Vorteile, Funktionsweise und Vergleich mit Dickschichtsensoren
Sputtered Thin Film Drucksensoren (auf Deutsch oft „Dünnschicht-Drucksensoren“ genannt) werden eingesetzt, um Druck präzise zu messen – besonders in anspruchsvollen Umgebungen. Sie finden Anwendung in Bereichen wie Luft- und Raumfahrt, Schifffahrt, Bahn, Nutzfahrzeugen (z. B. Gabelstapler, Kräne, Walzen) sowie in hydraulischen Systemen.
In diesem Artikel erklären wir:
Wie diese Sensoren funktionieren
Welche Vorteile sie haben
Wie sie sich von Dickschichtsensoren unterscheiden
Was ist ein Sputtered Thin Film Drucksensor?
Diese Sensoren basieren auf der Dünnschichttechnologie. Dabei werden extrem dünne Widerstandsschichten auf eine Edelstahl-Membran aufgebracht. Diese Schichten bilden eine sogenannte Wheatstone-Brücke.
Wenn Druck auf die Membran wirkt, verformt sie sich leicht. Dadurch ändert sich der Widerstand der Schichten, und es entsteht ein elektrisches Signal, das proportional zum Druck ist. Nach einer Signalverarbeitung wird daraus ein genormter elektrischer Ausgangswert erzeugt – der Messwert.
Die wichtigsten Vorteile von Dünnschicht-Drucksensoren
1. Hohe Genauigkeit und Zuverlässigkeit
Durch die präzise Steuerung der Schichtdicke sind sehr genaue Messungen möglich.
Die Sensoren bieten gute Wiederholbarkeit und Langzeitstabilität.
2. Ideal für raue Einsatzbedingungen
Der Sensor ist komplett verschweißt, ohne Dichtungen oder Füllöl.
Dadurch ist er unempfindlich gegen Vibration, Schläge, Korrosion und Druckspitzen.
Kein Risiko von Leckagen.
3. Breiter Temperaturbereich
Standardmäßig einsetzbar von -40 °C bis 125 °C, auf Wunsch auch -55 °C bis 150 °C.
Einsatz moderner Technologien wie Laserabgleich sorgt für präzise Temperaturkompensation.
4. Schnelle Reaktionszeit
Da der Druck direkt auf den Edelstahl-Kern wirkt (ohne Füllflüssigkeit oder zusätzliche Membran), reagiert der Sensor besonders schnell und exakt.
5. Kompakte Bauform
Die Sensoren sind klein und robust, ideal für Anwendungen mit wenig Platz, wie z. B. in mobilen Maschinen oder kompakten Hydraulikeinheiten.
Herausforderungen und Hinweise
Die Verbindung zwischen Sensorelement und Gehäuse muss hochwertig sein – schlechte Verbindung kann bei Dauerbelastung zum frühen Ausfall führen.
Die Herstellung erfordert teure Vakuumanlagen und Reinräume.
Nur erfahrene Hersteller wie Macsensor können eine kontaminationsfreie Produktion mit hoher Prozessstabilität garantieren.
Typische Einsatzgebiete
Unsere Dünnschicht-Drucksensoren sind speziell für schwierige Bedingungen ausgelegt:
Kavitation
Wasserhammer-Effekte
Hohe Druckspitzen
Starke Vibrationen
Leistungs- und Druckschwankungen
Sie werden z. B. in Bau- und Landmaschinen sowie industriellen Hydrauliksystemen erfolgreich eingesetzt.
Vergleich: Dünnschicht vs. Dickschicht-Drucksensoren
Merkmal | Dünnschicht | Dickschicht |
Schichtdicke | ca. 0,1 µm | deutlich dicker |
Herstellung | Metallfilm im Vakuum | Paste mit Metalloxiden, eingebrannt |
Genauigkeit | Sehr hoch | Geringer |
Temperaturverhalten | Sehr gut | Durchschnittlich |
Kosten | Höher | Günstiger |
Einsatzbereich | Präzise, anspruchsvolle Anwendungen | Einfache, kostenkritische Anwendungen |
Die Zukunft der Dünnschichtsensoren
Dank fortlaufender Forschung entwickeln sich diese Sensoren stetig weiter:
Noch kompaktere Bauformen
Digitale und intelligente Funktionen
Mehr Integration in moderne Systeme
Sie werden zukünftig eine wichtige Rolle in Fahrzeugen, Maschinen und Industrieanlagen spielen.
