Sensors and Actuators - Fachbereich Physik der Universität ...

1 Einleitung
1.1 Sensorik
Die Sensorik ist die „Empfangs“-Schnittstelle zwischen realer und virtueller,
messtechnischer Welt. Sie hat sich in den letzten Jahren aus der Messtechnik zu einem
eigenständigen Arbeitsgebiet entwickelt.
Es gibt keine eindeutige Definition des Begriffs „Sensoren". Der Begriff ist vom lateinischen
Wort „Sensus" (= Sinn) abgeleitet.
IEC- (International Electric/Electrotechnical Commission = Internationale Elektrotechnische
Kommission seit 1906; beschäftigt sich mit der Ausarbeitung von Empfehlungen) Definition:
Der Sensor ist das primäre Element in einer Messkette, das eine variable, i.A. nichtelektrische
Eingangsgröße in ein geeignetes Messsignal, insbesondere einer elektrischen,
umsetzt.
Amerikanische Definition: A device that responds to physical stimuli (such as heat, light,
sound, pressure, magnetism, motion) and transmits the resulting signal or data for providing
a measurement, operating a control, or both. (R15.06)
Instrumentation systems using sensors can be categorized into measurement (especially
analytical) or control systems. In measurement systems, a quantity or property is
measured and its value is displayed. In control systems, the information about a
measurand is used to control it so that its measured value should be equal a desired value.
The actuator converts a signal into an action in order to modify the measurand.
Analyzers are special measuring systems whose purpose is to display the nature
and proportion of the constituents of a substance.
Quelle: www.sensedu.com
Der Sensor ist ein Spezialfall des sog. Transducers, der eine Energieform in eine andere
umwandelt. (A transducer is an electronic device that converts energy from one form to
another. Common examples include microphones, loudspeakers, thermometers, position
and pressure sensors, and antenna. Although not generally thought of as transducers,
photocells, LEDs (light-emitting diodes), and even common light bulbs are transducers.
http://whatis.techtarget.com/definition/0,,sid9_gci213215,00.html)
Mit dem Begriff Sensor wird i.A. ein preiswerter, aber zuverlässiger Messwertaufnehmer mit
reduzierter Genauigkeit bezeichnet, der für die Massenherstellung geeignet ist. Die
gängigen Definitionen für die unterschiedlichen Aufnehmer sind dabei in der DIN (Deutsche
Industrie-Norm) 1319-1 und der VDINDE- (Verein deutscher Ingenieure; Verband deutscher
Elektrotechniker) Richtlinie 2600 dargestellt.
Sensoren sind Messanordnungen, mit denen in erster Linie qualitativ (z.B. Wetterhahn →
Bestimmung der Windrichtung), in wenigen Fällen quantitativ spezielle Parameter aus der
Umgebung erfasst werden können wie z.B. die Temperatur, der Druck, der pH-Wert einer
Lösung, die chemische Zusammensetzung einer Lösung oder die eines Gases. Im
Unterschied zur qualitativen und quantitativen Analytik, in der weit aufwendigere
Messanordnungen eingesetzt werden, sind Sensoren i.A. kleiner, billiger und haben oft
schnelle Ansprechzeiten, meist aber auch nur geringe Genauigkeiten. Sensoren sprechen
i.d.R. nur selektiv auf wenige Substanzen an und sind meist empfindlich gegenüber
Störeinflüssen. Chemische Sensoren zeigen nicht selten eine hohe Querempfindlichkeit
gegenüber chemisch verwandten oder strukturell ähnlichen Stoffen. Mit
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