Sensoren

ISBN-13: 9783322999283 / Niemiecki / Miękka / 2012 / 517 str.

Hanno Schaumburg; Wolfgang Gopel

Opis

Im ersten Band dieser Reihe, "Werkstoffe," stand die Problematik des thermischen Gleichgewichts im Vordergrund: Die Frage, in welchen Phasen eine Legierung vor gegebener Zusammensetzung vorkommt, die Verteilung von Elektronen auf vorge gebene Energieniveaus, die Anordnung von elektrischen und magnetischen Dipolen bei einer vorgegebener Temperatur, etc. Zwischen zwei unterschiedlichen Systemen - die sich beide unabhangig voneinander jeweils in einem thermischen Gleich gewichtszustand befinden - konnen Krafte (Summe aus Feld-und Entropiekraften) entstehen, die zu einem Teilchentransport fuhren: Die Berechnung fuhrt zu den fur die Praxis bedeutenden Stromdichtegleichungen. Auf der Basis der Stromdichtegleichungen und anderer Beziehungen konnen die durch Zusammenfuhrung von Bereichen mit verschiedenen Werkstoffeigenschaften entstehenden elektronischen Bauelemente mit ihren fur die Praxis nutzlichen Eigen schaften (Dioden-, Verstarkerverhalten u.a.) verstanden werden. Dieses gilt insbe sondere fur die im Band "Halbleiter" dargestellten Halbleiterwerkstoffe. Zur Verein fachung der - teilweise recht aufwendigen Rechnungen - wurde grundsatzlich der isotherme Fall betrachtet, bei dem die betrachteten Systeme auf derselben Tempera tur gehalten werden.

Spis treści

1 Überblick über die Sensorik.- 2 Ladungsträger in Festkörpern.- 2.1 Bändermodell.- 2.2 Stromdichtegleichungen.- 3 Temperatursensoren.- 3.1 Überblick.- 3.2 Thermoelektrische Sensoren.- 3.2.1 Thermokraft.- 3.2.2 Thermoelemente.- 3.2.3 Temperaturmessung mit Thermoelementen.- 3.2.4 Leistungsthermoelemente.- 3.3 Resistive Temperatursensoren.- 3.3.1 Temperaturabhängige Widerstände.- 3.3.2 Metallwiderstände.- 3.3.3 Halbleiterwiderstände.- 3.3.4 Keramikwiderstände: Heißleiter.- 3.3.5 Keramikwiderstände: Kaltleiter.- 3.3.6 Temperaturmessung mit resistiven Sensoren.- 3.4 Transistoren als Temperatursensoren.- 3.5 Pyroelektrische Temperatursensoren.- 3.6 Quarz-Temperatursensoren.- 3.7 Faseroptische Temperatursensoren.- 3.8 Mechanische und chemische Temperatursensoren.- 4 Kraft- und Drucksensoren.- 4.1 Resistive Kraft- und Drucksensoren.- 4.1.1 Piezoresistiver Effekt.- 4.1.2 Metallfolien-Dehnungsmeßstreifen.- 4.1.3 Halbleiter-Dehnungsmeßstreifen.- 4.1.4 Keramische Dehnungsmeßstreifen.- 4.1.5 Federkörper für resistive Drucksensoren.- 4.1.6 Metall-Drucksensoren.- 4.1.7 Halbleiter-Drucksensoren.- 4.2 Piezoelektrische Kraft- und Drucksensoren.- 4.2.1 Piezoelektrischer Effekt.- 4.2.2 Aufbau piezoelektrischer Kraft- und Drucksensoren.- 4.3 Induktive und kapazitive Kraft- und Drucksensoren.- 4.4 Andere Kraft- und Drucksensortechniken.- 5 Magnetsensoren.- 5.1 Halleffekt-Sensoren.- 5.1.1 Halleffekt.- 5.1.2 Hallgeneratoren.- 5.2 Magnetoresistive Sensoren.- 5.2.1 Feldplatten.- 5.2.2 Permalloy-Sensoren.- 5.3 Spulen.- 5.3.1 Induktionsspulen.- 5.3.2 Sättigungskernverfahren.- 5.4 Wiegand- und Impulsdrahtsensoren.- 5.5 Andere Magnetsensortechniken.- 5.5.1 Reed-Sensoren.- 5.5.2 Magnetoelastische Sensoren.- 5.5.3 Wirbelstromverfahren.- 5.5.4 SQUIDs.- 5.5.5 Magnetodioden und Magnetotransistoren.- 5.6 Anwendungen von Magnetsensoren.- 6 Optische Sensoren (Photosensoren).- 6.1 Wirkung optischer Strahlung auf Festkörper.- 6.2 Kenngrößen optischer Sensoren.- 6.3 Thermische Photosensoren (Bolometer).- 6.4 Photokathoden und -multiplier.- 6.5 Photoleiter.- 6.6 Bipolare optische Halbleitersensoren.- 6.6.1 pn-Photodioden.- 6.6.2 Phototransistoren und -thyristoren.- 6.6.3 Ortsauflösende bipolare Halbleitersensoren.- 6.7 Ladungsspeicher und CCDs.- 6.8 Überblick über die Glasfasersensoren.- 6.9 Gasgefüllte Strahlungsdetektoren.- 6.10 Halbleiter-Kernstrahlungsdetektoren.- 7 Feuchtesensoren.- 7.1 Kapazitive und resistive Feuchtesensoren.- 7.2 Taupunktverfahren.- 8 Chemische Sensoren.- 8.1 Übersicht und Funktionsprinzipien.- 8.1.1 Erkennung chemischer Stoffe durch Sensoren.- 8.1.2 Thermodynamische und kinetische Aspekte der chemischen Sensorik und heterogenen Katalyse.- 8.1.3 Der Begriff des Katalysators.- 8.1.4 Chemische Sensoren und Katalysatoren: Ähnlichkeiten und Unterschiede im Überblick.- 8.1.5 Charakterisierung von Grenzflächen.- 8.1.6 Funktionsprinzipien von chemischen Sensoren.- 8.2 Pellistoren.- 8.3 Elektrochemische Sensoren mit ionensensitiven Elektroden.- 8.4 Sensoren mit Feststoffelektrolyten.- 8.5 Metalloxidsensoren.- 8.6 Chemisch sensitive Feldeffekttransistoren (CHEMFETs).- A. Dimensionen und Formelzeichen.- B. Naturkonstanten.- C. Sensorspezifische Themenkreise.- Cl: Elektromotorische Kraft (EMK).- C2: Verallgemeinerter Halleffekt.- C3: Verallgemeinerter geometrischer Magnetowiderstandseffekt.- D. Kennwerte (Merkmale) von Sensoren.- Literatur.

O autorze

Prof. Dr. Dr. h.c. Hanno Schaumburg
Technische Universität Hamburg-Harburg
Unter Mitwirkung von
Wolfgang Göpel