Cluster Mikrosystemtechnik
Filtern
Dokumenttyp
Sprache
- Deutsch (3)
Volltext vorhanden
- ja (3)
Fakultät
- Cluster Mikrosystemtechnik (3) (entfernen)
Im Rahmen dieser Untersuchung wird mit Hilfe einer direkten Integration eines miniaturisierten Messverstärkersystems in das Sensorgehäuse eines ALTP-basierten Wärmestromsensors ein Ansatz zur Erhöhung des Signals-zu-Rausch Verhältnisses verfolgt. Berücksichtigt werden hierbei der begrenzte Bauraum im Messmodul, ein möglichst hohes Verstärkungsbandbreitenprodukt und sich stark ändernde thermische Randbedingungen. Die thermischen Bedingungen sind eine direkte Folge der Systemintegration der Sensoren in wandnähe von thermisch hochbelasteten Bauteilen.
Es werden verschiedene Strategien zur Signalverstärkung verfolgt: Zum einen werden Einzelchiplösungen, zum anderen werden chopper-stabilisierte Verstärker mit einem nahezu Nulldriftverhalten in einer Multistufenanordnung verwendet. Alle Systeme werden in einem für Wärmestromsensoren typischen konvektiven Einsatzszenario getestet.
In den Untersuchungen zeigten sich Vorteile für eine direkte Integration des Messverstärkersystems im Bereich der Signalcharakteristik und des Signal-zu-Rausch-Verhältnisses. Zusätzlich konnte eine signifikante Vereinfachung der Messkette erreicht werden, welche die Fehleranfälligkeit durch Bedienfehler stark reduziert.
Die thermische Auslegung und Simulation nimmt einen immer höheren Stellenwert in der Entwicklung von Batteriesystemen ein. In dieser Studie wird ein Prüfverfahren zur zerstörungsfreien und nichtinvasiven Ermittlung der Wärmekapazität und Wärmeleitfähigkeit von Lithium-Ionen Pouch-Zellen vorgestellt und die Messergebnisse mit Literaturdaten verglichen.
Das Messprinzip der Atomlagenthermosäule (Atomic Layer Thermopile = ALTP) ermöglicht Wandwärmestrommessungen mit einer außergewöhnlich hohen Frequenzauflösung bis in den MHz-Bereich (Ansprechzeit ca. 1 μs). In diesem Beitrag wird die Entwicklung eines Sensormoduls zur Anwendung der ALTP in verbrennungsmotorischen Untersuchungen vorgestellt. Notwendige Kühlsysteme für das Sensormodul, basierend auf einer konvektiven Prallkühlung und einem geschlossenen System mit Wärmerohren, sind für Langzeitmessungen entwickelt worden. Abschließend wird ein Belastungsprüfstand und der Versuchsablauf für Sensormodultests inklusive Kühlsystemen vorgestellt.