Blogeintrag Dezember 2016

Sensorik

Sensoren werden fast überall verbaut. Sogar in einem einfachen Smartphone ist z.B. ein Beschleunigungssensor oder auch ein Fingerabdrucksensor verbaut, um die Bedienung einfacher zu machen oder bestimmte Funktionen zu ermöglichen. Sensoren sind im Grunde nichts Anderes als die «Augen» und «Ohren» einer elektrischen Steuerung oder eines elektrischen Gerätes.

Aktive und passive Sensoren

In allen Sensorkategorien gibt es 2 grosse Hauptgruppen: die aktiven und die passiven Sensoren. Aktive Sensoren erzeugen aus dem Messprozess die Energie, die für die Weitergabe der Information notwendig ist. Bevorzugt sind elektrische Spannungen, da sie sich in der analogen Signaltechnik am leichtesten verarbeiten lassen.

Folgende Sensoren sind Beispiele für aktive Sensoren:

• Thermoelement (Temperatur - Spannung)
• Induktionsspule (Geschwindigkeit - Spannung)
• Hallsonde (magn. Induktion - Spannung)
• pH-Elektrode (pH-Wert - Spannung)

Bei passiven Sensoren muss die Energie durch den Sensor fließen, um diesen zu schalten. Einige Sensoren ändern dabei ihren Widerstand, um somit den Energiestrom zu ändern.

Der grösste Unterschied ist, dass ein aktiver Sensor die Energie, welche er detektiert, in eine andere Energie umwandelt: je höher die Geschwindigkeit ist, desto höher ist die ausgegebene Spannung (Bewegung = Spannung). Ein passiver Sensor hingegen beeinflusst nur den Energiefluss und wandelt diesen nicht um: Je heisser der PTC-Widerstand desto höher der Widerstand. Dieser Sensor beinträchtig also den Strom, welcher durch ihn hindurch fliesst.

Binäre, analoge und digitale Sensoren

Nebst den zwei grossen Obergruppen (aktiv und passiv) gibt es noch drei Unterkategorien, denen verschiedene Sensoren zugeordnet werden können. Diese drei Kategorien geben an, wie der Sensor ein Signal ausgibt:

Binär

Binär bedeutet im Grunde nichts Anderes, als dass es nur zwei Zustände gibt: Ein oder Aus. Es gibt darum keinen Wert zwischen diesen zwei Zuständen. Binäre Sensoren sind vor allem als mechanische Schalter ausgeführt.

Analog

Mit Hilfe von analogen Sensoren können mechanische Grössen wie zum Beispiel ein Druck oder eine Temperatur in elektrische Spannungs- oder Stromsignale umgewandelt werden. Dies erfolgt meistens mithilfe von Elektronik, welche im Sensor verbaut ist.

Digital

Digitale Sensoren sind Sensoren zum zahlenmässigen Erfassen von Messgrössen. Dies können Wegstrecken, Drücke oder auch wiederum Temperaturen sein.