DMSplusX – jauges de contrainte intelligentes pour capteurs à autosurveillance

Le projet DMSplusX, financé par le Fonds européen de développement régional (FEDER) en collaboration avec la Chancellerie d'État de la Sarre, se concentre sur l'extension de la fonctionnalité des jauges de contrainte à film mince (DMS). Grâce à des méthodes de structuration innovantes et à l'utilisation de couches minces fonctionnelles, des jauges de contrainte multisensorielles doivent être créées, qui peuvent saisir simultanément plusieurs grandeurs de mesure avec la même utilisation de surface. En outre, le projet vise à développer un algorithme qui enregistre, analyse et utilise les valeurs disponibles pour compenser, par exemple, les paramètres dépendants de la température d'un capteur de force.

Les nouvelles bandes de mesure sont développées en collaboration avec la société CeLaGo Sensors GmbH, le spécialiste des éléments de capteurs spécifiques au client, et testées au sein du groupe de recherche sur la technologie des couches minces à la htw saar sous la direction du professeur Schultes.

problématique

Les jauges de contrainte commerciales sont établies depuis des décennies sur le marché de la technologie de mesure de la force, de la pression et du couple. En tant qu'éléments capteurs primaires, ils convertissent les dilatations provoquées par des contraintes mécaniques sur les éléments de construction en un signal électrique et sont utilisés, entre autres, dans les balances de personnes et de supermarchés ou dans la technique de production pour la mesure de la force. En raison du principe de fonctionnement et de la structure des capteurs de dilatation, une grande partie de la surface du capteur doit être utilisée pour produire une résistance électrique mesurable qui sert uniquement à mesurer la dilatation. C'est là que les nouveaux DMS à film mince entrent en jeu. Grâce à l'utilisation de couches minces et hautement sensibles à la dilatation en combinaison avec des méthodes de structuration innovantes, les capteurs de dilatation doivent pouvoir être équipés d'autres fonctionnalités de mesure. Il en résulte des capteurs entièrement nouveaux qui ne sont pas encore disponibles et qui peuvent être utilisés, par exemple, pour la maintenance prédictive (Predictive Maintenance).

Objectif

À la fin du projet, des capteurs multifonctionnels sont disponibles pour collecter des informations climatiques supplémentaires afin d'augmenter la précision de mesure du signal du capteur grâce à des mesures de compensation appropriées. Le développement d'un algorithme applicable pour la surveillance de l'état est considéré comme un défi particulier. Les signaux des différentes mesures telles que l'allongement, la température et l'humidité de l'air doivent être utilisés pour détecter de manière sûre et fiable un défaut d'encapsulation hermétique ou une dérive du signal liée au vieillissement d'un capteur de force.

Procédure à suivre

Sur la base des connaissances approfondies du groupe de recherche et en étroite collaboration avec la société CeLaGo Sensors, les structures de mesure en question sont développées et réalisées dans plusieurs boucles d'itération et à l'aide d'analyses FEM basées sur la simulation. De nombreuses séries de tests doivent démontrer le fonctionnement et la diaphonie des structures de mesure sur les flux transversaux dans différentes conditions climatiques. Final vise un jauge de contrainte multisensorielle capable de mesurer à la fois l'allongement, la température et l'humidité de l'air, idéalement indépendamment les uns des autres. A cela s'ajoute le développement d'une électronique qui permet d'enregistrer et d'analyser les données de mesure disponibles. L'électronique constitue la plate-forme pour la réalisation de l'algorithme de surveillance de l'état.

Résultats/état d'avancement du projet

Au cours du projet, différentes structures de mesure de l'humidité ont déjà été étudiées et testées. La variante la plus prometteuse a été intégrée avec succès dans la disposition DMS existante avec une structure de mesure dépendante de la température. Ainsi, il existe des premiers jauges de contrainte multisensorielles qui doivent encore démontrer leur fonctionnalité en tant que prototypes lors d'essais climatiques complexes et d'essais à long terme. En outre, un capteur de force doit être développé avec lequel on peut effectuer les mesures de compensation prévues avec une électronique auto-conçue avec les jauges de contrainte multisensorielles.

Concept de valorisation:

À la fin du projet, un démonstrateur sera créé sous la forme d'un capteur de force, qui servira d'exemple d'application pour démontrer une utilisation judicieuse des jauges de contrainte multisensorielles. Les enseignements tirés des séries de tests alimentent directement le développement de la société collaborative CeLaGo Sensors et servent à élargir le portefeuille de produits et à développer de nouveaux domaines d'application.

Personne à contacter: Dennis Vollberg
Direction du projet: Prof. Dr. Günter Schultes
Durée: 01.11.2019 – 31.07.2022
Financé par: UE (FEDER), Chancellerie d'État de la Sarre

Catégorie: Détection intelligente multimodale

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