1.Test_Zusammenfassung

ETAT – 1.Test
Nichtelektrische Größen
Sensoren: aktiv u. passiv
Messwertumformer
Sensoren in der Produktion und Verfahrenstechnik; (jumo.at)
Temperatursensoren, Thermoelemente, PT100, Ni100
PTC + Motorschutz
Spannungserzeugung mit Sensoren (S.29)
Messkette, Messumformer an SPS
Linearpotenziometer, Drehpotenziometer
Sensor mit Messwertumformer 0….10V, 4…..20mA
Winkelsensor Armdrückmaschine, DMS Vollbrücke Biegung und Dehnung
Sensoren formen eine nichtelektrische Größe in eine elektrische Größe um!!!
Aktive Sensoren
Wandeln mechanische, thermische, Licht- oder chemische Energie direkt in elektrische Energie um.
Sie sind somit Spannungserzeuger z.b. Thermoelemente, Fotoelemente oder piezoelektrische
Elemente.
Passive Sensoren
enthalten passive Bauelemente (z.b. Widerstände, Spulen…). Sie ändern ihre elektrischen
Eigenschaften (z.B. Widerstand oder Induktivität) unter dem Einfluss nichtelektrischer Größen (z.b.
Druck, Temperatur oder Magnetfeld). Damit eine Beeinflussung der elektrischen Größe durch die
Bauelemente möglich ist, benötigt man eine Hilfsenergie von einer externen Spannungsquelle.
Messwertumformer
Das Ausgangssignal eines Sensors wird bei Bedarf durch ein Übertragungsglied verstärkt und
linearisiert. Dieses Signal kann anschließend z.b. über ein Anzeigeinstrument dargestellt oder für eine
Regel- oder Steuereinrichtung weiter verwendet werden => d.h. es ist ein Messmittel, das eine
Eingangsgröße in eine Ausgangsgröße umformt.
Eingang: Ist eine nichtelektrische Größe (Temperatur, Druck,…)
Ausgang: Ist eine elektrische Größe (Spannung, Strom)(z.b. Zweidraht Messumformer = 4…20mA)
Eine sogenannte „Messkette“ entsteht. Sie besteht aus Sensor (Messwertaufnehmer),
Übertragungsglied (Messverstärker, Messumformer) und Ausgeber (Anzeige)
Temperatursensoren
Werden für die Umsetzung von Temperaturen in elektrische Spannungen verwendet!
 Widerstandsthermometer:
Die Funktion dieser passiven Sensoren beruht auf der Temperaturabhängigkeit von
Wiederständen. Meist verwendet man Platin oder Nickel als Widerstandsmaterial. Bei Pt100
und Ni100 beträgt der Bemessungswiderstand bei einer Temperatur von 0°C = 100 Ohm.
Die Widerstandsänderung verhält sich ungefähr proportional zur Temperaturänderung
(Kennlinie linear).
Nickelfühler sind empfindlicher als Platinfühler, da sie etwa den dppelten Temperaturbeiwert
haben (Kennlinie nicht so linear)
Anwendung: Temperaturmessung z.b. Öfen, Klimaanlagen und Gefrierschränken
Beispiel: Pt100: Platin; 0°C = 100 ohm; -200°C bis 600°C; für technik weil teuer; oft für
Pegelstandmessung
 Thermistoren:
Beruht auch hier auf einer temperaturabhängigen Widerstandsänderung. Es wird zwischen
NTC- und PTC-Thermistoren unterschieden.
o NTC – Widerstände (Heißleiter)
Prinzip: Ein Heißleiter ist ein temperaturabhängiger Widerstand mit negativem
Temperaturbeiwert. Sein Widerstandswert nimmt mit zunehmender Temperatur ab.
Heißleiter leiten im warmen Zustand besser.
Kennlinie: BS.188 Bild 1,2
Arten: Fremderwärmte Heißleiter : von außen durch die Umgebungstemperatur
Eigenerwärmte Heißleiter: von innen durch die Wärme, die infolge des
durchfließenden Stromes entsteht.
Anwendung:
Fremderwärmte Heißleiter:

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Körpertemperatur
Leistungsmessungen von Mikrowelle
Kühlwasser- und Öltemperatur
Eigenerwärmte Heißleiter

Christbaum-Beleuchtung
o PTC – Wiederstände (Kaltleiter)
Prinzip: Kaltleiter sind temperaturabhängige Widerstände mit einem positiven
Temperaturbeiwert. In einem begrenzten Temperaturbereich steigt der Widerstand
eines Kaltleiters steil an
Kennlinie: BS.189 Bild 2
Anwendung: Motorschutz
 Thermoelemente:
aktiver Sensor, der Wärmeenergie in elektrische Energie umwandelt. (-50 bis 1200°C)
Anwendung: Messen bei sehr hoher Temperatur, z.b. Kesselanlagen oder in Härteöfen.
Motorschutz mit Kaltleiter
Der Motorschutz mit Kaltleiter-Temperaturfühlern schützt elektrische Maschinen vor unzulässig
hohen Betriebstemperaturen. (Fremderwärmt)
Dehnungsmessstreifen (DMS)
Zur Messung von Kraft, Drehmoment, Druck, Dehnung oder Stauchung von Werkstücken.
Sensoren mit Dehnungsmessstreifen sind passiv. Ihr Widerstand nimmt unter Dehnung zu, da die
Leiterlänge l größer und der Querschnitt A kleiner wird. Bei Stauchnung nimmt der Widerstand ab
Anwendung: Dehnungsmessstreifen verwendet man zu Dehnungsmessungen (z.b. an Maschinen,
Fahrzeugteilen, Brücken,) zur Kraftmessung, Drehmomentmessung oder Druckmessung.
Beispiel: Vollbrückenschaltung:
4 DMS sind am Messobjekt so befestigt, dass 2 DMS eine Dehnung und 2 DMS eine Stauchnung
erfahren. Damit erfasst man z.b. das Drehmoment einer Welle. Die Vollbrücke ist besonders
empfindlich
Linearpotenziometer
Passiver Sensor, der sich besonders zur Wegmessung eignet.
Drehpotenziometer
Passiver Sensor, der sich besonders zur Winkelmessung eignet. Beispiel: Armdrückmaschine