Sensor

Ein Sensor oder Messfühler ist in der Technik ein Bauteil, das auf eine bestimmte physikalische oder chemische Größe auf typische Weise reagiert. Diese Reaktion wird als elektrisches Signal ausgegeben, das weitergeleitet, ausgewertet und dann als Messergebnis angezeigt, übertragen oder gespeichert werden kann. Ein Sensor kann zum Beispiel genutzt werden, um gefährliche Gase zu detektieren oder um Temperaturen, Kräfte, Schwingungen oder andere Größen zu messen. Sensor und Auswerteeinheit müssen dazu aufeinander abgestimmt werden, damit die Auswerteeinheit das vom Sensor erzeugte Signal der gemessenen Größe richtig zuordnen kann.

Je nach Anwendung können fertigkonfigurierte Messgeräte oder Messsysteme mit Sensor bzw. Sensoren und Anzeigeeinheit eingesetzt werden oder einzelne Komponenten, die sich aufeinander abstimmen lassen. Fertig konfigurierte Systeme gibt es sowohl mit internem, als auch mit externem Sensor. Bei den Messgeräten mit externem Sensor gibt es einige, bei denen der Sensor nur gegen einen anderen desselben Typs ausgetauscht werden kann. Bei anderen Geräten können auch passende Sensoren anderer Typen angeschlossen werden. Die Auswerteeinheit dieser Geräte erkennt den angeschlossenen Sensor oder sie kann auf diesen eingestellt werden.

Bei der Entscheidung für einen bestimmten Sensor spielen verschiedene Gesichtspunkte eine Rolle. Zu den wichtigsten Bedingungen, die erfüllt werden müssen gehört, dass dieser Sensor die gewünschte Messgröße an der vorgesehenen Stelle mit ausreichender Genauigkeit erfassen kann. Außerdem muss der Sensor in seiner Bauart für die an der Messstelle herrschenden Bedingungen geeignet sein und den Messwert als Signal in der gewünschten Form an den vorgesehenen Messwandler bzw. die Anzeigeeinheit weitergeben können.

Hier eine kurze Auflistung der wichtigsten Auswahlkriterien für einen Sensor:

Nicht immer können oder sollen die Messergebnisse direkt am Ort der Messungen angezeigt werden. Bei anderen Aufgabenstellungen sollen zudem die Messdaten mehrerer Sensoren gemeinsam angezeigt und ausgewertet werden. Dafür werden einzelne Komponenten benötigt, die aufeinander abgestimmt sein müssen. Damit Sensor und Anzeigeeinheit kommunizieren können, muss eine entsprechende Verbindung hergestellt werden können und der Sensor muss das Ausgangssignal in dem Format abgeben, in dem es von der Anzeigeeinheit erwartet wird. Bei der Auswahl einer Anzeigeeinheit muss aber auch auf viele andere Punkte geachtet werden:

Anzeige
- Sollen nur Werte von einem Sensor oder von mehreren angezeigt werden?
- Wie weit muss die Anzeige lesbar sein?
- Genügen die Messwerte oder sollen auch zusätzliche Berechnungen und Auswertungen oder Hinweise angezeigt werden?
- Sollen bei bestimmten Zuständen oder Messwerten farbige Info- oder Warnlämpchen aufleuchten?

Eingänge für das Messsignal vom Sensor
- Wie viele Signaleingänge werden benötigt?
- Welche Signaltypen soll die Anzeigeeinheit verarbeiten?

Ausgänge
- Wie viele Signalausgänge werden benötigt?
- Welche Signaltypen sollen über die Ausgänge weitergegeben werden?

Bedienbarkeit
- Kann das Gerät vom Nutzer konfiguriert werden?
- Wie aufwändig sind die Einstellungen?

Spannungsversorgung
- Mit welcher Betriebsspannung kann die Anzeigeeinheit betrieben werden?
- Soll ein Sensor über die Anzeigeeinheit mit Spannung versorgt werden?

Abmessungen und Bauform
- Soll die Anzeigeeinheit in eine Schalttafel oder ein Gehäuse eingebaut werden?
- Von wo sollen Schnittstellen und Anschlüsse zugänglich sein?

Speicher
- Ist eine Speicherung von Mess- und Berechnungsdaten vorgesehen?
- Sollen Daten auf einem internen Speicher oder einem wechselbaren Datenträger abgelegt werden?

Daten-Schnittstelle
- Sollen aktuelle oder gespeicherte Daten über eine Schnittstelle weitergegeben werden?
- Welche Schnittstellentypen sind verfügbar?

Sensoren, die mit passenden Anzeigen oder Reglern kombiniert werden, können für unterschiedlichste Anwendungen zur Zustands- und Prozessüberwachung oder zur automatischen Prozesssteuerung eingesetzt werden. Für die Auswahl eines Sensors sollten zuerst die Messgröße und der Messbereich und danach die anderen Anforderungen festgelegt werden. PCE Instruments bietet im Lieferprogramm unter anderem: