FEM-Berechnungen zur Auslegung von
Druck­wandlern mit Metall-DMS-Folien

 

Entwurfsvorgaben

• Analytische, nicht-lineare Auslegung der Druckwandler
• Modellierung und FEM-Berechnung der verschiedenen Druckwandler
• Variation von Geometrieparametern und Optimierung des FE-Modells
• Simulation und Optimierung von Druckwandlern für verschiedene Nenndruckbereiche
• Berücksichtigung des DMS-Layouts: Berechnung der zu erwartenden Widerstandsänderung ΔR/R

 

Randbedingungen bei der Auslegung der Druckwandler

• Eine maximale Empfindlichkeit ε sollte angestrebt werden
• Nichtlinearitätsfehler sollte einen Maximalwert pro jeweiligen Nenndruckbereich nicht überschreiten
• Auslegung der Wandlergeometrie muß so erfolgen, daß gleiche Masken verwendet werden können
• Die radialen Dehnungsverläufe sollten möglichst symmetrisch sein
• Empfindlichkeitseinbußen infolge der DMS-Auslegung und die Maskenverschiebungstoleranzen sind zu berücksichtigen

 

 

Weiterführende Informationen

www.vega.com

 

Testimonial

„Im Entwicklungsprojekt hat Herr Fabula auftragsgemäß für unser Haus die numerische Auslegung und Optimierung von Meßwandlern bearbeitet. Das erarbeitete Resultat beeindruckte uns in mehrfacher Hinsicht.

Man spürt, daß hier nicht alleine sorgfältig und methodisch gearbeitet, sondern Engagement und persönliche Kreativität eingebracht wurden. Mit den Ergebnissen fühlen wir uns bestens bedient.

Darüber hinaus ist Herrn Fabula für die menschlich angenehme Zusammenarbeit zu danken.“ ~ Hubert Nöll, Managing Director, VEGA Grieshaber KG

 

Hubert Nöll | VEGA Grieshaber KG, Schiltach

 

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FEM calculations for the design of
pressure transducers with metal strain gauge foils

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Design specifications

• Analytical, non-linear design of the pressure transducers
• Modelling and FEM calculation of the various pressure transducers
• Variation of geometry parameters and optimization of the FE model
• Simulation and optimization of pressure transducers for different nominal pressure ranges
• Consideration of the strain gauge layout: Calculation of the expected resistance change ΔR/R

 

Boundary conditions for the design of pressure transducers

• A maximum sensitivity ε should be aimed at
• Non-linearity error should not exceed a maximum value per nominal pressure range
• The transducer geometry must be designed in such a way that identical masks can be used
• The radial strain curves should be as symmetrical as possible
• Sensitivity losses due to strain gage design and mask displacement tolerances must be taken into account

 

Testimonial

“In the development project, Mr. Fabula was responsible for the numerical design and optimization of instrument transducers for our company. The result impressed us in several respects.

You can feel that not only careful and methodical work was done, but also commitment and personal creativity. With the results we feel that we are well served.

In addition, Mr. Fabula is to be thanked for the pleasant human cooperation.” ~ Hubert Nöll, Managing Director, VEGA Grieshaber KG