Sensorik

Literatur zur Einleitung.- Einzeleffekte.- 1 Überblick über Effekte.- Literatur zu Kapitel 1.- 2 Thermische Effekte.- 2.1 Elektrische Temperaturmessung.- 2.2 Thermoelemente.- 2.3 Transistoren als Temperatursensoren.- 2.4 Monolithisch integrierte Temperatur sensoren nach dem Transistorprinzip.- 2.5 Si-Temperatursensoren nach dem Prinzip des Ausbreitungswiderstands.- 2.6 Heißleiter.- 2.7 Kaltleiter.- 2.8 Linearisierung von Halbleiter-Temperatur-Sensoren.- 2.8.1 Linearisierung bei Temperatur-Meßtransistoren.- 2.8.2 Passive Linearisierung von Heißleitern und Si-Temperatursensoren.- 2.9 Literatur zu Kapitel 2.- 3 Optische Effekte.- 3.1 Einleitung.- 3.2 Erzeugung und Nachweis von Licht mit Halbleiterbauelementen.- 3.2.1 Lumineszenzdioden.- 3.2.2 Laserdioden.- 3.2.3 Photodetektoren.- 3.2.4 Photodiodenarrays.- 3.3 Lichtwellenleiter.- 3.4 Beispiele optischer Sensoren.- 3.4.1 Lichtmessung.- 3.4.2 Lichtschranken.- 3.4.3 Optische Entfernungsmesser.- 3.4.4 Änderungen der spektralen Eigenschaften von Festkörpern mit der Temperatur.- 3.4.5 Polarisationsmessung.- 3.4.6 Messung chemischer Konzentration durch Absorption.- 3.4.7 Hybride Sensoren.- 3.4.8 Zusammenfassung und Wertung.- 3.5 Literatur zu Kapitel 3.- 4 Magnetische Effekte.- 4.1 Einleitung.- 4.2 Physikalische Grundlagen.- 4.3 Halbleiter für galvanomagnetische Bauelemente.- 4.4 Herstellung der Bauelemente.- 4.4.1 Herstellung der Halbleiter aus der Schmelze.- 4.4.2 Herstellung der Halbleiter aus der Gasphase.- 4.4.3 Aufbau und Herstellung von Hall-Generatoren.- 4.4.4 Aufbau und Herstellung von Feldplatten.- 4.5 Eigenschaften der Bauelemente.- 4.5.1 Hall-Generatoren.- 4.5.2 Feldplatten.- 4.6 Anwendungen der galvanomagnetischen Bauelemente.- 4.6.1 Messen von Magnetfeldern und elektrischen Strömen.- 4.6.2 Kontaktiose Positionserfassung von magnetisch leitenden Materialien.- 4.7 Ausblick.- 4.8 Literatur zu Kapitel 4.- 5 Piezowiderstandseffekte.- 5.1 Piezowiderstandseffekte in Halbleitern.- 5.2 Dehnungsmeßstreifen.- 5.2.1 Eigenschaften.- 5.2.2 Integrierte Dehnungsmeßstreifen.- 5.3 Drucksensoren.- 5.3.1 Aufbau.- 5.3.2 Membrane.- 5.3.3 Hersteiiungstechnik.- 5.3.4 Meßtechnische Eigenschaften.- 5.4 Anwendungen.- 5.5 Literatur zu Kapitel 5.- 6 Piezo- und Pyroelektrische Effekte.- 6.1 Einleitung.- 6.2 Typische Sensoren.- 6.2.1 Piezoelektrische Sensoren.- 6.2.2 Pyroelektrische Sensoren.- 6.3 Piezo- und Pyroeffekte.- 6.3.1 Allgemeine Zustandsgrößen.- 6.3.2 Verknüpfungen.- 6.3.3 Skalare Darstellung.- 6.4 Wandlungsgrad und Kopplungsfaktor.- 6.4.1 Piezoelektrischer Kopplungsfaktor.- 6.4.2 Pyroelektrischer Kopplungsfaktor.- 6.4.3 Materialeigenschaften.- 6.5 Sensorempfindlichkeit.- 6.5.1 Sensorleistung.- 6.5.2 Rauschen.- 6.5.3 Elektromagnetische Einstrahlung.- 6.6 Piezosensoren, Konzepte und Beispiele.- 6.6.1 Ausgedehnter Wandler.- 6.6.2 Verallgemeinerte Impedanzen.- 6.6.3 Impedanztransformationen.- 6.7 Technologie.- 6.8 Pyrosensor.- 6.8.1 Signalleistung.- 6.8.2 Rauschabstand.- 6.8.3 Dynamische Eigenschaften.- 6.9 Literatur zu Kapitel 6.- 7 Chemische Effekte.- 7.1 Allgemeines über chemische Sensoren.- 7.2 Feststoff-Ionenleiter.- 7.2.1 Zugrundeliegendes Prinzip.- 7.2.2 Funktionaler Zusammenhang zwischen EMK und Partialdruck.- 7.2.3 Experimenteile Ergebnisse.- 7.3 Ionensensitiver Feldeffekttransistor.- 7.3.1 Physikalisches Prinzip.- 7.3.2 Experimentelle Ergebnisse.- 7.4 Änderung der Austrittsarbeit bei Metallen durch Gasadsorption.- 7.4.1 Physikalisches Prinzip.- 7.4.2 Funktionaler Zusammenhang von Spannungsänderung und Partialdruck.- 7.4.3 Meßergebnisse an MOS-Kapazitäten mit Palladium.- 7.5 Metalloxid-Gassensoren.- 7.5.1 Physikalisches Prinzip.- 7.5.2 Funktionaler Zusammenhang von Leitfähigkeit und Sauerstoffpartialdruck.- 7.5.3 Funktionaler Zusammenhang von Leitfähigkeit und dem Partialdruck reduzierender Gase.- 7.5.4 Meßergebnisse an Metalloxid-Gassensoren.- 7.6 Feuchteempfindiiche Kondensatoren.- 7.7 Indirekte Methoden.- 7.8 Ausblick.- 7.9 Literatur zu Kapitel 7.- Sensorsignal Verarbeitung.- 8 Einzelverarbeitung.- 8.1 Aufgaben der Sensorsignalverarbeitung und ihre Probleme.- 8.2 Vorverstärkung und Signalkorrektur.- 8.2.1 Warum Vorverstärkung?.- 8.2.2 Das Sensorelement als Signalquelle.- 8.2.3 Schaltungstechnik.- 8.3 Signalumsetzung.- 8.3.1 Amplitudenana loge Übertragung.- 8.3.2 Zeitanaloge Übertragung.- 8.3.3 Digitale Übertragung mit serieller Schnittsteile.- 8.4 Rechnerische Kennlinienkorrektur.- 8.5 Zusammenfassung und Ausblick.- 8. 6 Literatur zu Kapitel 8.- 9 Sensorsysteme.- 9.1 Einleitung.- 9.1.1 Übergang vom Einzeisensor zum Sensorsystem.- 9.1.2 Intelligente Sensoren.- 9.1.3 Sensornetze.- 9.2 Systeme mit mehreren Sensoren für eine physikalische Größe.- 9.2.1 Anordnungen.- 9.2.2 Ausleseverfahren.- 9.2.3 Signalaufbereitung.- 9.3 Systeme mit Sensoren für verschiedene physikalische Größen.- 9.3.1 Beispiele zu Sensorkombinationen.- 9.3.2 Verknüpfung mehrerer Meßwerte.- 9.3.3 Anwendungsbeispiel.- 9.4 Ausblick.- 9.5 Literatur zu Kapitel 9.