Messfühler

Messfühler bezeichnet in der Mess- und Regeltechnik ein Bauteil, das eine physikalische Größe erfasst und in ein messbares Signal umwandelt. Das Messelement erfasst den Reiz direkt, während eine anschließende Signalkonditionierung das Signal vorbereitet, linearisiert und ausgibt. Messfühler bilden damit die primäre Schnittstelle zwischen der realen Größe und der Mess- bzw. Regeltechnik.

Typen von Messfühlern umfassen unter anderem Temperaturfühler (Thermoelemente, Widerstandstemperaturfühler RTD wie Pt100, Thermistoren), Druckfühler (piezoelektrisch, piezoresistiv, kapazitiv), Feuchte- bzw. Gasfühler, Strömungs- und Durchflusssensoren sowie optische Sensoren (Photodioden, Fotosensoren) und Näherungssensoren. Die Auswahl hängt von der zu messenden Größe, dem Messbereich, der Umgebung und der gewünschten Ausgangsschnittstelle ab.

Aufbau und Funktionsweise: Ein Messfühler besteht aus einem Messelement, das den physikalischen Reiz in einen elektrischen, optischen oder magnetischen Ausgang überführt. Typischerweise folgt eine Signalaufbereitung, die Verstärkung, Rauschunterdrückung, Linearisierung und Kalibrierung umfasst, sodass der Ausgang in einer bekannten Relation zur Messgröße steht. Wichtige Kennwerte sind Messbereich, Auflösung, Genauigkeit, Empfindlichkeit, Reaktionszeit und Temperaturdrift.

Anwendungen finden sich in der Industrieprozessführung, Gebäudeautomation, Medizintechnik, Automotive und Umweltüberwachung. Typische Ausgänge sind analoge Signale wie 4-20 mA oder 0-10 V sowie digitale Schnittstellen (I2C, SPI, RS-485). Messfühler müssen kalibriert und regelmäßig gewartet werden, um Qualität und Rückführbarkeit sicherzustellen.

Standards und Kalibrierung: Zur Vergleichbarkeit und Rückverfolgbarkeit gelten oft Normen wie ISO/IEC 17025 für Kalibrierlabore. Kalibrierintervalle hängen von Anwendung, Umweltbedingungen und Betriebsdauer ab.