In der Automobilindustrie messen Magnetfeldsensoren die Geschwindigkeit und dienen damit diversen Sicherheitssystemen. Durch den Wechsel auf ein kreisrundes Layout entsteht eine magnetisch geschlossene Vortexstruktur, die eine überlegene Datenqualität ermöglicht. Das Team rund um Hubert Brückl, Universität für Weiterbildung Krems, entwickelt gemeinsam mit der Universität Wien und dem Industriepartner Infineon Technologies Austria AG eine neue Generation von Magnetfeldsensoren. Für diese Forschung wurde das Team für den Innovationspreis 2023 des AMA Verbands für Sensorik und Messtechnik e.V. nominiert.
Signalrauschen, Linearität (ein Indikator, der die Abweichung vom Idealwert angibt), Hysterese (die Verzögerung zwischen Ursache und Wirkung) und Dynamikumfang sind wichtige Kennzahlen, in denen die aktuelle Sensorgeneration in Fahrzeugen verbessert werden kann. Dem Team um Univ.-Prof. Dr. Hubert Brückl, Leiter des Departments für Integrierte Sensorsysteme, gelang eine Weiterentwicklung der Magnetfeldsensoren für die Geschwindigkeitsmessung in allen genannten Bereichen. Da zahlreiche Fahrzeugsysteme auf Daten zu Geschwindigkeit, Lenkradstellung und Drehmoment angewiesen sind, kann mit den neuen Sensoren die Betriebssicherheit deutlich erhöht werden.
Qualitätssprung durch neuartige Geometrie
Die Verwendung eines unkonventionellen kreisrunden Layouts ermöglicht eine neue Spin-Topologie, nämlich eine magnetisch geschlossene Vortex-Struktur. Mit dieser Struktur kann eine überlegene Datenqualität erreicht werden, wie zahlreiche Experimente unter Laborbedingungen bereits bestätigten. „Diese Verbesserungen stellen einen Meilenstein hinsichtlich der Qualität und Effizienz bei ABS-Systemen und Geschwindigkeitsmessungen im Auto dar“, so Sensorforscher Hubert Brückl. Diese nächste Sensorgeneration findet, nach intensiven Praxistests durch Industriepartner, bereits ihre Anwendung auf der Straße. Die indirekte Reifendruckmessung (iTPMS) ist ein weiteres Einsatzgebiet des Vortex-Sensors. Das Marktvolumen für magnetische Sensoren im Automobilsektor beträgt rund 930 Millionen Euro. Aktuell wird im Industriebereich diskutiert, das gleiche Messprinzip auf Linear- oder Rotationsencoder anzuwenden. Es ist sehr wahrscheinlich, dass diese neuen Sensoren hier Einzug in der Produktions-Automatisierung und der Robotik finden werden.
Über den Innovationspreis
Der AMA Verband (kurz für Arbeitsgemeinschaft Messwertaufnehmer) für Sensorik und Messtechnik e. V. zeichnet seit 23 Jahren außergewöhnliche Neuentwicklungen aus der Sensorik und Messtechnik mit dem AMA Innovationspreis, dotiert mit 10.000 Euro, aus. Die Jury besteht aus Branchenexpert_innen aus Hochschulen, Forschungseinrichtungen und Unternehmen. Besonderes Augenmerk wird auf die Innovationshöhe, auf die Originalität der Lösung und auf die Marktrelevanz der Forschungs- und Entwicklungsleistungen gelegt.
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