Hintergrund: Produktentwicklung in amos.Das applikationszentrum für mikrooptische systeme bietet Unternehmen den Zugriff auf Technologien der Mikrosystemtechnik, der optischen Sensorik und der Mikrooptik. Der besondere Vorteil liegt in der Verknüpfung dieser verschiedenen Welten, so dass heutige und zukünftige Anforderungen an Miniaturisierung und Integration im System erfüllt werden können.

Optimales Gleichgewicht in jeder Lage. Als Nulllagenindikator er-mittelt eLiSe selbstkalibrierend extrem genau die Richtung einer Neigung. Das macht ihn zur optimalen Systemkomponente, wenn es um eine exakte Nivellierung im Winkelsekundenbereich geht. Der elektronische Libellensensor arbeitet dabei nach dem gra-vimetrischen Grundprinzip – das physikalische Resultat aus der

Vorteil: Extrem genaue Nulllagenbestimmung.Gravitation der Erde und der Fliehkraft ihrer Rotation. Keine Null-punktdrift, hohe Langzeitstabilität und Schockunempfi ndlichkeit empfehlen ihn für mobile und robuste Anwendungen. Ungefähr so groß wie ein 10 Cent-Stück ist der Sensor ausreichend fi ligran – unter anderem ein Vorteil bei der Integration in andere tech-nische Systeme.

Die opto-elektronische Sensorplattform „eLiSe“ ist eine gemeinschaftliche Entwicklung des CiS Forschungsin-stitut für Mikrosensorik und Photovoltaik GmbH, der Sartorius AG und der Stahl Präzisionslibellen KG.

amos applikationszentrum mikrooptische systeme amCiS Forschungsinstitut für Mikrosensorik und Photovoltaik GmbH

Perfekt ausgerichtet.

Elektronischer Libellensensor eLiSe.

adaptierbar

selbstkalibrierend

extrem präziserobust

zuverlässig

schockunempfi ndlich

modular aufgebaut

hohe Signalqualität

innovativ

kostengünstig

keine Nullpunktdrift

klein

schnell

vielseitig anwendbar

automatische Fertigung

fl exibel

Perfekt ausgerichtet.

Elektronischer Libellensensor eLiSe.Konrad-Zuse-Str. 14D-99099 ErfurtTel.: +49.361.663.1475Fax: +49.361.663.1476www.amos-solution.de

Perfekt ausgerichtet.

Elektronischer Libellensensor eLiSe. Modul 2: Opto-elektronisches Abtastmodul

Die Präzisions-Dosenlibelle ist direkt am Messmodul platziert, in dem sich ein Siliziumchip sowie optische Bauelemente befi nden: eine Lichtquelle (LED) sowie Lichtempfänger, die im gleichen Abstand von der Lichtquelle entfernt an der Oberfl äche des Siliziumchips angeordnet sind. Die von der Lichtquelle ausgehenden Strahlen werden von der Unterseite des Deckglases re-fl ektiert und erzeugen auf dem Messmodul einen Lichtfl eck, der sehr genau ausgewertet wer-den kann.

Modul 3: Auswerteelektronik undVisualisierungssoftware

Die Auswertung wird über ein Programmable System on Chip (PSoC) realisiert und verfügt standardmäßig über eine I2C-Schnittstelle. Dies garantiert eine leichte Handhabung und Kompatibilität zu peripheren elektronischen Geräten. Eine speziell angepasste Software visualisiert die Messdaten auf Ihrem Rechner. Sie meldet optisch oder akustisch, wenn ein Toleranzbereich verlassen wird. Steuerungs- und Regelungsprozesse lassen sich durch zusätzliche aktorische Komponenten realisieren, so dass z.B. Qualität und Zuverlässigkeit von Fertigungsprozessen überwacht werden können.

Als Oberbegriff für eine neue Klasse opto-elektronischer 2D-Null-lagen-Indikatoren funktioniert eLiSe extrem präzise und sehr zu-verlässig. Das opto-elektronische Abtastmodul besteht aus vier

Optisches Wirkprinzip.Fotodiodensegmenten mit integrierter Beleuchtungseinheit. Das in die Dosenlibelle eingestrahlte Licht wird im Bereich der Gas-blase diffus refl ektiert. Mittels einer klassischen 4-Quadranten-Auswertung wird die Position des Schwerpunktes der refl ektie-renden Fläche aus den Einzelströmen berechnet. Das refl ektierte Licht wird von den nahe angeordneten Empfängern mit einem sehr guten Si-gnal-Rausch-Verhältnis und hoher Nachweisempfi ndlichkeit erfasst. Innerhalb des Messbereiches des Systems kann somit die Po-sition der Blase exakt bestimmt und die Verkippung berechnet werden.

Alles im Lot. Im Alltag meint diese Aussage meist, dass wir uns im Gleichgewicht befi nden, dass alles ok ist. Eine optimale Ausgangssituation. Auch in Wissenschaft und Technik ist eine exakt

ausgerichtete Ausgangslage wichtig. In vielen Situationen können selbst minimale Abweichungen von diesem perfekten Null- oder Referenzpunkt fatal sein. So zum Beispiel in der Pharmabranche beim Wägen von Medikamenten oder in der Produktionstechnik.

Die Idee: ein Neigungssensor,nach dem sich Maschinen richten.

Das CiS Forschungsinstitut für Mikrosensorik und Photovoltaik GmbH hat deshalb zusammen mit den Partnern Sartorius AG und Stahl Präzisionslibellen KG den elektronischen Libellensensor eLiSe entwickelt. Eine innovative Verknüpfung von traditioneller Messtechnik und modernem Optik-Know-how sowie langjähriger Erfahrung in der Mikrosensorik. Ganz wichtig: eLiSe versteht sich

als technologische Plattform und kann auf unterschiedlichste Bereiche – etwa in der Präzi-sionsmesstechnik, dem Maschinenbau oder der Geodäsie kundenspezifi sch adaptiert werden. Die Innovation: Mit eLiSe ist es möglich, Lageveränderungen optisch automatisiert zu erken-nen, in analoge Signale umzuwandeln und gegebenenfalls zu korrigieren.

Die drei Komponenten von eLiSe.Angelegt als technologische Plattform, wird der elektronische Libellensensor auf Ihre spe-

ziellen Kundenbedürfnisse angepasst. Der Nullpunktindikator ist modular aufgebaut und besteht aus drei Komponenten:

Modul 1: Präzisions-Dosenlibelle

Die Eigenschaften der Präzisionsdosenlibelle bestimmen den Messbereich und die Empfi nd-lichkeit des eLiSe-Gesamtsystems. Sie variieren je nach Anforderungsprofi l und sind exakt

auf Messaufgabe und Abtastmodul abgestimmt. Die Libelle (von lat. Libella – kleine Waage) ist von einem Gehäuse umschlossen, in dem sich eine Flüssigkeit und eine Gasblase befi nden.

Entwickelt als technologische Plattform ist eLiSe kunden-spezifi sch adaptierbar in den unterschiedlichsten Bereichen wie:

Präzisionsmesstechnik,

Analytik,

Maschinenbau,

Technologische Spezialausrüstungen,

Bauwesen,

Geodäsie.

Auswerte-elektronik

Libellen-sensor

Aktorik

SteuernMessen Regeln