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Dissertation angenommen durch: Universität Duisburg-Essen, Campus
Duisburg, Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Abteilung
Elektrotechnik und Informationstechnik, 2003-10-15
BetreuerIn: Prof. Dr.-Ing. Edmund Gerhard ,
Universität Duisburg-Essen, Campus Duisburg, Fakultät für
Ingenieurwissenschaften, Abteilung Elektrotechnik und
Informationstechnik
GutachterIn: Prof. Dr.-Ing. Edmund Gerhard ,
Universität Duisburg-Essen, Campus Duisburg, Fakultät für
Ingenieurwissenschaften, Abteilung Elektrotechnik und
Informationstechnik
GutachterIn: Prof. Dr.-Ing. Peter Laws ,
Universität Duisburg-Essen, Campus Duisburg, Fakultät für
Ingenieurwissenschaften, Abteilung Elektrotechnik und
Informationstechnik
Schlüsselwörter in Deutsch: Ferromagnetika, Codierung, Wegmesssystem, Winkelmessung, Qualitätsmanagement, Fußmessung, Barcode, Geometrieparameter
Schlüsselwörter in Englisch: ferromagnetics, encoding, position measuring system, goniometry, quality management, foot measurement, barcode, geometric data
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Abstrakt in Deutsch
Der hohe Grad der Automatisierung in der industriellen Fertigung sowie
in weiten Teilen des täglichen Lebens erfordert wie der stetig
steigende Informationsbedarf der Gesellschaft eine messtechnische
Überwachung vielfältiger Prozess- und Umweltparameter. Sensoren wandeln
auf Basis physikalischer oder chemischer Effekte den Momentanwert einer
physikalischen Messgröße in ein äquivalentes elektrisches Signal um und
bilden so die Schnittstelle zwischen ei-nem technischen System und
dessen Umgebung. Magnetfeldsensoren etwa, wie die auf
galvanomagnetischen Effekten basierenden Sensorelemente Hall-Element
und Feldplatte, reagieren auf eine magnetische Wechselwirkung mit dem
Messobjekt oder rufen eine solche hervor. Den Ansatzpunkt der
vorliegenden Arbeit bildet die Betrach-tung der Komponenten
galvanomagnetischer Sensorsysteme als Gestaltelemente aus definiertem
Material, die durch Modifikation der konstruktiven Parameter als
Informati-onsträger genutzt werden. Die Variation von Anzahl, Anordnung
und/oder geo-metrischer Gestalt führt zu ein- oder mehrdimensional
strukturierten Systemkom-ponenten, welche die Bildung definierter
Sensorsystem-Topologien mit anwendungs-spezifischem Informationsgehalt
ermöglichen. Im Rahmen dieser Arbeit sind ver-schiedene neuartige
Sensorsysteme entstanden, die durch strukturierte Komponenten der
galvanomagnetischen Sensorik ein breiteres Anwendungsspektrum eröffnen
und den Einsatz in Bereichen der Messtechnik gestatten, die bislang von
Sensoren auf Basis anderer, meist optischer Effekte dominiert werden.
Ist die Zuordnung eines Sen-sorsignals zur Struktur einer
Systemkomponente reproduzierbar und eineindeutig, so lässt das Prinzip
der Strukturvariation auch eine gezielte Codierung definierter
diskreter Informationen zu. Den Abschluss der Arbeit bildet hierzu ein
Ansatz für die Entwicklung magnetischer Strukturcodes für die
Identtechnik.
Abstrakt in Englisch
The high degree of automation in industrial manufacturing and in many
areas of the daily life requires as well as the continuous rising need
for information of the society an technical measurement monitoring of
various process and environmental parameters. Sensors convert the
instantaneous value of a physical measured variable on basis of
physical or chemical effects into an equivalent electrical signal. They
build the interface between a technical system and its environment.
Magnetic field sensors, like the sensor elements Hall-Element and
magneto-resistor which are based on galvanomagnetic ef-fects, react to
a magnetic interaction with the item under test or cause such an
interac-tion. The starting point of the present study is built by the
treatment of the components of galvanomagnetic sensor systems as shape
elements out of defined material, which are used as information carrier
by modification of the constructional parameters. The variation of
number, arrangement and/or geometrical shape results in one- or
multidi-mensionally structured system components, which allow the
generation of defined sen-sor system topologies with custom-designed
information content. Within the framework of this work different new
sensor systems were developed, which open a broader appli-cation scope
to the galvanomagnetic sensor technology by structured components and
which permit the application of these sensors within purviews of the
measuring tech-nique, which are dominated so far by sensors on basis of
other, usually optical effects. If the allocation of a sensor signal to
the structure of a system component is reproducible and biunique, then
the principle of the structure variation also admits a purposeful
cod-ing of defined discrete information. For this a beginning for the
development of magnetic structure codes for the identification
technology forms the conclusion of this thesis.
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