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Automatisierung - Sensorik

Sensorarten

Auszug aus
Tilo Heimbold

Einführung in die Automatisierungstechnik

11/2014, 229 Seiten, € 29,99
ISBN: 978-3-446-42675-7
Seite 64-72

Für die Umsetzung einer Automatisierungsaufgabe wird zuerst eine entsprechende Informationsgewinnung vorausgesetzt. Es ist nicht möglich, einen Prozess zu überwachen bzw. zu regeln, wenn der Messwert nicht erfasst wird. Sensoren spielen hierbei eine zentrale Rolle.

Aus informationstechnischer Sicht können Sensoren in drei Gruppen eingeteilt werden (Bild 1). So ist es möglich, zwischen Signalart, Systemfähigkeit und Funktionalität zu unterscheiden.

Bild 1 Einteilung aus informationstechnischer Sicht [Heimbold S. 67]

Systemfähigkeit

Bei der Systemfähigkeit wird unterschieden, ob es sich um einen busfähigen oder nicht busfähigen Sensor handelt (siehe Bild 2). Nicht busfähige Sensoren stellen ihre Informationswerte über elektrische Einheitssignale oder genormte Schnittstellen bereit. Busfähige Sensoren verfügen über eine implementierte Busschnittstelle und können direkt über Feldbussysteme kommunizieren.

Bild 2 Konventionelle und busfähige Sensoren [Heimbold S. 70]

Funktionalität

Je nach Umfang der geforderten und implementierten Funktionalitäten eines Sensors erfolgt eine Trennung in Elementarsensor, integrierter Sensor und intelligenter Sensor (Bild 3). Während der Elementarsensor lediglich die Umsetzung der physikalischen Größe in eine entsprechende elektrische Größe übernimmt, werden beim integrierten Sensor auch Aufgaben zur Signalaufbereitung umgesetzt. Funktionen wie Diagnose oder Busanschaltung sind in intelligenten Sensoren implementiert. Diese Stufung lässt sich am Beispiel einer Lichtschranke untersetzen (Bild 4).

Bild 3 Stufungen vom Elementarsensor zum intelligenten Sensor [Heimbold S. 70]

Zur Erfassung und Bereitstellung der Messwerte werden mit Sensoren die verschiedenen physikalischen Effekte genutzt. Dazu zählen:

  • Widerstandsänderung
  • Änderung der Induktivität
  • Änderung der Kapazität
  • piezoelektrischer Effekt
  • thermoelektrischer Effekt
  • photoelektrischer Effekt
  • Strahlungsabsorption

Die Nutzung der unterschiedlichen Prinzipien zur Erfassung von Prozessgrößen ist sehr vielfältig; zum einen hinsichtlich der zu messenden Prozessgrößen und zum anderen in Abhängigkeit der jeweiligen Anwendung und deren Rahmenbedingungen. Einen universell einsetzbaren Sensor gibt es nicht. Vielmehr sind die Anforderungen von dem jeweiligen Anwendungsfall abhängig.

Bild 4 Lichtschranken als intelligente Sensoren [Heimbold S. 71]

Auszug aus
Tilo Heimbold

Einführung in die Automatisierungstechnik

11/2014, 229 Seiten, € 29,99
ISBN: 978-3-446-42675-7
Seite 64-72
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