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1. (WO2017008784) VERFAHREN UND EINRICHTUNG ZUR ELEKTRISCHEN KRAFTMESSUNG MITTELS ISOLATIONSDÜNNSCHICHT

Pub. No.:    WO/2017/008784    International Application No.:    PCT/DE2016/100305
Publication Date: Fri Jan 20 00:59:59 CET 2017 International Filing Date: Sun Jul 10 01:59:59 CEST 2016
IPC: G01L 1/18
G01L 1/20
G01L 1/26
Applicants: KLEMM, Jan
Inventors: KLEMM, Jan
Title: VERFAHREN UND EINRICHTUNG ZUR ELEKTRISCHEN KRAFTMESSUNG MITTELS ISOLATIONSDÜNNSCHICHT
Abstract:
Einrichtung zum elektrischen Messen einer Kraft F, die mindestens zwischen zwei zusammengepressten Metallelektroden (1) und Metallelektrode (3) wirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallelektroden aus Hartmetall, Stahl oder niederohmigen Metallschichten auf Keramik-, Glas- oder Kunststoffkörpern mit einem elektrischen Widerstand im Bereich weniger Milliohm bis kleiner gleich zehn Ohm und einer mittleren Rautiefe Ra kleiner gleich 400 Nanometer eine kraftunabhängige Leitfähigkeit an den Kontaktflächen besitzen, und die Kraft direkt auf eine Isolationsdünnschicht (2) oder eine Mehrlagenisolationsdünnschicht (2), die zwischen einer Metallelektrode (1) und einer Metallelektrode (3) formschlüssig angeordnet ist, wirkt, die aus Zinkoxid oder stochastisch reduziertem Aluminumoxid Al2Ox, wobei x=2.4 bis x=2.8 oder Siliziumkarbid oder DLC-Schicht [diamond like carbon] besteht, bei geringster relativer Verformung im Bereich gleich, kleiner 0,1 Promille der Metallelektrode (1) und Metallelektrode (3), und dass eine Referenzmetallelektrode (4), die unabhängig vom zu messenden Kraftfluss angeordnet ist und unter konstanter Haltekraft eines Befestigungselementes (5) fixiert ist, durch die baugleiche Isolationsdünnschicht (2) oder die Mehrlagenisolationsdünnschicht (2) mit exakt gleichem physikalischen Verhalten elektrisch auf die Metallelektrode (3) wirkt, so dass dieser Referenzwiderstand der Isolationsdünnschicht zwischen Metallelektrode (3) und Metallelektrode (4) unter konstanter Andruckkraft zur vollständigen Temperaturkompensation der Messanordnung als Halbbrücke oder Vollbrücke angewendet wird, indem auf dem Strompfad in Reihenschaltung über die Metallelektrode (1) über die Isolationsdünnschicht (2) nach Metallelektrode (3) über die Isolationsdünnschicht (2) nach Metallelektrode (4) ein definierter Strom einer hochpräzisen Stromquelle (6) fließt, so dass über der Isolationsdünnschicht zwischen der Metallelektrode (1) und der Metallelektrode (3) eine kraftabhängige Spannung (8) und zwischen der Metallelektrode (3) und Metallelektrode (4) einer referenzierenden Isolationsdünnschicht (2) eine Referenzspannung (9) abfällt, deren Spannungsverhältnis temperaturunabhängig ist, wobei die resultierende Brückenspannung der Messbrücke oder das direkt gemessene Spannungsverhältnis eine stetige, hochauflösende und exakt beschreibare und wiederholbare Funktion zur einwirkenden Kraft unabhängig von der Betriebstemperatur der Einrichtung zum elektrischen Messen einer Kraft definiert.