Taktiler Dreikomponenten-Kraftsensor

Ein in Bulk-Mikromechanik hergestellter, taktiler Dreikomponenten-Kraftsensor zur Untersuchung mikrotechnischer Strukturen wird vorgestellt. Die Grundstruktur besteht aus einer Bossmembran, auf die eine geschliffene Tastspitze als taktile Komponente aufgeklebt ist. Durch integrierte Piezowiderstände können in der Membran durch eine eingeprägte Kraft entstehende Spannungen in ein elektrisches Meßsignal umgesetzt werden. Die Position dieser Widerstände wird mit Hilfe von FEM-Simulationen so optimiert, daß sowohl vertikal als auch horizontal eingeprägte Kräfte detektiert werden können. Mit Hilfe eines Referenzsensors wird der Sensor auf einem Prüfstand kalibriert. Anschließend wird als Funktionsnachweis auf demselben Prüfstand die Federkennlinie einer mikromechanischen Siliziumzunge aufgenommen. Eine künstlich erzeugte Dejustierung der Probe von 3° konnte anhand der auftretenden Querkräfte festgestellt werden. Außerdem werden ein weiterentwickeltes, mittels Rapid Prototyping hergestelltes Sensordesign und eine miniaturisierte Tastspitze vorgestellt.