Die vorliegende Arbeit beschreibt einen MEMS Vakuumsensor, dessen Funktionsprinzip
auf der druckabhängigen Squeezedämpfung in engen Spalten und
der ebenfalls druckabhängigen Molekulardämpfung beruht. Nach einer kurzen
geschichtlichen Einführung in die Vakuummeßtechnik und der technischen
Klassifikation des MEMS-Sensors wird ein Modell zur mathematischen
Beschreibung des Sensors hergeleitet. Methoden unterschiedlicher Autoren zur
Berechnung der druckabhängigen Squeeze- und Molekulardämpfung werden
diskutiert und mit eigenen Meßwerten verglichen. Anhand der Ergebnisse wird
ein Modell zur Berechnung der druckabhängigen Dämpfung des Sensors aufgestellt.
Neben der direkten elektrischen Kontaktierung zur Energieversorgung
des Sensors werden Möglichkeiten einer indirekten induktiven und kapazitiven
Energieübertragung ins Vakuum untersucht und die theoretischen sowie meßtechnischen
Ergebnisse diskutiert. Eine Auswahl von Methoden zur Detektion
der Sensorbewegung wird vorgestellt und deren Eignung für den Sensorbetrieb
theoretisch und praktisch überprüft. Zur Bestimmung der druckabhängigen
Dämpfung des Sensors gibt es unterschiedliche Verfahren, die beschrieben und
bezüglich ihrer Anwendbarkeit bewertet werden. An gefertigten Sensoren
wurden umfangreiche Messungen durchgeführt, um das reale Verhalten der
Sensoren zu beschreiben und mit dem rechnerisch ermittelten zu vergleichen.
Hierbei werden verschiedene Aspekte wie u. a. Meßbereich, Gasartabhängigkeit,
Einsatztemperatur sowie Meß- und Wiederholgenauigkeit berücksichtigt.
Die Arbeit wird mit einer Zusammenfassung der Ergebnisse und einem Ausblick
auf weitere Verbesserungsmöglichkeiten des Sensors abgeschlossen.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa:de:qucosa:19163 |
| Date | 16 April 2009 |
| Creators | Tenholte, Dirk |
| Contributors | Dötzel, Wolfram, Gatzen, Hans-Heinrich, Hauptmann, Peter, Technische Universität Chemnitz |
| Publisher | Universitätsverlag der Technischen Universität Chemnitz |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | German |
| Detected Language | German |
| Type | doc-type:doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, doc-type:Text |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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