Sensoren

• Induktiv: nur Metall (Magnetfeld)

• Kapazitativ: Alle Materialen (E-Feld)

• Optisch: Licht-basiert

• Mechanisch: Direkter Kontakt

• Thermisch: Temperaturabhängig

• Berührend: Schalter, Taster, DMS

• Berührungslos: Induktiv, kapazitiv, optisch, Ultraschall, Hall

• Binär: Schalter, Näherungsschalter

• Analog: NTC, PTC, Potentiometer

• Digital: Drehgeber, Smart Sensoren

Funktionsprinzip:

• Spule + elektrischer Schwingkreis -> Magnetfeld

• Metall nähert sich -> entzieht Energie -> Amplitudenabnahme

Wichtig für Klausur:

• Nur leitfähige Materialien (Metalle)

• Berührungslos

• Robust und verschleißfrei

Anwendung:

• Metallerkennung am Fließband

• Positionserkennung von Stahlteilen

Funktionsprinzip:

• Kondensator + Schwingkreis -> elektrisches Feld

• Material ändert Kapazität -> Amplitudenänderung

Wichtig für Klausur:

• Alle MAterialien (Metalle, Kunstoff, Flüssigkeiten)

• Universell einsetzbar

• Blechdickenmessung

Anwendung:

• Füllstandsmessung

• Materialldicke prüfen

Funktionsprinzip:

• Schallimpuls -> Objekt -> Echo

• Laufzeitmessung

Klausur Formel:

s= (t/2)x340

Wichtig:

• t/2 wegen Hin und Rückweg

• Schallgeschwindigkeit Luft = 340 m/s

• Abstandsmessung Berührungslos

Anwendung:

• Autonome Fahrzeuge

• Füllstandsmessung

• Dickenmessung

Funktionsprinzip:

• Stromführender Leiter im Magnetfeld -> Spannung

Klausur Formel:

U= AHx (BxI)/d

Wichtig:

• AH=Hall-Koeffizient

• B= Magnetfeld

• I=Strom

• d=Strom

• BErührungslos, verschleißfrei

Anwendung:

• Magnetfelderkennung

• Positionsmessung

Funktionsprinzip:

• Fotoelektischer Effekt

• Licht -> Leitfähigkeitsänderung

5 Kategorien:

1. Einweglichtschranken

2. Reflexionslichtschranken

3. Reflexlichttaster

4. Glasfaseroptiken

5. Infrarotsensoren

Anwendung:

• Objekterkennung

• Kronkorken Kontrolle

Funktionsprinzip:

• Mechanischer Kontakt

• Binäre Signale (An/Aus)

Wichtig:

• Berührende Erfassung

• VErschleißbehaftet

• Einfach und Robust

Anwendung:

• Endposition-Erkennung

• Sicherheitsschalter

Funktionsprinzip:

• Mechanische Kraft -> elektrische Spannung

• Kristalle reagieren auf Druck

Wichtig:

• Selbstversorgend (keine externe Energie)

• Hochdynamisch

• Berührungslos möglich

Anwendung:

• Schwingungserfassung

• Vibrationsmessung

• Verschleißerkennung

Funktionsprinzip:

• Mänderförmiger Draht

• Dehnung -> Widerstandsänderung

Klausur Formeln:

• RΔ/R​=k⋅Δl​/l

• Virtelbrücke: ΔUM​=U0/4​​⋅k⋅Δl​/l

Wichtig:

• k = k-Faktor (Materialkonsta​nte)

• Meist in Brückenschaltung

• Viertelbrücke = 1 aktiver + 3 feste Widerstände

Anwendung:

• Kraftmessung

• Strukturüberwachung

Funktionsprinzip:

• Widerstand runter bei Temperatur anstieg

• Negativer Temperaturkoeffizient

Klausur-Formel:

R=R0xe^B(1/T-1/T0)

Wichtig:

• B=Materialkonstante

• Hohe Empfindlichkeit

• Begrenzter Temperaturbereich

Funktionsprinzip:

• Widerstand steigt bei Temperatur anstieg

• - Positiver Temperaturkoeffizient

Klausur-Formel:

R=R0(1+alpha(T-T0)

Wichtig:

• alpha= Temperaturkoeffizient

• linearer Zusammenhang

• Selbstregulierung

Funktionsprinzip:

• Seebeck-Effekt

• Temperaturdiifferenz -> Spannung

Klausur-Formel:

• m

• Vereinfacht: U=SX

Wichtig:

• S= Seebeck-Koeffizient

• Großer Messbereich

• Robust bei hohen Temperaturen

Funktionsprinzip:

• LED + Abtastgitter + Fotoelemente

2 Typen:

• Inkrementell: Impulse zählen, Referenzfahrt nötig

• Absolut: Eindeutige Position, keine Referenz

Wichtig:

• Verschleißfrei (VS. Potentiometer)

• Hohe Auflösung

• Digitale Signale

Anwendung:

• Roboter-Gelenke

• Maschinensteuerung

Funktionsprinzip:

• Variabler Widerstand

• Mechanischer Schleifkontakt

Wichtig:

• VErschleißbehaftet

• Analoge Signale

• Einfach und günstig

• In Kompensationsmethode verwendet

Funktionsprinzip:

Bilderzeugung -> Bildverarbeitung -> Merkmalsextraktion -> Bildauswertung

Wichtig:

• CCD Kamera erfasst Oberfläche

• Digitalisierung + Filterung

• Mustererkennung

• Gut/ Schlecht- Entscheidung

Anwendung:

• Qualitätskontrolle

• Oberflächenbehandlung ERkennung

• Grat-Erkennung

Funktionsprinzip:

• Membranauslenkung -> Kapazitätsänderung

• Hydraulisches Prinzip

Wichtig:

• Berührungslose Erfassung

• Hohe Genauigkeit

• Für GAse und Flüssigkeiten

Anwendung:

• Bier Abfüllung (CO2 Gehalt)

• Pneumatische Systeme

Funktionsprinzip:

• Mechanischer Druck -> Widerstandsänderung

• Direkter Krafteinfluss

Wichtig:

• Hohe Empfindlichkeit

• Schnelle Reaktion

• Temperaturkompensation nötig