Sensorbauelementen

Sensorbauelemente sind die grundlegenden Wandelbauteile eines Sensors, die eine physikalische Größe in eine elektrische Größe umwandeln. Sie bilden die Schnittstelle zwischen dem messbaren Phänomen und der Mess- bzw. Verarbeitungselektronik. Sensorbauelemente arbeiten oft in Verbindung mit Signalkonditionierung, Verstärkung und Analog-Digital-Wandlung. Je nach Technologie können sie passiv arbeiten oder eine eigene Energiequelle benötigen; sie werden in der Regel auf Silizium, keramischen Materialien, Quarz oder Polymeren hergestellt. Wesentliche Kenngrößen sind Empfindlichkeit, Linearität, Ansprechzeit, Hysterese, Drift und Betriebstemperaturbereich.

Zu den gängigen Sensorbauelementen zählen Widerstandsförmige Temperatur-Sensoren (RTD) wie Pt100, Thermistoren; Thermoelemente, die eine Spannung proportional zum Temperaturunterschied liefern; piezoelektrische Elemente aus Quarz oder PZT für Druck, Beschleunigung und Schwingungen; kapazitive Sensoren, deren Kapazität sich durch Abstandsänderungen oder Dielektrizitätskonstanten ändert; optische Sensorbauelemente wie Photodioden und Phototransistoren; magnetische Sensorbauelemente wie Hall- oder magnetoresistive Sensoren; sowie MEMS-basierte Sensorbauelemente, die mechanische Größen wie Druck, Beschleunigung oder Gaszusammensetzungen in elektrische Signale umwandeln.

Die Herstellung erfolgt vorwiegend durch mikroprozessierte Fertigungstechniken auf Siliziumbasis, bei MEMS auch durch mikrostrukturierte, glasierte oder keramische Verfahren. Die Bauelemente werden paketiert, meist gegen Umwelteinflüsse geschützt und oft gemeinsam mit integrierter Elektronik betrieben.

Anwendungsgebiete umfassen Automobiltechnik, Industrieautomation, Medizintechnik, Konsumgüter sowie Umwelt- und Sicherheitstechnik. Wichtige Eigenschaften sind Langzeitstabilität, Kalibrierbarkeit und Robustheit gegenüber Temperatur- und Feuchtigkeitseinflüssen.