Sensoren

Ein Sensor, lat. sentire, was so viel bedeutet wie fühlen oder empfinden, ist ein Instrument, dass in der Lage ist, chemische oder physikalische Eigenschaften zu erfassen und diese Informationen, wenn gewünscht, in ein Signal umzuwandeln. Zu den Eigenschaften gehören zum Beispiel Druck, Temperatur sowie Helligkeit, aber auch Beschleunigung. Darüber hinaus ist es dem Sensor möglich, die Beschaffenheit seiner Umgebung in Messgrößen darzustellen. Sollen vom Sensor erfasste Eigenschaften in elektrische Signale umgewandelt werden, geschieht dies durch chemische oder physikalische Prozesse, um die gemessenen Größen besser weiterverarbeiten zu können. Die weitergeleiteten Signale erzeugen zur Veranschaulichung ein Bild und vereinfachen so die Auswertung der gemessenen Größen.

Es gibt verschiedene Formen von Sensoren. Zunächst wird nach Fertigungstechnik und Einsatzgebiet unterschieden. Weiterhin wird in passive und aktive Sensoren unterteilt, was auf ihre jeweilige Wirkungsweise zurückzuführen ist.

Ein passiver Sensor besteht aus einer Spule, einem Widerstand und einem Kondensator, dies sind passive Bauteile. Bei Gebrauch eines passiven Sensors kommt es zu einer Änderung von beispielsweise Kapazität und Widerstand. Eine Signalerzeugung ist dem passiven Sensor nur möglich, wenn eine externe Hilfsstromquelle zur Verfügung steht. Zur Geschwindigkeitsmessung werden oft passive Sensoren eingesetzt. Radarsysteme und Scanner sind genauso Sensoren wie Kameras. Sie alle werden zur Erkundung von einer weiter entfernten Umgebung eingesetzt.

Mit Hilfe von aktiven Sensoren, welche eine Spannung erzeugen, können Lichtenergie, mechanische- sowie thermische Energie in elektrische Energie umgewandelt werden.

Ein anderes Beispiel für einen Sensor ist der Teilchen- oder Strahlungsdetektor. Ein Sensor dieser Art ist in der Lage, Röntgenstrahlung oder Licht zu messen. Weiterhin gibt es noch virtuelle Sensoren. Diese sind Teil einer Software und kommen dort zum Einsatz, wo andere Sensoren nicht bestehen können oder die Messwerte durch Einwirkungen von außen verfälscht werden könnten. Auch ein einfaches Mikrofon ist ein Sensor, der den Schall und Druck misst.

Darüber hinaus kann man in Sensoren nach Messgröße und Messprinzip unterscheiden. Ein Sensor, bei dem die Messgröße im Vordergrund steht ist zum Beispiel der resistive Sensor, bei dem sich der Widerstand ändert. Handelt es sich um den Effekt der elektromagnetischen Induktion, auch Elektrodynamik, spricht man bei den Sensoren von Induktionsaufnehmern. Differentialtransformatoren und Induktive Sensoren hingegen beruhen auf den physikalischen Grundlagen des Elektromagnetismus. Sensoren, bei denen das Messprinzip im Vordergrund steht sind beispielsweise Drucksensoren, wie das Barometer sowie Lichtsensoren, hier Fotodioden und Fotozellen oder Gassensoren, also ein Brandmelder oder die Lambdasonde im Auto.

Sensoren werden in vielen verschiedenen Gebieten eingesetzt. Vorrangig werden sie in der Technik genutzt, vermehrt treten sie nun aber auch in der Biologie und Medizin auf. Die Raumfahrt ist zum Beispiel auf Sensoren angewiesen, denn nur mit Hilfe von Sensoren können sehr genaue Messungen durchgeführt werden.

Ein Sensor kann heutzutage auch schon den Film in digitalen Spiegelreflexkameras ersetzen und das Bild erzeugen. Auch bei der Arbeit mit Robotern kommen Sensoren zum Einsatz. Die sogenannten Distanzsensoren werden benötigt, um den Roboter davor zu bewahren, wahllos gegen irgendwelche Gegenstände oder Wände zu fahren.

Moderne Sensoren sind in der Lage, die gemessenen Größen sofort in Signale, egal welcher Form umzuwandeln, ohne das eine Hilfsstromquelle nötig ist. Das Resultat ist ein digitaler Code oder ein analoges Signal.