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Sensoren nach Messprinzip
Aus Kefk.
Diese Liste der Sensoren nach Messprinzip soll einen Überblick über verschiedene Sensortypen bieten.
Sensoren nach Messprinzip
Beispiele für Sensoren kategorisiert nach Messgrößen:
Resistive Sensoren
Beruhen auf dem Effekt der elektrischen Widerstandsänderung.
- Dehnungsmessstreifen (DMS)
- Halbleiter-Dehnungsmessstreifen
- Metall-Dehnmessstreifen
- Draht-Dehnungsmessstreifen
- Folien-Dehnungsmessstreifen
- Dünnschicht-Dehnungsmessstreifen
- DMS-Aufnehmer
Siehe auch: ohmsche Sensoren
Induktionsaufnehmer
Beruhen auf magnetischer Induktion (dem physikalischen Effekt der Elektrodynamik)
Differentialtransformator
Der Differentialtransformator beruht auf den physikalischen Gesetzen des Elektromagnetismus. Bei einem Differentialtransformator wird eine Wegstrecke x durch Induktionsänderung gemessen. An eine Primärspule wird eine Eingangswechselspannung gelegt. Gegenüber von dieser ersten Spule befindet sich eine zweite Spule, die unterteilt ist, so dass das mittlere linke Ende mit dem äußersten rechten verbunden ist und der Abgriff zwischen dem äußersten linken und dem mittleren rechten liegt. Dort wird die Ausgangsspannung abgegriffen. Wird ein Eisenkern, der sich zwischen den beiden Spulen befindet um die Strecke x verschoben, ändert sich die Induktion. Wird er über die mittlere Position hinaus verschoben, ändert sich die Polarität am Abgriff der Ausgangsspannung.
Induktive Sensoren
die auf den physikalischen Gesetzen des Elektromagnetismus beruhen, aber nicht wie oben zwei oder mehrere Spulen besitzen, sondern nur eine Spule.
- Einspulen-Längsanker-Induktivaufnehmer
- Differenzspulen-Längsanker-Induktivaufnehmer
- Differenzspulen-Queranker-Induktivaufnehmer
Wirbelstromaufnehmer
die auf dem Prinzip des Wirbelstroms beruhen
- Längsanker-Wirbelstromaufnehmer
- Queranker-Wirbelstromaufnehmer
- Blechdickensensoren
- Schichtdickensensoren
Induktiver Näherungsschalter
die auf einer Veränderung des magnetischen Feldes beruhen
Magnetfeldsensoren
die auf den Gesetzen des magnetischen Feldes beruhen und hart- oder weichmagnetische Werkstoffe enthalten
Magnetoelastische Sensorsen
die auf dem Effekt der magnetischen Permeabilitätsänderung bei Längenänderung beruht
Kapazitive Sensoren
beruhen auf einer Änderung der Kapazität eines Kondensators
Piezoelektrische Sensoren
beruhen auf dem Effekt, dass besondere Kristalle auf Druck eine elektrische Spannung abgeben (Piezoelektrizität)
- Piezoelektrischer Kraftsensor
- Piezoelektrischer Drucksensor
- Piezoelektrischer Beschleunigungssensor
- Piezoelektrischer Magnetfeldsensor
Optoelektronische Sensoren
Optoelektronische Sensoren haben die Aufgabe, optische Informationen in elektrisch auswertbare Signale umzuwandeln. Dabei beschränkt man sich vornehmlich auf sichtbares Licht, sowie Infrarotstrahlung und ultraviolettes Licht. Grundlage der optischen Sensoren ist die Wandlung der Signale durch quantenmechanische Effekte von Licht (Fotoeffekt).
So nutzen z. B. Fotozellen den äußeren Fotoeffekt. Optische Sensoren können auch auf dem inneren fotoelektrischen Effekt beruhen, sie bestehen größtenteils aus Halbleitern, in denen beim Einwirken von Licht Ladungsträger entstehen die die elektrischen Eigenschaften des Materials ändern. Das einfallende Licht verursacht daher entweder eine veränderte elektrische Leitfähigkeit (Fotowiderstand) oder eine Fotospannung (Fotodiode bzw. Fotoelement). Eine spezielle Variante des inneren Fotoeffekts ist der Sperrschichtfotoeffekt (fotovoltaischer Effekt) er wird bei Halbleiterdetektoren (Fototransistor, Fotothyristor) genutzt.
Technische Anwendung finden optische Sensoren vor allem in der Automatisierungstechnik. Dort werden sie, neben einfachen Erkennungsaufgaben u.a. bei Lagemessungen (z. B. Lichtschranke), Drehzahl- und Winkelmessung (z. B. Inkrementalgeber) sowie bei der Abstandsmessung.
Nicht zu vergessen sind auch die optischen Sensoren in digitalen Foto- und Videokameras (CMOS- und CCD-Sensor) und in der Mustererkennung (z. B. Barcodescanner).
Temperatursensoren
beruhen grundsätzlich auf zwei Prinzipien. Entweder auf der Kontaktthermometrie oder auf der Strahlungsthermometrie.
- Widerstandsthermometer - beruhen auf einer Widerstandsänderung
- Temperatur Sensor IC's (TSic) sind Temperatursensoren in Halbleiter-Technologie und basieren auf dem PTAT Messprinzip (proportional-to-absolute-temperature analog output). Sie wandeln das Analogsignal direkt auf dem Sensorchip mit dem D/A-Wandler in ein Digitalsignal. Dieses wird zu einem linearen Signal über den gesamten Messbereich (z. B. -50 °C - 150 °C) aufbereitet. Damit können Messgenauigkeiten von 0,5 °C bis 0,05 °C erreicht werden.
- Thermoelemente beruhen auf dem thermoelektrischen Effekt
- Verteilte faseroptische Temperatursensoren messen das Temperaturprofil entlang einer Glasfaser (Faseroptische Temperaturmessung). Diese Messtechnik basiert auf dem Raman-Effekt.
- Hohlspiegel-Gesamtstrahlungspyrometer
- Fotoelektrisches Gesamtstrahlungspyrometer
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