Projekt THERMULAB
Die entwickelte hochgenaue Sensorelektronik arbeitet bei 150 °C und macht Industrieanlagen und Verbrennungsmotoren effizienter.
Um den thermodynamischen Wirkungsgrad von Gaskraftwerken oder Verbrennungsmotoren zu steigern, wird die bis zu 1200 °C hohe Prozesstemperatur bis nahe an die thermische Belastungsgrenze der verarbeiteten Materialien erhöht. Es sind hochpräzise Temperaturmessungen an zahlreichen Stellen notwendig, um diese Grenze nicht zu überschreiten. Das IMMS hat einen ASIC für ein kompaktes, intelligentes Hochtemperatur-Sensorsystem entwickelt. Der bei 150 °C arbeitende Mikrochip unterstützt in Verbindung mit einem Thermoelement Temperaturmessungen im Bereich von -40°C bis 1200 °C mit einer Genauigkeit von 1°C.
Ein digitaler Datenbus macht die Vernetzung im Vergleich zu etablierten Lösungen einfacher und durch weniger Leitungen leichter und kostengünstiger. Die Daten der Sensoren können dezentral ausgewertet werden und die Energieeffizienz wird deutlich verbessert. Sensorfusion und Datenkompression erlauben eine wesentlich geringere Datenrate, wodurch weniger Energie gebraucht wird.
Die komplexen Anforderungen des Mikrochips mit hohem Temperaturbereich, großen digitalen Blöcken und hochpräzisen analogen Komponenten machten einen aufwendigen Testaufbau notwendig. Das IMMS hat den Mikrochip bereits auf dem Halbleiterwafer verifiziert und charakterisiert. Für die dafür erforderliche Probecard haben die Forscher den Schaltplan erstellt, die Schaltung simuliert, das Layout entworfen und die Leiterplatte aus vier Lagen aufgebaut, die unter anderem 30 Relais für die Umsetzung der Testspezifikation und die Anschlüsse zum Testsystem enthält.
Akronym / Name:
THERMULAB / Thermodynamische Multisensorik zur Überwachung von Hochtemperaturprozessen, insbesondere in Abgaskanälen – Hochtemperaturtaugliches Smart-Sensor-InterfaceLaufzeit:2010 – 2012
Anwendung:
|Hochtemperatur-Elektronik| Temperaturmesstechnik| Industrielle MesstechnikForschungsfeld:Integrierte Sensorsysteme
Zugehörige Inhalte
Referenz
Lutz Langelueddecke, Melexis
„Das IMMS hat für Melexis einen Controller-gesteuerten Mixed-Signal-IC modelliert und verifiziert. Die hohe technische Kompetenz bestätigt erneut die guten Erfahrungen, die wir über die letzten Jahre in der Zusammenarbeit mit dem IMMS gemacht haben.“
A Digitally Trimmable Wide Temperature Range 0.35-µm CMOS On-Chip Precision Voltage Reference
Jun Tan1. Marco Reinhard1. Dirk Nuernbergk2. Eckhard Hennig1.13. ITG/GMM-Fachtagung: Entwicklung von Analogschaltungen mit CAE-Methoden (Analog), Aachen, 2013, CD-ROM, ITG-FB 239, ISBN 978-3-8007-3467-2
1IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme gemeinnützige GmbH, Ilmenau. 2FH Jena, Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik.FachartikelA Digitally Trimmable Wide Temperature Range 0.35-µm CMOS On-Chip Precision Voltage Reference
Jun Tan1. Marco Reinhard1. Dirk Nuernbergk2. Eckhard Hennig1.13. ITG/GMM-Fachtagung: Entwicklung von Analogschaltungen mit CAE-Methoden (Analog), Aachen, 04.03.2013 - 06.03.2013
1IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme gemeinnützige GmbH, Ilmenau. 2FH Jena, Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik.VortragHW/SW-Co-Entwurf einer intelligenten Sensor-Schnittstelle mit Hilfe eines schnellen, Zyklenzahl-genauen, RTL-nahen Befehlssatz-Simulators
Gregor Nitsche1. Eckhard Hennig1. Georg Gläser1.15. Workshop Methoden und Beschreibungssprachen zur Modellierung und Verifikation von Schaltungen und Systemen (MBMV), 2012, Kaiserslautern, 05.03.2012-07.03.2012
1IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme gemeinnützige GmbH, Ilmenau.VortragAnwendung modellbasierter Verfahren beim Entwurf eines Smart-Sensors
K. Agla1. S. Engelhardt1.11. Microcontroller-Applikation/eingebettete Systeme-Workshop. Wissenschaftliche Zeitschrift der Hochschule Mittweida Nr. 2/2011. S. 43-45
1IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme gemeinnützige GmbH, Ilmenau.Fachartikel
Pressemitteilung,
IMMS hat sein SENT-Transmitter-IP für die nächste Generation von intelligenten Sensoren in Automobilanwendungen weiterentwickelt
SENT ist ein digitales Punkt-zu-Punkt-Kommunikationsverfahren für die Übertragung von hochaufgelösten Sensordaten von einem intelligenten Sensor an eine Steuereinheit. In der Automobilindustrie wird es als kostengünstige Alternative zum LIN- und CAN-Busstandard eingesetzt, um beispielsweise die Abgastemperatur an das Motorsteuersteuergerät (ECU) zu übertragen. Die neuste Version des SENT-Transmitter-IP des IMMS „D2026C“ unterstützt nun auch die Übertragung von bis zu 16-Bit-Daten von zwei…
Pressemitteilung,
IMMS-Entwicklungen für mehr Energieeffizienz - SENSOR+TEST 2012
Das IMMS präsentierte auf der Messe SENSOR+TEST drahtlose Sensornetzwerke und ein intelligentes Hochtemperatur-Sensorsystem, die die Energieeffizienz verbessern.
Kontakt
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Eric Schäfer, M. Sc.
Leiter Mikroelektronik und Institutsteil Erfurt
eric.schaefer(at)imms.de+49 (0) 361 663 25 35
Eric Schäfer und sein Team erforschen Integrierte Sensorsysteme und hier insbesondere CMOS-basierte Biosensoren, ULP-Sensorsysteme und KI-basierte Entwurfs- und Testautomatisierung. Die Ergebnisse fließen in die Forschung an den Leitthemen Sensorsysteme für die In-vitro-Diagnostik und RFID-Sensoren ein. Er unterstützt Sie mit Dienstleistungen rund um die Entwicklung integrierter Schaltungen und mit KI-basierten Methoden für komplexe IC-Entwürfe.
Förderung
Das Projekt Thermulab wurde gefördert vom Freistaat Thüringen durch Mittel der Europäischen Union im Rahmen des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) unter dem Förderkennzeichen 2009 FE 9086.