Doctor's Theses (authored and supervised):
R. Steindl:
"Impedanzgesteuerte Oberflächenwellen-Transponder für die Sensorik";
Supervisor, Reviewer: F. Seifert;
Institut für Industrielle Elektronik und Materialwissenschaften,
2001.
English abstract:
In the thesis a new concept concerning the radio request of remote passive sensors not accessible by wires
is investigated. To this end, a surface acoustic wave (SAW) delay line is used as a transponder for
conventional sensors with variable electrical impedance. The characteristics of the SAW transponders and
sensors are approximated with mathematical models. With the help of these models an optimal tuning is
calculated and the entire sensor is numerically simulated. The results of the simulation could be verified by
measurements. The ancillary conditions necessary for the design of a radio sensor are discussed. The
various principles of radio request are discussed and possibilities for the simplification of the request
devices are shown. The characteristics of the radio link are investigated with particular regard to the SAW
sensor technology. The effects of real request devices on the accuracy of the measurement are calculated, in
particular additive noise of the radio link and the amplifier. A measuring system with a number of different
configurations was used for carrying out measurements of sensors. The measurements were executed both
in the laboratory and in practical fields of application (rough conditions): Sensors were installed in a car tire,
and both temperature and pressure of the tire were measured at speeds of up to 140 km/h. The friction
values with dry and wet roadway were determined by measuring the tread elements' deformation. Further
applications of the radio sensor technology with SAW transponders and conventional sensors as well as a
view to future main points of work within this area form the last part of this paper.
German abstract:
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde ein neues Konzept zur Funkabfrage von passiven Sensoren
untersucht. Dazu kommt eine Oberflächenwellen (OFW) -Laufzeitleitung als Transponder für konventionelle
Sensoren mit variabler Impedanz zum Einsatz. Die Eigenschaften der OFW-Transponder und Sensoren
wurden mit mathematischen Modellen angenähert. Mit diesen Modellen wurde eine optimale Abstimmung
errechnet und der gesamte Sensor numerisch simuliert. Die Ergebnisse der Simulation konnten durch
Messungen verifiziert werden. Die zum Entwurf eines Funksensors notwendigen Randbedingungen werden
erörtert. Es werden die verschiedenen Prinzipien der Funkabfrage diskutiert und Möglichkeiten zur
Vereinfachung der Abfragegeräte angegeben. Die Eigenschaften des Funkkanals werden speziell in
Hinblick auf die OFW-Sensoranwendung dargestellt. Die Auswirkungen von realen Abfragegeräten auf die
Genauigkeit der Messung werden berechnet, insbesondere additives Rauschen der Funkübertragung und
der Verstärker. Mit einem Meßsystem wurden in unterschiedlichsten Konfigurationen Messungen an
Sensoren durchgeführt. Die Messungen konnten sowohl im Labor wie auch in rauher Einsatzumgebung
durchgeführt werden. Es wurden Sensoren in einem Autoreifen montiert und während der Fahrt bis 140 km/h
die Temperatur und der Reifenluftdruck gemessen. Über die Verbiegung einzelner Profilelemente konnte
der Reibwert bei trockener und nasser Fahrbahn ermittelt werden. Weitere Anwendungen der Funksensorik
mit OFW-Transpondern und konventionellen Sensoren sowie ein Ausblick auf weitere Arbeitsschwerpunkte
in diesem Bereich schließen die Arbeit ab.
Created from the Publication Database of the Vienna University of Technology.