Dünnfilm-Membrandrucksensor mit Doppelbrückentechnologie

Die Siegert Thinfilm Technology GmbH hat ab 2022 Ihr Produktportfolio durch einen Drucksensor auf Edelstahlmembranen mit zwei integrierten Messbrücken erweitert. Die beiden Wheatstone’schen Messbrücken werden in demselben Beschichtungsschritt prozessiert, so dass hervorragende relative Eigenschaften erreicht werden. Die Doppelbrücke ist aktuell auf dem 8mm-Grundkörper für Druckbereiche zwischen 25 und 850 bar verfügbar. Die Umsetzung auf den 10mm Grundkörper für den Niederdruckbereich bis hinunter zu 1,6 bar ist aktuell in Vorbereitung.

Für den überwachten, ausfallsicheren Einsatz von Drucksensoren können entweder zwei getrennte Sensorelemente auf einem gemeinsamen Anschlussstück verwendet werden, die eine gegenseitige Überwachung erlauben. Unter bestimmten Voraussetzungen kann jedoch auch eine Doppelbrücke in Form von zwei getrennten Wheatstone´schen Messbrücken auf einer Messmembran verwendet werden. Somit wird die Komplexität des Aufbaus deutlich verringert. Weitere Vorteile dieses Systems liegen in der geringen relativen Abweichung der beiden Messbrücken zueinander sowie die deutlich reduzierten relativen Drifts der beiden Messbrücken bei der Langzeit-Alterung. Da sich beide Messbrücken auf einer Membran befinden, gibt es sehr geringe Kennwertunterschiede mit < ± 0,5%FS, welches die Kalibrierung der Sensoren vereinfacht. Durch die Herstellung der beiden Vollbrücken in einem Prozessschritt liegen die relativen Abweichungen im Langzeittest (1000h @ 125°C) deutlich unterhalb von 0,1%. Dies ermöglicht den Aufbau von langzeitstabilen, sich selbst überwachenden Systemen für kritische Anwendungsfälle. Versuche haben gezeigt, dass die beiden Messbrücken galvanisch voneinander mit einer Durchbruchspannung > 500 V_AC getrennt sind.

Den Artikel haben wir in der Zeitschrift "Ingenieurwissenschaften Deutschland 2022/2023 Jahresmagazin - Mess- und Sensortechnik" veröffentlicht.