Hydrostatisches Hochdruck-Messelement bis 5000 bar mit einem Silizium-Glas-Verbundkörper
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Patrick Heinickel
Zusammenfassung
Das Verbundelement als piezoresistives Hochdruck-Messelement für 5000 bar basiert auf einem neuartigen Prinzip der mechanischen Verspannung infolge allseitiger Druckbelastung. Der Einfluss des Dickenverhältnisses von Silizium und mechanisch fehlangepasstem Glas anhand eines analytischen Ansatzes wird durch messtechnische Charakterisierung von sieben Verbundelementen mit drei unterschiedlichen Dickenverhältnissen bestätigt. Es zeigt sich ein nichtlineares Verhalten bei den Elementen mit den dicksten Glasgegenkörpern, die mehr als doppelt so dick wie das Silizium sind.
Abstract
The composite-element of our pressure sensor is a piezoresistive high-pressure sensing element for 500 MPa. The functionality is based on mechanical stress due to the hydrostatic pressure load. The effect of the ratio of the thicknesses of silicon and the mechanical mismatched glass resulting from analytical approach is shown by metrological characterization of seven sensing elements with different thickness ratios. The composite elements with the highest glass thicknesses — more than twice that of silicon — exhibits a strong nonlinearity.
© by Oldenbourg Wissenschaftsverlag, München, Germany
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