Neuer Sensor für elektrische Felder

Viel einfacher, kleiner und weniger störungsanfällig als vergleichbare Geräte soll ein Sensor für elektrische Felder sein, den Forscher der TU Wien entwickelt haben. Er beruht auf einem neuen Konstruktionsprinzip und störe das zu messende elektrische Feld nicht.

Die Wissenschaftler nennen Wettervorhersage, Maschinenkontrolle oder Sicherheitsvorkehrungen bei Arbeiten an Hochspannungsleitungen als Beispiele, wo elektrische Felder vermessen werden. Der von einem Team um Andreas Kainz vom Institut für Sensor- und Aktuatorsysteme der TU Wien entwickelte Sensor besteht aus Silizium und verändert daher - im Gegensatz zu derzeit eingesetzten Geräten mit Metallkomponenten - das zu messende Feld nicht.

Sensor und Ein Cent-Münze
TU Wien
Der winzige Sensor

Die Studie

Distortion-free probes of electric field, Nature Electronics, 8.1.2018

Im neuen Sensor hängt ein mikrometergroßes Siliziumgitter an einer Feder. In einem elektrischen Feld wirkt eine Kraft auf das Silizium und dehnt bzw. staucht die Feder. Sichtbar gemacht wird diese Bewegung optisch. Über dem beweglichen Siliziumteil befindet sich ein weiteres Gitter, wobei sich im Ausgangszustand die Öffnungen der beiden Strukturen exakt überdecken. Verändert sich die Position des Siliziumgitters in einem elektrischen Feld, kann Licht durch die entstehenden Öffnungen fallen.

Aus der Lichtintensität lässt sich auf die Stärke des elektrischen Feldes schließen, allerdings nicht auf die Richtung. Mit der zuverlässigen Messung schwacher Felder von weniger als 200 Volt pro Meter erreiche der Prototyp bereits das Niveau bisheriger Messinstrumente.

science.ORF.at/APA

Mehr zum Thema