Mikrosensor für gleichzeitige Feuchte- und Temperaturmessung mit dreidimensional strukturierten Interdigitalelektroden

Abstract:
Es wird ein neuartiger Sensor vorgestellt, der die gleichzeitige Messung von Temperatur und relativer Luftfeuchte bei rascher Ansprechzeit ermöglicht. Die sensitive Fläche besteht aus zwei kammartig ineinander greifenden planaren Interdigitalektroden. Auf jedem Elektrodenfinger ist ein zum nächsten Finger überkragender Balken aus einem metallischen Schichtstapel aufgebracht. Zwei Sensortypen dieser Art, die sich in den geometrischen Abmessungen und den Materialien der Balken unterscheiden, wurden in einer Klimakammer über 20 Stunden hinweg verschiedenen Feuchten und Temperaturen ausgesetzt; dabei wurde fortlaufend die Sensorimpedanz im Frequenzbereich von 10 kHz bis 2,5 MHz aufgenommen. Aus den Impedanzspektren und Klimadaten wurde das Kennlinienfeld des Sensors extrahiert. Damit lassen sich die Temperatur und relative Feuchte aus der Sensorimpedanz bei lediglich zwei Frequenzen ableiten.