Druckmessung und -regelung für einen elektronischen Unterdruckgreifer

Zusammenfassung: Im Rahmen der hier beschriebenen Arbeit wurde die Druckmessung für einen Unterdruckgreifer für mikromechanische Baueelemente entwickelt und aufgebaut. Die Druckmessung besteht aus einem Sensor mit nachgeschaltetem Verstärker. Nach einer Marktanalyse zeichnete sich als geeignetes Sensorprinzip integrierte Siliziumsensoren ab. Vier dieser Sensoren wurden näher untersucht, was zur Auswahl des Sensors KPY32R der Firma Siemens führte. Dieser Sensor wird sowohl zur Unter- als auch Überdruckmessung eingesetzt. Zur Auswertung des Sensorsignals wurde ein Instrumentenverstärker mit einer umfangreichen Fehlerkompensation aufgebaut. Neben dem statischen Offset mußten insbesondere die temperaturabhängige Offset- und Empfindlichkeitsdrift des Sensors kompensiert werden. Mit einer analogen Kompensationsschaltung gelang es, den Drucksensor selbst zusätzlich als Temperatursensor zu nutzen. Für die Kompensation von Temperaturhysterese und Alterung wurde eine digitale Abgleichschaltung eingesetzt. Technische Daten: * Sensor: KPY 32 R (Siemens) * Druckbereich relativ: -50Pa < p < +100hPa * zulässiger Überdruck: ±250hPa * Ansprechzeit: 2ms * Temperaturbereich: 20°C < T < 70°C * Ausgangssignal: -5V bis +5V Fehler: * Empfindlichkeitsdrift: <0,01%/K * Offsetdrift: