DE19525147C2 - Piezoelektrischer Biegesensor, insbesondere Serien-Bimorph-Sensor - Google Patents
Piezoelektrischer Biegesensor, insbesondere Serien-Bimorph-SensorInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen piezoelektrischen Biegesensor gemäß
dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 2.
Derartige Sensoren, wie bspw. der DE 28 46 371 A1 zu entnehmen, weisen als
Sensorelement ein an einer Referenzstelle mechanisch eingespanntes
Biegeelement aus piezoelektrischem Material, z. B. eine Piezokeramik, bzw.
eine Anordnung aus mehreren solchen Biegeelementen auf. Das Sensor
element wird bei auf dieses wirkenden Kräften oder Beschleunigungen
ausgelenkt, wobei aufgrund des piezoelektrischen Effektes eine Ladungs
verschiebung resultiert, die an den Oberflächen der Biegeelemente eine
positive bzw. negative elektrische Ladung zur Folge hat. Die Ladungsmenge
wird üblicherweise durch eine Spannungsmessung an der Eigenkapazität
des Biegesensors bestimmt, wobei dann die gemessene elektrische
Spannung der Beschleunigung proportional ist und deshalb als Beschleu
nigungssignal bezeichnet wird.
Für Beschleunigungsmessungen eignen sich hierbei besonders gut soge
nannte Antipol-Serien-Bimorph-Biegesensoren. Diese Sensoren bestehen aus
einem Verbund aus einer durch zwei teilbaren Anzahl, einfacherweise zwei,
Keramikbalken mit gegensinniger Polarisation, auf deren Balken-Verbin
dungsseiten üblicherweise als dünne, elektrisch hochleitfähige Beschichtun
gen ausgebildete Außenelektroden aufgebracht sind. Die gegensinnige Pola
risation bedeutet, daß bei einer Biegung der Anordnung an den Außensei
ten der Keramikbalken gleichsinnige Ladungen erzeugt werden. Das Be
schleunigungssignal wird zwischen den beiden Außenelektroden des Biege
sensors abgegriffen.
Diese Serien-Bimorph-Biegesensoren sind kostengünstig herzustellen und
weisen zusätzlich den Vorteil auf, daß infolge des pyroelektrischen Effektes
erzeugte Spannungen zumindest ansatzweise kompensiert werden. Außer
dem haben sie wegen ihrer gegenüber Axial- bzw. Kompressionssensoren
geringeren Steifigkeit eine niedrigere Resonanzfrequenz und eine
geringere mechanische und elektrische Impedanz. Insbesondere solche
Serien-Bimorph-Biegesensoren sind als sogenannte Crash-Sensoren in Kraft
fahrzeugen vorteilhaft einzusetzen, um im Falle eines Aufprallunfalles des
Kraftfahrzeuges z. B. eine Sicherheitseinrichtung, so etwa das Aufblasen
eines Luftkissens (Airbag) auszulösen, um den Fahrer bzw. die Fahrerin
abzufangen und einen Zusammenprall mit Lenkrad, Windschutzscheibe etc.
zu verhindern.
In Versuchen mit solchen Serien-Bimorph-Biegesensoren hat es sich gezeigt,
daß trotz der ansatzweisen Kompensation des pyroelektrischen Effektes bei
Temperaturänderungen Falschsignale auftreten, die zudem noch - aufgrund
der Herstellungstoleranzen der Biegesensoren - von Exemplar zu Exemplar
und über die Zeit stochastisch variieren. Die Amplituden der Falschsignale
bei herkömmlichen Biegesensoren reichen zumindest teilweise in den Be
reich der Nutzsignale und in den Bereich einer Schwellenspannung, bei der
die Sicherheitseinrichtung ausgelöst wird. Es ist daher notwendig, zwischen
Falsch- und Nutzsignalen zu diskriminieren. Es ist zwar möglich, die
Schwankungsbreite der Falschsignale durch entsprechende Verringerung
der Fertigungstoleranzen zu verkleinern. Dies erhöht aber den
Herstellungsaufwand, so daß der Vorteil der an sich kostengünstigen
Herstellung solcher Biegesensoren zumindest teilweise wieder zunichte ge
macht wird.
Zur Diskrimination zwischen Falsch- und Nutzsignalen ist es bekannt, zwei
physikalisch antiparallel angeordnete Biegesensoren vorzusehen, deren Si
gnale in einem Mikroprozessor innerhalb der Auslöseschaltung für die Si
cherheitseinrichtung ausgewertet werden. Anhand von Vergleichen und ei
ner Plausibilitätsprüfung können Falschsignale ermittelt und verworfen wer
den. Für diese Lösung ist somit ein Mehraufwand an Mechanik, Material und
Elektronik erforderlich, der die Herstellungskosten beträchtlich erhöht.
Die zuvor geschilderten Charakteristiken von Serien-Bimorph-Biegesensoren
treffen selbstverständlich auch für Multimorph-Sensoren zu, die aus mehr
als zwei balkenförmigen Piezokeramiken mit abwechselnd antiparalleler
Polarisation zusammengesetzt sind. Allerdings haben derartige Multimorph-
Biegesensoren für die hier in Rede stehenden Anwendungszwecke nicht
eine derartige Bedeutung wie die Bimorph-Biegesensoren.
Aus der US 3,349,629 ist ein Beschleunigungssensor zu entnehmen, bei dem
eine schwingend gelagerte Masse bei Beschleunigungen gegen eine
Anordnung aus zwei Piezokristallen gepreßt wird und dort zu zweiSpannungssignalen führt. Die Lehre der US 3,349,629 bezieht sich auf die
Bewirkung einer frequenzabhängigen Dämpfung des Ausgangssignals,
insbesondere im Bereich der Eigenfrequenz der Piezokristalle (vgl. bspw.
Spalte 3, Zeile 48 ff. sowie insgesamt die Beschreibung der dortigen Fig. 3,
Spalten 3 und 4). Dabei wird genau ein Piezokristall durch einen Widerstand
und eine zusätzliche Elektrode überbrückt.
Die Piezokristalle sind hinsichtlich ihrer Signalspannung entgegengesetzt
gepolt. Es wird ein dem ersten Signal ab einer bestimmten Frequenz
entgegenwirkendes (zweites) Signal erzeugt. Dazu muß der Frequenzgang
der RC-Hochpaßanordnung, die sich aus der kapazitiven Wirkung des
Piezokristalls und dem Überbrückungswiderstand ergibt, entsprechend auf
eine Grenzfrequenz eingestellt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Biegesensoren der in Rede ste
henden Art und insbesondere Serien-Bimorph-Biegesensoren so zu modifi
zieren, daß Falschsignale reduziert oder gar eliminiert werden können, so
daß die Ausgangssignale des Biegesensors im wesentlichen frei von tempe
raturänderungsbedingten Falschsignalen sind. Durch die Modifikation sollen
die Herstellungskosten nicht wesentlich erhöht werden, so daß Biege
sensoren als Massenware weiterhin kostengünstig produziert werden
können.
Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil
der Patentansprüche 1 und 2 angegebenen Merkmale gelöst.
Demgemäß sind zwischen den Elektroden der einzelnen balkenförmigen
Biegeelemente elektrische Ableitelemente vorgesehen, die mit den Außen
elektroden der Biegebalken verbunden sind. Diese Ableitelemente sind z. B.
ohmsche Widerstände oder nichtlineare spannungsabhängige Bauteile, ins
besondere Dioden oder eine Kombination aus solchen Elementen.
Wie oben erwähnt, wurde bisher angenommen, daß die durch den pyro
elektrischen Effekt innerhalb der Sensoranordnung erzeugten Spannungen
durch die Bimorph- oder Multimorph-Struktur im wesentlichen kompensiert
werden. Dies trifft jedoch nur für die Außenelektroden des Biegeelementes
zu. Im Verbindungs- bzw. Anlagebereich zwischen den Piezokeramiken wer
den jedoch bei Temperaturänderungen Ladungsdifferenzen und somit ein
elektrisches Feld erzeugt, dessen Feldstärke von dem pyroelektrischen Koef
fizienten der jeweiligen Piezokeramik und der Temperaturdifferenz ab
hängt. Infolge des Aufbaues bzw. der Änderung dieses "Pyro-Feldes" ändert
bzw. verschiebt sich einerseits die Polarisation der Piezokeramiken, d. h. die
Aufladung an deren Oberflächen, obwohl der Sensor nicht durch eine Be
schleunigung oder eine Kraft ausgelenkt wurde; andererseits baut sich die
ses Pyro-Feld aufgrund der nicht spezifizierten und auch unterschiedlichen
Eigenleitfähigkeit der verwendeten Keramikmaterialien mehr oder minder
undefiniert ab. Die Eigenleitfähigkeit hängt zwar etwa exponentiell von der
Temperatur ab, ist aber in ihrem absoluten Wert nicht spezifiziert, d. h.,
kann von Keramik ZU Keramik variieren. Ist die Eigenleitfähigkeit der Piezoke
ramiken unterschiedlich, fließt aufgrund dieser Effekte ein Strom durch den
Sensor und den Entladewiderstand zwischen den beiden Außenelektroden.
Der dadurch verursachte Spannungsabfall längs dieses Meßwiderstandes
wird gemessen und als Nutzsignal registriert, obwohl es sich um ein Falschsi
gnal handelt.
Es konnte festgestellt werden, daß abhängig vom Vorzeichen des Tempera
turgradienten, d. h. abhängig vom Anstieg bzw. Abfall der Temperatur, der
temperaturbedingte Auf- und Abbau des Pyro-Feldes einerseits die Steilheit
der dielektrischen Hysteresekurve der Piezokeramik beeinflußt, daß es ande
rerseits aber auch an ionisationsanfälligen Isolationsschwachstellen zu ein
maligen oder iterativen Potentialentladungen, d. h. Spannungsüberschlä
gen, insbesondere an den Rändern der Piezokeramiken kommt. Auch diese
Partialentladungen führen zu Falschsignalspannungen zwischen den Außen
elektroden, wobei diese Falschsignalspannungen mit einer durch die Eigen
kapazität des Biegesensors, dem Selbstentlade- oder Innenwiderstand sowie
dem externen Meßwiderstand bestimmten Zeitkonstante abklingen. In Un
tersuchungen wurde festgestellt, daß die Falschspannungssignale für positi
ve und negative Vorzeichen des Temperaturgradienten kritisch werden kön
nen, d. h. daß durch sie eine Sicherheitseinrichtung eines Kraftfahrzzeuges
fälschlicherweise ausgelöst werden kann. Bei herkömmlichen Biegesensoren
sind die Falschsignale insbesondere im niedrigen Temperaturbereich etwa
unter 10°C und bei negativen Temperaturgradienten signifikant. Unter die
sen Bedingungen wird das oben erwähnte Pyro-Feld nur relativ langsam ab
gebaut.
Die Erfinder haben nun erkannt, daß das Pyro-Feld und dessen Feldstärke
eine Schlüsselfunktion für die Erzeugung von Falschsignalen darstellen, und
daß diese Falschsignale unterdrückt werden können, wenn definierte elek
trische Ableitelemente vorgesehen werden, um den bei Temperaturände
rungen über den pyroelektrischen Koeffizienten generierten "Pyrostrom"
"rasch" abzuleiten.
Diese Ableitelemente sind z. B. ohmsche Widerstände, d. h. linear von der
Spannung abhängige Ableitelemente. Sie haben vorzugsweise einen Wider
standswert, der deutlich unter dem Wert des Innenwiderstandes der Piezo
keramiken liegt und ausreichend über dem resultierenden Widerstandswert
liegt, der zusammen mit der wirksamen Kapazität am Biegesensor (Eigenka
pazität und ggf. zusätzlich parallelgeschaltete Kapazität) die untere Grenz
frequenz des wie ein Hochpaß wirkenden piezoelektrischen Beschleuni
gungssensors bildet. Typische Widerstandswerte für Bimorph-Biegesenso
ren, die als Crash-Sensoren eingesetzt werden, liegen im Bereich von Giga
ohm.
Die Ableitelemente können auch nichtlinear von der Spannung abhängige
Komponenten aufweisen, in einfachster Form z. B. Dioden oder antiparallel
geschaltete Dioden.
Eine Kombination dieser und anderer Ausführungen ist selbstverständlich
möglich, sofern Sorge dafür getragen ist, daß das erwähnte Pyro-Feld im we
sentlichen sogleich nach Erzeugung "rasch" abgebaut wird und damit nur
geringen Einfluß auf die Meßsignale hat.
Die Erfindung ist in Ausführungsbeispielen von Serien-Bimorph-Biegesenso
ren anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser stellen dar:
Fig. 1a und 1b eine schematische Ansicht bzw. Aufsicht eines Serien-Bi
morph-Biegesensors gemäß der Erfindung, der einseitig eingespannt ist;
Fig. 2 eine schematische Ansicht eines mittig gehaltenen Biegesensors;
Fig. 3, 4, 5 und 6 schematische Darstellungen und Ersatzschaltbilder ei
nes Biegesensors mit Ableitelementen zur Unterdrückung des "Pyro-Feldes"
gemäß der Erfindung.
Ein piezoelektrischer Serien-Bimorph-Biegesensor 1 weist zwei balkenähnli
che Biegeelemente 2, 3 auf, die unter mit ihren flachen elektrisch hochleitfä
hig beschichteten Seiten aufeinandergelegt sind. Es bildet sich je eine Zwi
schenelektrode 4. Die beiden Biegeelemente sind vorzugsweise mit einem
elektrisch leitenden Kleber verklebt. Auf den Außenseiten der beiden Piezo
keramiken 2, 3 sind jeweils Außenelektroden 5, 6, z. B. aufgedampfte Metall
schichten, vorgesehen. Die Elektroden 4, 5 und 6 bedecken im wesentlichen
die gesamte Flachseite der Piezokeramiken, wobei jedoch, wie in Fig. 1b
angedeutet, zwischen den äußeren Rändern der Elektroden und dem äuße
ren Rand der Piezokeramiken ein kleiner Freiraum 7 verbleiben kann.
Die Dimensionen der Piezokeramiken sind in dieser Figur und auch in den
weiteren Figuren nicht maßstabsgerecht dargestellt; für einen Crash-Sensor
haben die Piezokeramiken z. B. eine Breite von 4 mm, eine Länge bis zu
10 mm und eine Dicke von 400 µm, d. h. etwa 1/2 mm.
Die Anordnung aus den zwei Piezokeramiken 2, 3 und den Elektroden 4, 5, 6
ist beispielsweise an einem Ende in einen Sockel 8 eingespannt, so daß das
andere freie Ende, wie in Fig. 1 gestrichelt dargestellt, durch Beschleuni
gungen oder Kräfte um ein gewisses Maß d ausgelenkt werden kann.
Die Piezokeramiken sind in Höhenrichtung gegensinnig polarisiert, was
durch die kleinen aufwärts bzw. abwärts gerichteten Pfeile in der oberen
Piezokeramik 2 bzw. der unteren Piezokeramik angedeutet ist. Bei einer Aus
lenkung wird der Biegesensor um die neutrale Faser gebogen. Dadurch wird
beim Bimorph-Sensor jeweils einer der beiden Balken gedehnt und der ande
re komprimiert. Durch die unterschiedliche Polarisationsrichtung addieren
sich die auf den einzelnen Balken durch Beschleunigungseinwirkung entste
henden Spannungen vorzeichenrichtig zum Beschleunigungssignal, das an
Anschlüssen 10, 11, die mit den Elektroden 5 und 6 verbunden sind, abge
nommen wird. Ein weiterer Anschluß 9 für die Zwischenelektrode 4 ist vor
gesehen.
In Fig. 2 sind Piezokeramiken 2, 3 mit ihren Elektroden 4, 5 und 6 eines mo
difizierten Biegesensors 1' dargestellt, wobei diese Piezokeramikanordnung
mittig auf einem Sockel 8' abgestützt ist, so daß bei Einwirkung von Be
schleunigungen oder Kräften die beiden freien Außenenden der Piezokera
mikanordnung ausgelenkt werden. Ebenso sind wiederum die Anschluß
punkte 10 und 11 für das Beschleunigungssignal und der Anschlußpunkt 9
die Zwischenelektrode 4 dargestellt.
Die Polarisationen P der beiden Piezokeramiken sind in der Figur wiederum
durch kleine Pfeile angedeutet, deren Spitzen somit entweder auseinander
weisen oder entgegengerichtet sind.
In dem Ersatzschaltbild in Fig. 3 sind nochmals die beiden Piezokeramiken
2 und 3 mit der Zwischenelektrode 4 und den Außenelektroden 5 sowie 6
gezeigt. Ebenso sind nochmals dargestellt die Anschlußpunkte 9, 10, 11
sowie zwei Ableitelemente 18, die z. B. ohmsche Widerstände sind. Diese
beiden Widerstände 18 sind zwischen den Anschlußpunkten 10 und 11 in
Serie geschaltet, wobei der Anschluß 9 der Zwischenelektrode mit dem
Mittelpunkt zwischen den beiden Widerständen verbunden ist. Wird bei
Temperaturänderungen zwischen den beiden Piezokeramiken 2 und 3 das
oben erwähnte Pyro-Feld erzeugt, so werden die dabei generierten
Ladungen über die Ableitelemente 18 abgeführt. Eine Verfälschung des
Meßsignales kommt somit nicht zustande.
In dem Ersatzschaltbild nach Fig. 4 ist das eine Ableitelement 18 wie in
Fig. 3 zwischen der dem Anschlußpunkt für die Zwischenelektrode 9 und
dem Abschlußpunkt 10 geschaltet, während ein zweites Ableitelement 19
zwischen diesem Anschlußpunkt 10 und dem Anschlußpunkt 11 liegt. Die bei
den Ableitelemente können wiederum ohmsche Widerstände sein.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 ist jeweils zwischen dem An
schlußpunkt 9 für die Zwischenelektrode und den Anschlußpunkten 10 und
11 ein Ableitelement 18'' zur Außenelektrode 5 der ersten Piezokeramik und
ein zweites Ableitelement 18'' zur Außenelektrode 6 der zweiten Piezokera
mik 3 geführt. Das Ableitelement 18'' ist eine Parallelschaltung, in deren er
stem Zweig ein ohmscher Widerstand 21 und in deren zweitem Zweig eine
Serienschaltung aus einem ohmschen Widerstand 22 und einer spannungs
abhängigen Diode 23, z. B. einer Zenerdiode oder antiparallel geschalteten
Dioden, gelegen sind. Die Dioden 23 sind ein einfaches Beispiel für nichtli
neare spannungsabhängige Ableitelemente. Der Einsatz derartiger Ableitele
mente mit nichtlinearer Kennlinie ermöglicht es, eine beschleunigungsam
plitudenabhängige untere Grenzfrequenz der Empfindlichkeit des mit den
Ableitelementen beschalteten Biegesensors einzustellen.
In Fig. 6 ist ein Serien-Multimorph-Sensor dargestellt, der aus zwei Paaren
von aufeinandergeschichteten Biegesensoren mit Biegebalken 2a, 3a bzw.
2b, 3b zusammengesetzt ist. Die durch kleine Pfeile angedeuteten Polarisa
tionseinrichtungen sind wiederum entgegengesetzt. Jeweils zwischen ein
zelnen Biegebalken sind Zwischenelektroden 4 angeordnet, die mit An
schlußpunkten 9 verbunden sind. Die Außenelektroden 5 und 6 sind mit An
schlußpunkten 10 und 11 verbunden. Zwischen den Anschlußpunkten 10
und 11 ist eine Kette von in diesem Falle vier Ableitelementen 18 gelegen,
wobei mit dem gemeinsamen Anschlußpunkt jeweils zweier benachbarter
Ableitelemente die Anschlußpunkte 9 verbunden sind.
Die erwähnten Ableitelemente können als separate Schaltungselemente se
pariert werden; es ist jedoch auch möglich, die Funktion der elektrischen Ab
leitelemente durch geeignete Dotierung des Piezomaterials der Biegebalken
Mit Fremdatomen in den einzelnen Biegebalken monolithisch zu implemen
tieren.
Die Polarisierung der einzelnen Biegeelemente kann vor der Herstellung der
gesamten Verbundanordnung erfolgen oder erst nach der Herstellung der
Verbundanordnung. Diese Verbundanordnung kann auch mit in der Halblei
terindustrie angewendeten Planarverfahren in monolithischer Form einzeln
und/oder im Nutzen aus der Fest- und/oder Flüssigkeits- und/oder Dampf-
und/oder Gasphase erfolgen.
Claims (8)
1. Piezoelektrischer Biegesensor zum Messen von Beschleunigungen,
insbesondere zur Verwendung in Sicherheitseinrichtungen für Kraft
fahrzeuge, bestehend aus einem Verbund aus einer durch zwei teil
baren Anzahl, insbesondere zwei in gegensinniger Polarisation über
einander geschichteten und elektrisch und mechanisch miteinander
verbundenen, aus piezoelektrischem Material bestehenden Biege
elementen, wobei die Verbundanordnung zur Abnahme eines
Beschleunigungssignales mechanisch an einer Referenzstelle befestigt
ist und das Beschleunigungssignal an den gegenüberliegenden
Außenelektroden (5, 6) der Verbundanordnung abgegriffen wird,
wobei zwischen den Biegeelementen (2, 3; 2a, 3a; 2b, 3b) zusätzliche Elektroden (4) vorgesehen sind,
dadurch gekennzeichnet, daß
wobei zwischen den Biegeelementen (2, 3; 2a, 3a; 2b, 3b) zusätzliche Elektroden (4) vorgesehen sind,
dadurch gekennzeichnet, daß
- a) parallel zu jedem Biegeelement zwischen den zusätzlichen Elektroden (4) sowie beiden Außenelektroden (5, 6) jeweils ein zu den Außen elektroden (5, 6) in Serie geschaltetes elektrisches Ableitelement (18) zum Ausgleich von Spannungen, die aufgrund pyroelektrischer Effekte bei Temperaturdifferenzen auftreten, vorgesehen ist,
- b) wobei jeweils zwischen zwei benachbarten Ableitelementen (18) eine elektrische Verbindung (9) zu einer der zusätzlichen Elektroden (4) abzweigt.
2. Piezoelektrischer Biegesensor zum Messen von Beschleunigungen,
insbesondere zur Verwendung in Sicherheitseinrichtungen für Kraft
fahrzeuge, bestehend aus einem Verbund aus einer durch zwei teil
baren Anzahl, insbesondere zwei in gegensinniger Polarisation über
einander geschichteten und elektrisch und mechanisch miteinander
verbundenen, aus piezoelektrischem Material bestehenden Biege
elementen, wobei die Verbundanordnung zur Abnahme eines
Beschleunigungssignales mechanisch an einer Referenzstelle befestigt
ist und das Beschleunigungssignal an den gegenüberliegenden
Außenelektroden (5, 6) der Verbundanordnung abgegriffen wird,
wobei zwischen den Biegeelementen (2, 3; 2a, 3a; 2b, 3b) zusätzliche Elektroden (4) vorgesehen sind,
dadurch gekennzeichnet, daß
zum Ausgleich von Spannungen, die aufgrund pyroelektrischer Effekte bei Temperaturdifferenzen auftreten,
wobei zwischen den Biegeelementen (2, 3; 2a, 3a; 2b, 3b) zusätzliche Elektroden (4) vorgesehen sind,
dadurch gekennzeichnet, daß
zum Ausgleich von Spannungen, die aufgrund pyroelektrischer Effekte bei Temperaturdifferenzen auftreten,
- 1. zwischen den zusätzlichen Elektroden (4) sowie einer der beiden Außenelektroden (5) jeweils ein zu den Außenelektroden (5, 6) in Serie geschaltetes elektrisches Ableitelement (18) sowie
- 2. zwischen den beiden Außenelektroden (5, 6) ein weiteres elektrisches Ableitelement (19) vorgesehen ist,
- 3. wobei jeweils zwischen zwei benachbarten Ableitelementen (18) eine elektrische Verbindung (9) zu einer der zusätzlichen Elektroden (4) abzweigt.
3. Biegesensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß die einzelnen elektrischen Ableitelemente (18, 19) ohm
sche Widerstände aufweisen.
4. Biegesensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß die einzelnen Ableitelemente (18'') nichtlineare span
nungsabhängige Bauteile (23), einfachsterweise eine Diode oder antiparallel
geschaltete Dioden, aufweisen.
5. Biegesensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß jedes Ableitelement (18'') eine Parallelschaltung ist, in de
ren erstem Zweig ein ohmscher Widerstand und in deren zweitem Zweig zu
mindest ein nichtlineares spannungsabhängiges Bauteil, insbesondere eine
Diode oder antiparallelgeschaltete Dioden, vorgesehen ist.
6. Piezoelektrischer Biegesensor nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ableitelemente (18) durch geeignete Do
tierung des Piezomaterials der Biegeelemente (2, 3) mit Fremdatomen in
den einzelnen Biegeelementen monolithisch implementiert ist.
7. Piezoelektrischer Biegesensor nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Polarisierung der einzelnen Biegeelemen
te (2, 3) vor oder nach der Herstellung der Verbundanordnung erfolgt.
8. Piezoelektrischer Biegesensor nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung der Verbundanordnung der
Biegeelemente (2, 3) aus der Fest- oder/und Flüssigkeits- oder/und Dampf-
oder/und Gasphase mit in der Halbleiterindustrie angewendeten Planarver
fahren in monolithischer Form einzeln oder/und im Nutzen erfolgt.
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