Bizerba Werke
Abschlussbericht
Anwendungen frequenz-analoger Kraft-Sensoren in der Wägetechnik
Kurzfassung des Vortrags anlässlich der Abschlusspräsentation des Projektes “Einsatz der Mikromechanik zur Herstellung frequenz-analoger Sensoren” im Rahmen des BMFT-Förderschwerpunkts Mikrosystemtechnik.
Dr.-Ing. Klaus Peter Selig, Dipl.-Phys. Dieter Fischle, Bizerba Werke Balingen, 1993
Zusammenfassung
Die heute bekannten Methoden der Mikromechanik gestatten die Herstellung von Resonatoren, die als Sensorelemente für eine Vielzahl unterschiedlicher Aufnehmer dienen können.
Eine mögliche Anwendung solcher Sensorelemente liegt in der Entwicklung von Kraftaufnehmer für die Wägetechnik.
Es zeigt sich, dass solche Aufnehmer eine Reihe von Vorteilen besitzen, die durch die bisher bekannten Verfahren der Wägetechnik in dieser Kombination nicht abgedeckt werden.
Zu diesen Vorteilen gehören:
- Ausgangsgröße mit sehr guter Weiterverarbeitbarkeit
- Optimierung der Schnittstelle Sensorelement – Aufnehmer
- Sehr gute Materialeigenschaften der verwendeten kristallinen Werkstoffe (Quarz, Silizium) der Sensorelemente
Die Entwicklung einer für diese Sensorelemente angepassten Aufnehmer-Umgebung, sowie die Entwicklung einer angepassten Signalverarbeitung ermöglichte die Realisierung von Kraftaufnehmer-Prototypen mit hoher Auflösung bei geringer Meßzeit.
Die bei den Prototypen ermittelten messtechnischen Eigenschaften zeigen, dass Kraftaufnehmer dieser Bauart vorteilhaft den Bereich zwischen den geringer auflösenden DMS-Aufnehmern und den hoch-auflösenden Aufnehmern nach dem Prinzip der magnetische Kraftkompensation abdecken.
Weiterführende Informationen
- Förderung des Verbundprojektes durch das BMFT (heute: BMBF), Projektlaufzeit 1989-1992
- Förderkennzeichen: BMFT 13AS161A; 13AS0118; 13AS0117; 13AS0116; 13AS0115; 13AS0114
- Referenz: Einsatz_der_Mikromechanik_zur_Herstellung_frequenzanaloger_Sensoren
Transferleistungen
- Erkenntnisse auf dem gebiet physikalischer Eigenschaften von Silizium und Quarz
- Erfahrungen auf dem Gebiet der digitalen Signalverarbeitung
- Mechanische Verbindungstechnik für mikromechanische Sensorelemente
Testimonial
Dr.-Ing. Klaus Peter Selig | Bizerba GmbH & Co. KG, Balingen
Applications of frequency-analog force sensors in weighing technology
Abstract of the lecture given on the occasion of the final presentation of the project “Application of Micromechanics for the Production of frequency-analog Sensors” within the framework of the BMFT funding program “Microsystems Technology”. Dr.-Ing. Klaus Peter Selig, Dieter Fischle, Bizerba Werke Balingen, 1993
Summary
Today’s known methods of micromechanics allow the fabrication of resonators that can serve as sensor elements for a variety of different transducers.
One possible application of such sensor elements is in the design of force transducers for weighing applications.
It turns out that such transducers have a number of advantages that are not covered by the previously known methods of weighing technology in this combination.
These advantages include:
- Output variable with very good further processability
- Optimization of the sensor element – transducer interface
- Very good material properties of the crystalline materials (quartz, silicon) used for the sensor elements
The development of a transducer environment adapted to these sensor elements, as well as the development of an adapted signal processing enabled the realization of force transducer prototypes with high resolution at short measuring time.
The measurement characteristics determined for the prototypes show that force transducers of this type advantageously cover the range between the lower-resolution strain gauge transducers and the high-resolution transducers based on the principle of magnetic force compensation.
Knowledge transfer services
- Knowledge in the field of physical properties of silicon and quartz
- Experience in the digital signal processing field
- Mechanical interconnection technology for micromechanical sensor elements
Testimonial
“Already at the beginning of the development project, Dr. Thomas Fabula’s ability to concentrate on the essential points of the tasks he had to work on and to achieve very good results in a short time became apparent.
Particularly worth mentioning is the ability of Dr. Fabula to go beyond the scientific aspect. In addition to the scientific aspect, Dr. Fabula’s ability to assess the problems associated with the technical application and to incorporate them into his work is particularly noteworthy. Also to be mentioned is the high motivation as well as the identification with the tasks given to him.
The collaboration with Dr. Fabula was extremely gratifying and I would like to thank him again for the good cooperation.” ~ Dr.-Ing. Klaus Peter Selig, Bizerba Werke Balingen, Manager Development Measuring Systems