Ein modulares System zur fourier-basierten Impedanzspektroskopie an Sensoren

Abstract

Fourier-Impedanzspektroskopie als adäquates Mittel zur Gewinnung umfassender Information hat in vielen Bereichen der Sensorik in den letzten Jahren erheblich an Bedeutung gewonnen, im hier vorgestellten Projekt beispielsweise zur Datengewinnung an Feuchtesensoren auf Halbleiterbasis (MOx). Bei dieser Technik wird durch Breitbandanregung und Auswertung der Sensor-Response mittels Fouriertransformation das komplexe Impedanzspektrum als Funktion der Erfassungsgröße des Sensors innerhalb einer minimierten Messzeit ermittelt. Das hier vorgestellte Mess-System, vornehmlich mit dem Fokus auf Applikationen in Wissenschaft und Forschung, ist FPGA basiert und wurde streng modular gehalten, wodurch Modulkombinationen für einen weiten Frequenzbereich ebenso wie Vielkanalysteme zusammmengestellt werden können. Austauschbare Meßköpfe ermöglichen die Adaption an unterschiedliche Sensoren und Impedanzbereiche. Das Anwenderinterface wurde über einen Web-Server realisiert. Neben Netzwerkfähigkeit und Unabhängigkeit vom verwendeten Host-System macht dies die Installation von spezifischer Gerätesoftware obsolet.