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Messung der Beschleunigung

Mechanische Beschleunigungssensoren

Es gibt auch besonders einfach zu montierende, mechanische Beschleunigungssensoren, die zur Klopferkennung in Kraftfahrzeugmotoren eingesetzt werden. Diese Sensoren bestehen aus einer seismischen Masse, die bei einer Beschleunigung in Achsenrichtung eine Kraft auf ein darunter liegendes Piezoelement ausübt und dadurch ein elektrisches Signal erzeugt. Entstehen also durch Klopfen mechanische Schwingungen im Motorblock, so können diese über den Sensor detektiert werden.

Abb.1
Aufbau eines piezoelektrischen Sensors zur Beschleunigungsmessung

Verwendet man Biegeelemente, die aus zwei dünnen, aufeinandergeklebten piezokeramischen Plättchen bestehen, so erhält man eine größere Empfindlichkeit. Als seismische Masse dient hierbei das freie Ende des Biegeelementes. Bei mikromechanischen Beschleunigungssensoren entsteht durch Ätzprozesse ein dünner Si-Steg, an dem ein Si-Pyramidenstumpf als seismische Masse hängt. Bei einer Beschleunigung entsteht an dem dünnen Steg eine mechanische Spannung. Durch integrierte piezoresistive Widerstände in diesem Stegbereich können diese Spannungen registriert werden.

Abb.2
Aufbau eines piezoresistiven Beschleunigungssensors
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