In der Druckweiterverarbeitung muss man viele Maschinen steuern, regeln und überwachen. Dazu braucht man Informationen über ihren Zustand. Diese Informationen bekommt man über elektrische Signale. Die elektrischen Signale entsprechen einer physikalischen Größe, z.B. einem Abstand oder einem Drehmoment. Das Signal zeigt einen Messwert an.

Aufgabe der Sensorik

Mit Sensoren Eigenschaften, Zustände und Veränderungen in Prozessen prüfen und messen.

• Sensoren sind Signalgeber (auch Aufnehmer, Fühler oder Sonden.)
  Sie zeigen eine Abweichung von Soll-Größen an.
• Sensoren können unterschiedliche Eigenschaften messen, z.B. Feuchtigkeit, Temperatur, Druck, Helligkeit und Beschleunigung.
• Sensoren gibt es für die meisten physikalischen Größen (z.B. Temperatur, Druck, Länge, Breite …).
  Oft kann man durch Kalibrieren aus Sensor-Signalen auch Messwerte ableiten.
• Sensoren formen elektrische, mechanische, thermische, optische, akustische und chemische Größen in elektrische Signale um. Manchmal verläuft dieser Umformungsprozess in mehreren Stufen.

Beispiel: Zugspannung von Papier messen

Papier muss in einem Trichterfalz immer gleichmäßig gespannt sein.

Das Messen der Papier-Zugspannung ist eine Kraftmessung in mehreren Schritten:

• Eine Feder wird elastisch in einen Weg umgeformt.
• Der Weg ändert ein Widerstandsverhältnis über eine Potentiometer-Verstellung.
• Das Widerstandsverhältnis verändert den Spannungsabfall.
• Die veränderte Spannung wird über einen Sender übertragen.
• Der Sender dient zur Messung, Steuerung, Regelung oder Überwachung.

Wichtige Eigenschaften von Sensoren:

• Genauigkeit
• Zuverlässigkeit
• Empfindlichkeit
• Auflösungsvermögen
• Verarbeitungsgeschwindigkeit

Aktive und passive Sensoren

Aktive Sensoren

Aktive Sensoren erzeugen selbst elektrische Signale, wie eine Ladung oder eine Spannung. Sie brauchen keine Hilfs-Stromquelle.

Das heißt: Aktive Sensoren formen mechanische Energie, thermische Energie, Lichtenergie oder chemische Energie direkt in elektrische Energie um.

Es gibt verschiedene Umwandlungs-Effekte: z.B. Thermo-Effekt zum Messen der Temperatur, Foto-Effekt, Piezo-Effekt zum Messen von Kräften, elektrodynamisches PrinzipGrundsatz, Regel, Leitlinie.

Passive Sensoren

Passive Sensoren brauchen eine Hilfs-Stromquelle. Bei passiven Sensoren muss Energie durch den Sensor fließen. Passive Sensoren verändern ihre elektrischen Eigenschaften unter dem Einfluss einer nicht-elektrischen physikalischen Größe.

Beispiel: Ein passiver Widerstandssensor verändert seinen elektrischen Widerstand, wenn sich die Temperatur ändert.
 

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