Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Forscher vom Fraunhofer IIS erhalten Joseph-von-Fraunhofer-Preis für 3D-Hall-Sensor

11.06.2013
Für die Entwicklung eines Magnetfeldsensors, den 3D-Hall-Sensor, erhalten Michael Hackner, Dr.-Ing. Hans-Peter Hohe und Dr.-Ing. Markus Stahl-Offergeld vom Fraunhofer IIS aus Erlangen den Joseph-von-Fraunhofer-Preis 2013.

Dieser wird seit 1978 jährlich von der Fraunhofer-Gesellschaft für herausragende wissenschaftliche Leistungen ihrer Mitarbeiter und anwendungsnahe Problemlösung vergeben. Mehr als 200 Forscherinnen und Forscher haben die Auszeichnung bisher erhalten, die 2013 erstmals mit 50 000 Euro dotiert ist. Die Preisverleihung fand am 10. Juni in Hannover statt.

Magnetfeldsensoren messen berührungslos und verschleißfrei die Position von Maschinenteilen und Produkten – in einem modernen Auto überwachen rund 100 solche Sensoren zum Beispiel Gurt- und Türschlösser, registrieren die Stellung der Pedale oder werden für ABS, EPS und Motorsteuerung eingesetzt.

Eine kostengünstige und robuste Lösung. Allerdings erfassen herkömmliche Sensoren meist nur die Feldstärke des senkrecht zur Chipoberfläche gelegenen Magnetfelds. Das ist oft ausreichend, aber störanfällig und ungenau. Michael Hackner, Dr.-Ing. Hans-Peter Hohe und Dr.-Ing. Markus Stahl-Offergeld vom Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS reichte das nicht aus. Sie wollten eine exakte Positionsmessung mit den Vorteilen der Magnet- feldsensoren und entwickelten einen 3D-Hall-Sensor.

Fertigung mit Standardprozessen

»Zunächst verschalteten wir mehrere Sensoren auf einem Chip miteinander, um die Messgenauigkeit der einzelnen Sensoren zu erhöhen«, sagt Markus Stahl-Offergeld. »Dann ordneten wir die Sensoren so an, dass sie das dreidimensionale Magnetfeld in einem Punkt messen können. Ergebnis waren unsere Pixelzellen«. So entstand eine neue Generation von 3D-Hall-Sensoren, die alle drei Raumachsen eines Magnetfelds erfassen und die exakte Position eines Objekts berechnen können. Für jede der drei magnetischen Achsen verfügt der Sensorchip über einen eigenen Sensor.
Diese sind in der Pixelzelle zusammengelegt und erreichen je nach Messgeschwindigkeit eine Auflösung von wenigen Mikrotesla. Tesla ist die Einheit für die magnetische Flussdichte. Ebenfalls direkt auf dem Chip integriert ist die Auswerteelektronik und eine Spule, die Selbsttests und Kalibrierung erlauben. »Trotz seiner Komplexität lässt sich der HallinOne-Magnetfeldsensor mit Standardprozessen der Halbleitertechnik herstellen – das macht ihn kostengünstig«, erklärt Dr.-Ing. Hans-Peter Hohe. Für ihre weltweit einzigartigen Sensoren erhalten die drei Entwickler des IIS einen der diesjährigen Joseph-von-Fraunhofer-Preise.

Langjährige Partnerschaft

Eines der ersten Unternehmen, die das Potenzial von HallinOne nutzte, war die Firma Seuffer GmbH in Calw. Bereits 2006 brachte sie einen Sensor auf den Markt, der verhindert, dass die Waschmaschine unrund läuft und sich beim Schleudern durch das Bad bewegt. Ein Magnet wird an den Laugenbehälter angebracht, der Sensor an einem fixen Bestandteil der Waschmaschine. Je nachdem, wie viel Wäsche sich in der Trommel befindet und wie sie sich beim Schleudern verteilt, bewegt sich der Laugenbehälter und damit der Magnet. Das misst der Sensor, wertet die Daten aus und gibt diese an die Waschmaschine weiter. Läuft die Trommel unrund, wird sie kurz gestoppt, bewegt sich hin und her, um die Wäsche besser zu verteilen. Aktuell entwickeln IIS und Seuffer einen kabellosen Fensterwächter, der den Öffnungszustand eines Fensters erfasst und über ein drahtloses Sensornetz mit Hilfe von Energy Harvesting überträgt.

»Unser nächstes Ziel ist es, einen Sensor für die fünfachsige Positionsmessung zu entwickeln«, beschreibt Michael Hackner die Zukunftspläne. »Damit können wir mehr mechanische Freiheitsgrade gleichzeitig erfassen, also auch Verschiebungen und Drehbewegungen des Magneten in alle Richtungen. Im Labor klappt das schon, aber für die Praxis müssen wir das System noch verbessern«. Einsetzen ließe sich das zum Beispiel für Bedienelemente von Computern, Baumaschinen, Robotern oder Flugzeugen.

Verena Höltl | Fraunhofer-Institut
Weitere Informationen:
http://www.iis.fraunhofer.de/de/pr/2013/20130610_Fraunhofer-Preis.html
http://www.fraunhofer.de/content/dam/zv/de/video/2013/fraunhofer-magnetfeldsensor-720p-25-de.mp4
http://www.fraunhofer.de/content/dam/zv/de/audio/2013/fraunhofer-iis-hallsensor.mp3

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Förderungen Preise:

nachricht Sechs innovative Projekte sind im Rennen um den begehrten European Health Award 2017
17.08.2017 | European Health Forum Gastein

nachricht ERC-Grants: Fünf neue Projekte an der LMU
11.08.2017 | Ludwig-Maximilians-Universität München

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Förderungen Preise >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

European Conference on Eye Movements: Internationale Tagung an der Bergischen Universität Wuppertal

18.08.2017 | Veranstaltungen

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Eine Karte der Zellkraftwerke

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Computer mit Köpfchen

18.08.2017 | Informationstechnologie