Mikromechanische Drucksensoren von Bosch

Bereits über 100 Millionen Drucksensoren von Bosch sind weltweit in Fahrzeugen unterschiedlicher Hersteller im Einsatz. Sie messen beispielsweise den Luftdruck in der Umgebung oder den Druck im Saugrohr sowie den Öldruck und den Druck im Kraftstoffsystem. Auch beim Bremskraftverstärker und für die Airbag-Steuerung kommen Drucksensoren von Bosch zum Einsatz.

Mit dem "SMD085" liefert Bosch einen der ersten mikromechanischen Drucksensoren für die Messung des barometrischen Höhendrucks im standardisierten SMD-Gehäuse (Surface Mounted Device). Der Sensor misst den Umgebungsdruck im Bereich von 0,6 bis 1,15 bar. Mit diesen Informationen passt die Motorsteuerung die Kraftstoffverbrennung dem aktuellen Atmosphärendruck an. Motoren laufen damit auch in großen Höhen, etwa bei der Überquerung von Alpenpässen, sauber und sparsam.

Die Messzelle des in Volumen-Mikromechanik hergestellten Drucksensors besteht aus einem Silizium-Chip, in den eine dünne Membran mit einer Kantenlänge von rund 1 Millimeter eingeätzt wird. In diese Membran sind vier Dehnwiderstände eindiffundiert, deren elektrischer Widerstand sich unter mechanischer Spannung ändert (piezoresistiver Effekt). Dabei können bereits MINImale Durchbiegungen von etwa 0,1 bis einem tausendstel Millimeter gemessen werden. Die Anordnung der Messwiderstände folgt dem Prinzip der Wheatstone´schen Brückenschaltung, die die Messspannung verstärkt. Die Auswertung der Signale erfolgt direkt auf dem Chip. Die Ausgangsspannung liegt zwischen 2,3 und 4,5 Volt.

Der Atmosphärendrucksensor SMD085 hat eine Grundfläche von nur 7 mal 8 Millimetern und sein Gehäuse ist gerade einmal 4,6 Millimeter hoch. Neben seinen geringen Abmessungen und der kleinen Masse bietet der Winzling noch weitere Vorteile. Das integrierte Konzept macht externe Regelkreise unnötig und erhöht die EMV-Sicherheit (elektromagnetische Verträglichkeit). Die Messgenauigkeit ist mit 0,01 bis 0,012 bar hoch, der Stromverbrauch ist mit nur 8,5 Milliampere sehr niedrig. Als einziger Sensor dieser Art im Markt ist der Bosch-Drucksensor diagnosefähig. Da er mit verschiedenen Kennlinien lieferbar ist, lässt er sich flexibel an verschiedene Anwendungen anpassen.