Konzeption von Messlösungen (Wirkprinzip, Design, Applikation, Signalverarbeitung)

Wenn auf dem gesamten Sensorik-Weltmarkt nicht das genau für Ihr Produkt passende zu finden ist, kommt eine Eigenentwicklung in Betracht, deren Aufwand Ihnen vielleicht nicht recht ist. Eine externe Beauftragung hat dabei den Vorteil, keine unkalkulierbaren zeitlichen Belastungen des vorhandenen Personals zu verursachen. Liegt die maßgeschneiderte, optimierte Lösung dann exklusiv für Sie vor, kann sie einen Wettbewerbsvorteil in Form eines Alleinstellungsmerkmals bedeuten. Eine kleine Ursache (Sensor) entfaltet eine große Hebelwirkung - technisch wie ökonomisch. Ich entwickele Ihren optimalen Sensor nach Ihrem spezifischen Bedarf!

Erstellung von Messlösungen in Zusammenarbeit mit Ihren Experten

Die Arbeit an Sensorsystemen ist interdisziplinär, nur eine enge Zusammenarbeit zwischen den Experten auf System- und Komponentenebene führt zum Erfolg. Daher werden optimale Ergebnisse durch applikationsspezifische Lösungen erzielt, die gemeinsam erarbeitet werden; Standardprodukte führen in der Sensorik oft nicht zum Ziel. Durch viele Entwicklungsprojekte kenne ich die Zusammenarbeit mit Systemingenieuren, die auf ihrem jeweiligen Gebiet sehr versiert, mit den Details der Sensortechnologie jedoch nicht vertraut sind. Ergänzen Sie das in Ihrem Unternehmen vorhandene Know-how und nutzen Sie meine langjährige Sensorik-Erfahrung!

Entwicklung von Sensorsignalverarbeitungs-Hardware und -Software

Physikalische Wandlerelemente in Sensorsystemen weisen zahlreiche Querempfindlichkeiten auf, d.h. andere Größen als die Messgröße beeinflussen das Ausgangssignal. Weiterhin zeigen sie Rauschen und Drift, Nichtlinearität sowie Empfindlichkeit gegen elektromagnetische Störungen. Daher müssen die geringen Ausgangssignale verstärkt, korrigiert, kompensiert und gefiltert werden. Dazu werden teils mehrere Wandlerelemente zur Messung einer Größe kombiniert. Im Zentrum der Signalverarbeitung steht der Analog-Digital-Wandler. Ein Teil der Signalverarbeitung muss durch analoge Schaltungen erfolgen, ein Teil durch digitale Schaltungen; komplexe Operationen der Signalverarbeitung erfolgen durch Software. Entscheidend für den Erfolg ist die Kenntnis der Vor- und Nachteile der verschiedenen Implementierungen. Im Rahmen der Beratung kann die Signalverarbeitungskette Ihrer Sensoren optimiert oder neu entwickelt werden.

Modellbildung und Simulation

Das elektrische und das Magnetfeld werden vielfach als mittelbare Größen zur Messung mechanischer und geometrischer Größen eingesetzt. Durch Modellbildung und Simulation, insbesondere Finite-Elemente-Methode (FEM), kann der Anwendungsbereich dieser Sensoren erweitert werden. Feldgeometrien, die einer geschlossenen Lösung nicht zugänglich sind, können ohne aufwendige Versuchsaufbauten rein rechnerisch untersucht und optimiert werden. Dies betrifft so unterschiedliche Sensoren wie z.B. kapazitive Füllstandsensoren und induktive Positionssensoren.

Im Bereich der Ultraschallsensoren besteht die Möglichkeit, das Verhalten akustischer Komponenten, wie z.B. Wellenleiter und Resonatoren, durch Simulation mit Finite-Differenzen-Methode vorherzusagen, sowie das Verhalten von Phased-Arrays zu untersuchen und zu visualisieren.

Die verhaltensorientierte Modellbildung ganzer Sensorsysteme wird eingesetzt, um noch vor dem physischen Aufbau mit der Untersuchung und Optimierung von Signalverarbeitungsalgorithmen zu beginnen. Weiterhin kann die Kompensation von Querempfindlichkeiten vorgenommen und Rauschen und Empfindlichkeit von Sensoren vorhergesagt werden. Besonders interessant ist dies im Zusammenhang mit der gleichzeitigen Entwicklung eines Regelsystems, weil in einem homogenen Modell das gesamte Systemverhalten abgebildet werden kann.

Schließlich wird für die elektronische Schaltungssimulation ein SPICE-Derivat eingesetzt, hauptsächlich zur Entwicklung analoger Sensor-Frontends. Eine Erweiterung zur Multi-Domänen-Simulation ist möglich und insbesondere zu empfehlen, wenn bei Ihnen SPICE bereits eingesetzt wird, weil den beteiligten Entwicklern der Einstieg dann relativ leicht fällt. Die Multi-Domänen-Simulation nutzt SPICE, um andere physikalische Domänen als die des elektrischen Netzwerks im gleichen Modell zu integrieren. Anwendungen sind z.B. Simulation magnetischer Kreise, Regler und Regelstrecken sowie der gesamte Bereich der verhaltensorientierten Modellbildung.

Interim-Experte, Vakanzüberbrückung

Wenn ein vorübergehender Engpass bei Ihrem Personal besteht, benötigen Sie zur Überbrückung einen Experten, der sich nicht lang einarbeiten muss, sondern das gesamte erforderliche Know-how mitbringt. Falls Sie später eine Festanstellung vornehmen wollen, kann ich helfen, den zukünftigen Stelleninhaber einzuarbeiten oder zu entlasten. Bestehen Schwierigkeiten, eine Stelle überhaupt zu besetzen, könnte ein überfrachtetes Anforderungsprofil die Ursache sein. Bewerber, die die Übereinstimmung ihres Könnens mit dem Stellenprofil selbstkritisch prüfen, könnten abgeschreckt werden. Wird dagegen das Profil z.B. eines Regelungstechnikers, Schaltungs- oder Softwareentwicklers um Aspekte der Sensorik gekürzt, wird die Stelle am Arbeitsmarkt attraktiver, besonders für jüngere Bewerber, die noch ohne vielfältige Erfahrungen sind.

Wollen Sie ein Entwicklungsprojekt, dessen Ergebnis schnellstmöglich vorliegen soll, auch schnellstmöglich starten? Eines der wichtigsten Risiken für den Zeitplan stellt die Notwendigkeit dar, dafür hochqualifizierte Mitarbeiter einzustellen. Da geeignete Bewerber sich - abgesehen von Absolventen - regelmäßig in ungekündigten Verträgen befinden, dauert der gesamte Vorgang Monate, bei ungewissem Ausgang. Eine Auftragsvergabe ist viel schneller und Sie legen sich dabei nicht langfristig fest.

Aufbau von Funktionsmustern zu Erprobungs- oder Validierungszwecken

Papier ist bekanntlich geduldig. Es ist das Material, auf dem traditionell Pläne fixiert werden, auch von Ingenieuren. Innovative Lösungen müssen immer erprobt und validiert werden. Ausschließlich als Ergänzung zu Projekten, deren Kern eine Entwicklungsleistung ist, biete ich den Aufbau von Funktionsmustern an, damit Sie frühzeitig erkennen können, welches Potential die entwickelte Lösung für Sie hat.