierten Gebiete in den dünnen, kristallinen Siliziumscheiben bilden die piezoresistiven Widerstände (Quelle: Shutterstock.com)

Die klassische resistive Druckmessung funktioniert im einfachsten Fall mit einem dünnen Metallstreifen, dessen Widerstandswert sich bei Verformung verändert. Bei Dehnung wird der Streifen länger und dünner, wodurch sein elektrischer Widerstand steigt; bei Stauchung wird der ­Streifen kürzer und sein Querschnitt steigt, sodass sich sein ­Widerstand verringert. Um den zu messenden Druck in eine kontrollierte mechanische Verformung zu übersetzen, wird der Dehnungsmessstreifen (DMS) auf eine elastische Membran aufgebracht. Normalerweise erfolgt diese Verbindung mittels Klebstoff. Wirkt nun auf eine Seite dieser Membran ein Druck, verformt sich diese und führt – je nach Position des DMS auf der Membran – zu seiner Stauchung oder Dehnung. Je größer der Druck ist, umso stärker verformt sich die Membran, sodass das Ausmaß der Widerstandsänderung direkt vom Druck abhängt. Zur genaueren Messung lassen sich mehrere DMS zu einer Brückenschaltung zusammenfassen und die Widerstandsänderung als Spannungs­signal erfassen.

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