Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines verteilten Sensorsystems, welches gleichzeitig als Näherungssensor mit einstellbarem Messbereich und als ortsauflösender Kraft- beziehungsweise Drucksensor arbeiten kann. Dies wird durch die Kombination von Widerstands- und Kapazitätstomografie erreicht. Das Sensorsystem besteht aus einer entsprechend strukturierten, leitfähigen Kunststoffschicht mit angebrachten Elektroden. Das System ist als multifunktionale, einschichtige, künstliche Haut für Roboter angedacht.

Zur Lokalisierung eines sich nähernden Objekts wird die Kapazitätsdichteverteilung auf der Oberseite der Kunststoffschicht geschätzt (siehe Abb. 1). Aus dieser Kapazitätsdichteverteilung kann in weiterer Folge der Abstand und der Ort der Annäherung berechnet werden. Die Widerstandstomografie wird hingegen zur Rekonstruktion der Leitfähigkeitsverteilung in der Kunststoffschicht verwendet. Durch die Abhängigkeit der Leitfähigkeit von einer durch externe Kräfte verursachten Verzerrung im Kunststoff kann die elektrische Widerstandstomografie zur ortsaufgelösten Kraftmessung verwendet werden.

Die im Rahmen dieser Arbeit entwickelte Hardware erlaubt es auf einem Sensorsystem mit 16 Elektroden sowohl die elektrische Kapazitätstomografie als auch die elektrische Widerstandstomografie zeitgleich durchzuführen. Dazu wird dem zur Widerstandstomografie notwendigen Anregesignal das zur Kapazitätstomografie notwendige Anregesignal überlagert. Zur Messung der Wechselspannungen zwischen den Elektroden und dem Bezugspotenzial werden Lock-In Verstärker verwendet. Die Rekonstruktion der Kapazitätsdichte"= und Leitfähigkeitsverteilung erfolgt über das Newton Einschrittverfahren und den Tikhonov Regularisierungen der inversen Probleme (siehe Abb. 2).