In Kunststoff eingebetteter CMOS-integrierter Sensorchip zur dreidimensionalen Erfassung von Verformungen (3D-ForceSens)

Im Projektvorhaben 3D-ForceSens ist die Entwicklung eines kompakten, industriell-integrierbaren Sensorsystems basierend auf der CMOS-Technologie (engl. complementary metal oxide semiconductor) zur Messung von dynamischen und statischen „dreidimensionalen“ Verformungen von Strukturbauteilen geplant. Mögliche Anwendungen umfassen die Strukturüberwachung von Bauwerken, die Zustandsüberwachung von Maschinen und die Robotik.

Die geplanten Arbeitsinhalte von 3D-ForceSens basieren auf den Ergebnissen und Erfahrungen aus dem Vorgängerprojekt StrainSens. Die Motivation besteht in der praktikablen Industrialisierung des Sensorchips, auf deren Basis zukünftige Kunden bzw. Anwender eine größtmögliche Wertigkeit in der Anwendung generieren können.

Beim 3D-ForceSens-Chip handelt es sich um einen als integrierter Schaltkreis (engl. Application-Specific Integrated Circuit – ASIC) ausgeführtes CMOS-integriertes Sensorsystem zur Messung von mechanischen Spannungen, Kräften, Momenten oder Verformungen von Körpern, Komponenten oder Materialien in drei Raumrichtungen.

Klassischerweise werden für die Messung von mechanischen Spannungen bzw. Verformungen Dehnmessstreifen eingesetzt. Die korrekte Applizierung und messtechnische Integration in die Zielumgebung stellt die KMU jedoch häufig vor Probleme. Hier setzt das 3D-ForceSens-System an, um den KMU einen leicht verständlichen Zugang zur Analytik, Mess- und Systemtechnik zu eröffnen. Durch die Integration von Sensorik, Ausleseelektronik und telemetrischer Schnittstelle auf einem Chip bietet das 3D-ForceSens-System außerdem Kostenvorteile.