Dielektrische Elastomer-Sensoren

Abstract:
Dielektrische Elastomersensoren (DES) sind eine neue Klasse von mechanischen Sensoren zur Messung von Dehnungen, Drücken oder Kräften bei großen Verformungen. Sie bestehen aus einer Elastomerfolie, die mit hochflexiblen Elektroden beschichtet ist. Der Sensoreffekt entsteht durch die Veränderung der elektrischen Kapazität bei der Verformung der Elastomerfolie. Zum Nachweis des Einsatzpotentials von DES wurden drei Modellsensoren mit unterschiedlichen Wirkprinzipien aufgebaut und untersucht. Für einen Dehnungssensor und einen Drucksensor wurden geringe Hysteresen und gute Reproduzierbarkeiten der Kapazität von etwa 1 % festgestellt. Der Messbereich und die Empfindlichkeit dieser Sensoren lassen sich durch die Materialauswahl und die geometrischen Maße in einem weiten Rahmen einstellen. Darüber hinaus wurde ein zweidimensionales Sensorarray aufgebaut, mit dem sich Verformungen oder Kräfte auf einer Fläche lokalisieren lassen.