Bereits seit Mitte der 90er Jahre werden die Sensoren der Innovative Sensor Technology IST AG in Raumfahrt-Projekten eingesetzt. Im Februar 2018 wurde der IST AG nun die ESCC-Qualifizierung (European Space Components Coordination) für eine auf Dünnschichttechnologie basierende Serie von Platin Temperatursensoren erteilt. Diese Sensoren sind zurzeit die einzigen Platin Temperatursensoren mit dieser Auszeichnung der European Space Agency (ESA). Durch die Qualifizierung sind die Sensoren der IST AG für den Einsatz im Weltall standardisiert und können für alle Missionen ins All eingesetzt werden.

Angefangen hat die Raumfahrt-Geschichte der IST AG Mitte der 90er mit dem Rosetta-Projekt – eine Raumsonde, deren Lander 2014 nach mehr als zehn Jahren im Weltraum auf dem Ziel-Kometen angekommen ist. Es folgten weitere Projekte und Kooperationen, darunter die Zusammenarbeit mit der Firma Tesat-Spacecom. Im Rahmen des ESA-Projekts zur ESCC-Qualifizierung eines Dünnschicht Pt Temperatursensors begann im Jahr 2014 die Zusammenarbeit der IST AG mit der ESA. Vier Jahre später sind nun alle notwendigen Entwicklungen und Tests durchgeführt und erfolgreich abgeschlossen – die Sensoren sind von der ESA für den Einsatz im Weltraum qualifiziert.

Lange Zeit wurden in der Raumfahrt noch drahtgewickelte Sensoren eingesetzt, bei welchen ein dünner Platindraht so oft um eine Keramikplatte gewickelt wird, bis der gewünschte Widerstand erreicht ist. Im Weltall sind die Sensoren konstant thermischen Zyklen und zeitweise auch Vibrationen ausgesetzt. Beim Einsatz in solch extremen Bedingungen kann es bei drahtgewickelten Sensoren schnell zu Ausfällen kommen. Aus diesem Grund war es für die ESA von Bedeutung, eine stabilere Alternative zu finden, welche den enormen Temperaturschwankungen ohne Beschädigung standhält. Bei auf Dünnschichttechnologie basierenden Temperatursensoren ist die Platinwiderstandsstruktur fest mit der Keramikfläche des Sensors verbunden. Dadurch sind sie deutlich robuster und für Anwendungen mit häufigen Temperaturschwankungen sowie Vibrationen bestens geeignet.

Die Sensoren der IST AG wurden während der Evaluations- und Qualifikationsphase diversen Tests unterzogen. Letztendlich konnte ein sehr gutes Ergebnis erzielt werden – auch bei 70’000 Zyklen von -200 °C bis +200 °C messen die Temperatursensoren stabil und sind daher resistent gegenüber thermischen Zyklen, der Temperaturkoeffizient des Widerstands (TCR) weist lediglich irrelevante Änderungen auf und der Sensor beweist sich als sehr driftstabil. Weitere Vorteile sind die kleine Baugrösse (L x B x H: 2.3 x 2.0 x 1.3 mm), das leichte Gewicht sowie die Robustheit durch das Fehlen von beweglichen Teilen.

Bei den qualifizierten Sensoren handelt es sich um RTDs mit verschiedenen Widerständen von Pt100 bis Pt2000, die in einem Temperaturbereich von -200 °C bis +200 °C eingesetzt werden können. Es gilt die allgemeine ESCC Spezifikation Nr. 4006 für Temperaturwiderstände sowie für die Sensoren der IST AG im Speziellen die Detail-Spezifikation Nr. 4006/015. Details zu den verschiedenen Sensorvarianten sind in der ESCC Qualified Parts List (QPL) zu finden. Sie sind sowohl als Engineering Model (EM) oder als Flight Model (FM) erhältlich. Bei Bedarf kann auch eine Verlängerung der Drähte vorgenommen werden.

Möchten Sie mehr über unsere «Space Sensoren» wissen oder haben Sie Fragen zur Qualifikation? Dann melden Sie sich bitte bei Hr. Omar Sacchet