Entwicklung und Untersuchung neuer Mikrostrukturen zur Messung statischer und dynamischer Kräfte

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Ein neuartiger Kraftaufnehmer soll entwickelt und untersucht werden, bei dem Dünnfilm- Dehnungsmessstreifen (Dünnfilm-DMS) als Kraftmesselemente direkt auf ausgewählte Verformungskörper aufgebracht werden. Damit können die bekannten Nachteile der klassischen, aufgeklebten Folien-DMS, wie Verfälschung der Messung von kleinen Kräften durch Kraftnebenschluss zwischen Verformungskörper und Klebeschicht mit Folien-DMS, begrenzte Temperaturfestigkeit der Polymerfolie sowie der unbekannte Einfluss der Klebeschicht bei dynamischen Kräften, vermieden werden, ohne auf die Vorteile der hochentwickelten elektrischen Messtechnik zur Auswertung einer Brückenschaltung verzichten zu müssen. Sowohl statische als auch dynamische Kräfte sollen mit dem neuartigen Kraftaufnehmer gemessen werden. Die Verwendung nur eines Sensorelementes für beide Messgrößen (statisch und dynamisch) bei gleichzeitiger Verbesserung der Messgenauigkeit stellt eine wesentliche Neuerung dar. Als weitere Innovation ist eine Miniaturisierung des Sensors auf einige Mikrometer Größe vorgesehen. Für die Strukturierung der mittels Kathodenzerstäubungsverfahren erzeugten Sensorschichten soll neben dem photolithographischen Verfahren auch ein UV-Laser mit Scannersystem eingesetzt werden. Basis für die Optimierung des Sensors (u. a. hinsichtlich Schicht, Struktur und Material) ist die metrologische Charakterisierung des neu entwickelten Kraftaufnehmers u. a. in den Kraft-Normalmesseinrichtungen der PTB.