Entwicklung, Herstellung und Charakterisierung eines mikromechanischen Drehratensensors in dickem einkristallinem Silizium und Aufbau als System mit einer diskreten Auswerteschaltung:
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| Format: | Buch |
| Sprache: | Deutsch |
| Veröffentlicht: |
München
Utz, Wiss.
2001
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| Schriftenreihe: | Ingenieurswissenschaften
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| Beschreibung: | Zugl.: Duisburg, Univ. Gesamthochsch., Diss., 2001 |
| Umfang: | 144 S. Ill. : 21 |
| ISBN: | 383160083X |
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INHALTSVERZEICHNIS
INHALTSVERZEICHNIS.
.
1
ZUSAMMENFASSUNG
.4
1-ELNLEITUNG
.
5
2.STAND
DER
TECHNIK
.
8
2.1
MESSPRINZIPIEN
FUER
KONSTANTE
DREHGESCHWINDIGKEITEN
.
8
2.1.1
SAGNAC-EFFEKT
.
8
2.1.2
DREHIMPULSERHALTUNG
.
9
2.1.3
CORIOLISBESCHLEUNIGUNG
.
10
2.2
AUSFUEHRUNGSFORMEN
MIKROMECHANISCHER
DREHRATENSENSOREN
.
11
2.2.1
SCHWINGENDE
BALKEN
UND
STIMMGABELPRINZIP
.
13
2.2.2
ZYLINDER
UND
RINGFOERMIGE
DREHRATENSENSOREN
(YYVIBRATING
SHELL
GYROS")
.
14
2.2.3
SCHWINGENDE
BESCHLEUNIGUNGSSENSOREN
MIT
EINER
UND
ZWEI
MASSEN
.
15
2.2.4
NUTZUNG
DER
DREHIMPULSERHALTUNG
ZUR
DREHGESCHWINDIGKEITSDETEKTION
.
17
2.2.5
BEWERTUNG
.
18
2.3
MOTIVATION
UND
ZIELSETZUNG
.
19
3.MIKROMECHANLKTECHNOLOGIEN
UND
HERSTELLUNG
.
21
3.1
STRUKTURIERUNGSVERFAHREN
FUER
MIKROMECHANISCHE
BAUTEILE
.
21
3.1.1
VOLUMENMIKROMECHANIK
.
21
3.1.2
OBERFLAECHENMIKROMECHANIK
.
22
3.1.3
SOI-TECHNOLOGIE
.
24
3.1.4
LIGA-TECHNOLOGIE
.
25
3.1.5
WEITERE
HERSTELLUNGSVERFAHREN
FUER
MIKROMECHANISCHE
DREHRATENSENSOREN
.
26
3.2
NEUER
TECHNOLOGIEPROZESS
.
29
3.3
VORTEILE
DES
NEUEN
TECHNOLOGIEPROZESSES
.
30
3.4
TECHNOLOGISCHE
REALISIERUNG
AUSGEWAEHLTER
EINZELPROZESSE
.
32
3.4.1
RUECKSEITENJUSTAGE
.
32
3.4.2
ANODISCHES
BONDVERFAHREN
.
32
3.4.3
SILIZIUM-TROCKENAETZPROZESS
MIT
SENKRECHTEN
SEITENWAENDEN
.
33
3.4.4
CHIPVEREINZELUNG
UND
AUFBAU
IM
KERAMIKGEHAEUSE
.
34
4.DESLGN
DES
DREHRATENSENSORS
.
36
4.1
ANREGUNGSMOEGLICHKEITEN
FUER
EINEN
MIKROMECHANISCHEN
DREHRATENSENSOR
.
36
4.1.1
ELEKTROMAGNETISCHER
ANTRIEB
.
37
4.1.2
PIEZOELEKTRISCHER
ANTRIEB
.
37
4.1.3 THERMISCHER
ANTRIEB
.
38
4.1.4
ELEKTROSTATISCHER
ANTRIEB
.
38
INHALTSVERZEICHNIS
4.2
DER
ELEKTROSTATISCHE
ANTRIEB
.
39
4.2.1
ANTRIEB
UEBER
DIE
ABSTANDSAENDERUNG
DER
KONDENSATORPLATTEN
.
41
4.2.2
ANTRIEB
UEBER
DIE
PARALLELE
VERSCHIEBUNG
DER
KONDENSATORPLATTEN
.
43
4.2.3
REALISIERUNG
MIT
KAMMSTRUKTUREN
.
44
4.3
DETEKTIONSMOEGLICHKEITEN
FUER
MECHANISCHE
SCHWINGUNGEN
.
46
4.3.1
PIEZOELEKTRISCHE
DETEKTION
.
46
4.3.2
PIEZORESISTIVE
DETEKTION
.
46
4.3.3
OPTISCHE,
INDUKTIVE
UND
RESONANTE
DETEKTION
.
47
4.3.4
KAPAZITIVE
DETEKTION
.
47
4.4
DESIGN
DES
MECHANISCHEN
SENSORELEMENTES
.
48
4.5
FEDERSTEIFIGKEITEN
UND
RESONANZFREQUENZEN
.
53
4.6
ANREGUNGSBEWEGUNG
.
55
4.7
DETEKTIONSBEWEGUNG
.
56
4.7.1
MECHANISCHE
EMPFINDLICHKEIT
.
58
4.7.2
MECHANISCHES
RAUSCHEN
.
59
4.8
ANALYTISCHE
DESIGNOPTIMIERUNG
.
60
4.9
FEM-SIMULATIONEN
.
66
4.10
ERGEBNISSE
DER
THEORETISCHEN
BETRACHTUNGEN
.
67
4.10.1
DIMENSIONIERUNG
.
.67
4.10.2
EIGENMODEN
.
68
4.10.3
VERGLEICH
DER
THEORETISCHEN
RESONANZFREQUENZEN
.
68
4.10.4
MECHANISCHE
EMPFINDLICHKEIT
.
69
4.10.5
MECHANISCHES
RAUSCHEN
.
69
4.10.6
QUEREMPFINDLICHKEIT
.
70
5.ELEKTRONISCHE
SCHALTUNG
-
ANREGUNG
UND
DETEKTION
.
.72
5.1
ELEKTROSTATISCHE
SCHWINGUNGSERZEUGUNG
.
72
5.2
KAPAZITIVE
DETEKTIONSMOEGLICHKEITEN
.
73
5.2.1
NIEDERFREQUENTE
VERFAHREN
.
74
5.2.2
ANALOGE
TRAEGERFREQUENZVERFAHREN
.
75
5.3
BETRACHTUNGEN
ZUR
ELEKTRONISCHEN
AUSWERTESCHALTUNG
.
77
5.3.1
LINEARITAETSBETRACHTUNGEN
.
78
5.3.2
KAPAZITAETSAENDERUNGEN
.
81
5.3.3
ABSCHAETZUNG
DER
SPANNUNG
FUER
DIE
ANREGUNG
.
82
5.3.4
MECHANISCHE
UEBERKOPPLUNGEN
.
83
5.3.5
DAS
ELEKTRISCHE
ERSATZSCHALTBILD
DES
DREHRATENSENSORS
.
84
5.3.6
DIE
ELEKTRONISCHE
AUSWERTESCHALTUNG
.
85
5.3.7
THEORETISCHE
EMPFINDLICHKEIT
DES
SENSORSYSTEMS
.
89
5.3.8
AUFLOESUNG
.
90
INHALTSVERZEICHNIS
6.
SIMULATIONEN
DES
DREHRATENSENSORSYSTEMS
.
92
6.1
MODELLIERUNG
VON
EFFEKTEN
.
92
6.2
VARIABLEN
FUER
MECHANIK
UND
ELEKTRIK
.
93
6.3
BESCHREIBUNG
DER
EFFEKTE
DES
DREHRATENSENSORS
.
94
6.4
NETZLISTE
DES
DREHRATENSENSORS
.
97
6.5
ERGEBNISSE
DER
SYSTEMSIMULATION
.
99
7.
CHARAKTERISIERUNG
DER
DREHRATENSENSOREN
.
105
7.1
AUFNAHMEN
VON
DREHRATENSENSOREN
.
105
7.2
MECHANISCHE
EIGENSCHAFTEN
DER
DREHRATENSENSORSTRUKTUREN
.
107
7.2.1
BESTIMMUNG
DER
RESONANZFREQUENZEN
DER
ERSTEN BEIDEN
EIGENMODEN
.
108
7.2.2
BESTIMMUNG
DER
TORSIONSRESONANZFREQUENZ
.
112
7.3
MESSUNG
DER
DREHGESCHWINDIGKEITEN
.
113
7.4
DISKUSSION
DER
ERGEBNISSE
.
115
8.
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
.
120
8.1
ANFORDERUNGEN
.
122
8.2
VERGLEICH
DER
ANFORDERUNGEN
MIT
DEN
THEORETISCHEN
UND
PRAKTISCHEN
ERGEBNISSEN
.
122
8.3
AUSBLICK
UND
VERBESSERUNGEN
DES
SENSORSYSTEMS
.
123
8.3.1
VERBESSERUNGEN
DER
TECHNOLOGISCHEN
REALISIERUNG
.
123
8.3.2
VERBESSERUNGEN
DES
DESIGNS
.
124
8.3.3
VERBESSERUNGEN
DER
AUSWERTESCHALTUNG
.
124
ANHANG
.
126
A.1
BETRACHTUNGEN
ZUR
DAEMPFUNG
.
126
A.1
.1
DRUCKABHAENGIGKEIT
DER
VISKOSITAET
.
126
A.1
.2
DAEMPFUNGSMECHANISMEN
.
127
A.1.3
DAEMPFUNG
DER
ANREGUNGSBEWEGUNG
.
128
A.1.4
DAEMPFUNG
DER
DETEKTIONSBEWEGUNG
.
129
A.2
THERMISCHES
RAUSCHEN
.
130
A.3
FEHLERBETRACHTUNG
.
130
BEZEICHNUNGEN
UND
SYMBOLE
.
132
LITERATURVERZEICHNIS
.
137
LISTE
DER
VEROEFFENTLICHUNGEN
.
144
DANKSAGUNG
3 |
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Inhaltsverzeichnis
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Bibliotheksmagazin
| Signatur: |
0001 78.2002 A 802
Lageplan |
|---|---|
| Exemplar 1 | Ausleihbar Am Standort |