Sensoren
Aufgaben, Arten und Einsatzbereiche
Ein Sensor erfasst chemische oder physikalische Eigenschaften und wandelt diese in elektrische Signale um. Die Bauteile sind Bestandteile einer jeden Regelung und kommen auch in Heizungsanlagen zum Einsatz. Hier messen sie unter anderem Temperaturwerte, damit die Anlage ihre Leistung an den Bedarf anpassen kann. Sensoren ermöglichen somit einen sparsamen und komfortablen Heizbetrieb.
Experten teilen Fühler in die folgenden Kategorien ein:
Sensor Wirkprinzip | Funktionsweise | Beispiel |
---|---|---|
Thermoelektrisch | elektrische Spannung verändert sich proportional zur Temperaturänderung | Thermoelement |
Resistiv | Ohmscher Widerstand ändert sich in Abhängigkeit der Messgröße | Heiß- und Kaltleiter |
Piezoelektrisch | elektrische Spannung entsteht durch elastische Verformung spezieller Materialien | Drucksensor |
Kapazitiv | durch die Änderung der Messgröße speichern Kondensatoren mehr oder weniger Energie | Feuchtigkeitsmesser |
Induktiv | Veränderung des Magnetfeldes um eine Spule durch ein Messobjekt | Abstandsmesser |
Optisch | elektrische Eigenschaften ändern sich durch auftreffendes Licht | Lichtschranke |
Spezielle Eigenschaften von Sensoren
Damit ein Sensor richtig funktioniert, muss er optimal zu einem gewünschten Anwendungsbereich passen. Bei der Auswahl kommt es dabei auf spezifische Eigenschaften, wie die Messgröße an. Diese beschreibt grundsätzlich, welche Parameter (Druck, Temperatur, Abstand) ein Fühler erfassen kann.
Um eine hohe Messgenauigkeit sicherstellen zu können, kommt es darüber hinaus auch auf die Reaktion auf Umwelteinflüsse an. Gemeint sind damit zum Beispiel Temperatur- oder Feuchtebereiche, in denen der Fühler die Messwerte korrekt erfassen kann. Wichtig sind außerdem folgende Eigenschaften:
- der Messbereichsumfang (beschreibt den Bereich einer Eingangsgröße, den ein Fühler erfassen kann)
- der Ausgabebereich (beschreibt das Intervall der Ausgabesignale beim kleinsten und größten Wert der Messgröße)
- Auflösung (beschreibt die kleinste Veränderung einer Messgröße, die ein Sensor registriert)
- Genauigkeit (beschreibt die größtmögliche Abweichung der Ausgabewerte von der tatsächlichen Messgröße)
- Wiederholgenauigkeit (beschreibt den Fehler, der bei wiederholter Messung auftritt)
- Sättigung (beschreibt der Wert einer Messgröße, ab dem ein Fühler nicht mehr das gewünschte Verhalten zeigt)
- Totband (beschreibt den Bereich der Messgröße, auf den ein Fühler mit dem gleichen Ausgabewert reagiert)
Neben den beschriebenen Eigenschaften gibt es zahlreiche weitere, die in der Regel auch von der Art oder der Wirkweise der Messaufnehmer abhängen.