Sensoren - Allgemeine Grundlagen
Einführung
Sensoren und TransmitterDie Welt der Lebewesen ist an Kommunikation gebunden. Ohne Austausch von Informationen existiert kein Leben. Für die Erzeugung, die Erfassung und die Verarbeitung von Informationen haben alle Lebewesen von der Evolution entsprechende Organe erhalten. Auch die Entwicklung der Produktion ist an Informationen gebunden. Ursprünglich reichten Signale und Informationen zwischen den produzierenden Menschen zur Herstellung von Produkten aus.Mit der Entwicklung moderner Fertigungstechnologien entstanden erste Regelkreise und später ganze automatische Anlagen und Systeme. In einem automatischen System werden Informationen erfasst, weitergeleitet und ausgewertet, um schließlich über eine Stelleinrichtung steuernd in den ablaufenden Prozess eingreifen zu können, ohne dass Menschen handeln müssen. Zur Beschaffung von Signalen aus real ablaufenden technischen (physikalischen) Prozessen werden Sensoren benutzt. |
 Schema zur Bereitstellung von Signalen in einem technischen Prozess mittels Sensoren |
| Unter einem Sensor (auch Messfühler oder Detektor) wird ein Bauelement verstanden, das der elektrischen Messung nicht elektrischer Größen dient. Die zu messende Größe (z.B. Weg, Drehzahl, Temperatur, Durchfluss, Druck, Konzentration einzelner Stoffe in Gasen und Flüssigkeiten, Ionenkonzentration) wird vom Sensor auf Grund eines physikalischen Effekts (z.B. Induktion, piezoelektrischer Effekt, Photoeffekt, Widerstandsänderung infolge Erwärmung) in ein zunächst meist analoges elektrisches Signal umgeformt. Durch Analog-Digital-Wandlung sowie Umformung in einem nachgeschalteten Transmitter kann dieses Signal für die weitere einheitliche analoge oder digitale Verarbeitung bereitgestellt werden. Sensoren finden vielfältige Anwendung u.a. in der industriellen Fertigung, der chemischen Verfahrenstechnik, in Massenproduktionen wie Kraftfahrzeugen und Haushaltsgeräten oder in der Sicherheitstechnik zur Brand- und Bewegungsmeldung. |
SignalverarbeitungDie mittels Sensoren bereitgestellten Signale werden in geschlossenen Informationssystemen (meist Regelkreisen) zur Steuerung spezieller Prozesse in ihrer gesamten Vielfalt benötigt. Die vereinheitlichen Signale sind nunmehr von allen in den Prozess einbezogenen Baugruppen "zu verstehen", d.h. sie können ohne weitere Umwandlung übertragen, verarbeitet und genutzt werden. Das Schema des geschlossenen Informationskreises wird in der folgenden Abbildung dargestellt. |
 Schema des geschlossenen Informationskreises |
In der Welt der Physik und Technik existiert eine Vielfalt von Größen, die sich mit einem Sensor abbilden (erfassen) lassen. Das Sortiment der Bürkert Sensoren konzentriert sich dabei auf die wesentlichen Prozessgrößen, die in der Verfahrenstechnik die "Hauptrollen" spielen. Das sind:
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