Messsensoren

Messsensoren sind Geräte, die physikalische Größen in messbare Signale umwandeln. Sie bilden die Kernkomponenten von Mess- und Regelungssystemen in Industrie, Verkehr, Umweltüberwachung und Gesundheitswesen.

Sie unterscheiden sich nach der erfassten Größe, zum Beispiel Temperatur, Druck, Feuchte, Position oder Gas- bzw. chemische Messgrößen, und nach dem Messprinzip, etwa resistiv, kapazitiv, piezoelektrisch, optisch, magnetisch oder thermisch. Viele Sensoren kombinieren mehrere Prinzipien oder liefern zusätzlich einen digitalen Ausgang.

Typische Funktionsweisen umfassen Widerstandsänderungen bei Temperatur oder Druck (R-T- oder Piezoresistive-Sensoren), Kapazitätsänderungen (Capacitive), den Piezoeffekt, optische Abtastung, Magnetfeldmessung (Hall-Effekt) sowie thermische Prinzipien wie Thermoelemente und Widerstandsthermometer (RTD).

Kalibrierung, Genauigkeit und Zuverlässigkeit sind zentrale Qualitätskriterien. Messwerte sollten rückführbar kalibriert sein. Wichtige Kennwerte sind Genauigkeit, Linearität, Hysterese und Drift. Umgebungsbedingungen, Alterung und Störsignale können die Messwerte beeinflussen, weshalb regelmäßige Kalibrierintervalle oft erforderlich sind.

Anwendungen und Schnittstellen: Sensoren finden Anwendung in der Industrieautomation, Fahrzeugtechnik, Umweltmonitoring, Gebäudetechnik und Medizintechnik. Sie liefern analoge oder digitale Signale, oft über Schnittstellen wie 4-20 mA, I2C, SPI, UART oder drahtlose Protokolle; Signale werden durch Verstärker und Analog-Digital-Wandler verarbeitet.

Standards und Entwicklungen: Trends umfassen MEMS-basierte, miniaturisierte Sensoren, robuster Bauweisen, verbesserten EMI/EMC-Schutz und Sensorfusion. Die Zuverlässigkeit hängt von Schutzarten, Temperaturbereich und Kalibrierintervallen ab.