Wie unterscheiden sich aktive und passiere Sensoren? Welche Aufgaben haben sie und wo werden sie eingesetzt? In diesem Beitrag frischen wir unser Wissen auf und kehren zurück zu den Grundlagen der Elektrotechnik. Zum Thema Sensoren wird es vermutlich mehrere Beiträge geben, da der Umfang zu groß ist, um alles in einem Beitrag abzudecken.
Sensorarten
Ein Sensor wandelt eine nichtelektrische Größe in eine elektrische Größe um. Dies ist notwendig, um Eingabegrößen für Steuer- und Regelsysteme elektronisch verarbeiten zu können. Doch was versteht man eigentlich unter nichtelektrischen und elektrischen Größen?
| Nichtelektrisch | Elektrisch |
|---|---|
| Weg | Strom |
| Druck | Spannung |
| Füllstand | |
| Temperatur |
Es gibt eine Vielzahl von Herstellern, die Sensoren für nahezu jeden Anwendungsbereich anbieten. Ich persönlich arbeite gerne mit Balluff und di-Soric, die jeweils eine umfassende Produktpalette unterschiedlichster Sensorarten bereitstellen.
Der passive Sensor
Passive Sensoren verändern ihre elektrischen Eigenschaften (Widerstand, Kapazität, Induktivität) durch eine äußere Messgröße. Sie erzeugen kein eigenes elektrisches Signal, deshalb braucht die Ausleseelektronik eine externe Hilfsenergie wie einen Messstrom oder eine Versorgungsspannung. Beispiele: Widerstandsthermometer (Pt100, Pt1000), kapazitive Feuchtesensoren, induktive Näherungssensoren.
Der aktive Sensor
Aktive Sensoren wandeln die Messgröße direkt in ein elektrisches Ausgangssignal um, das ohne Messquelle ausgewertet werden kann. Manche aktive Sensoren benötigen trotzdem eine Versorgung für Verstärkung oder Elektronik, die Eigenschaft bleibt: sie erzeugen ein nutzbares Signal aus der physikalischen Größe. Beispiele: Thermoelemente (Thermospannung), photovoltaische Lichtsensoren.
Weiterverarbeitung der Sensorsignale
Die Ausgangssignale von Sensoren können weiterverarbeitet oder angezeigt werden. Oft ist es notwendig, diese Signale vorab zu verstärken – dies übernimmt ein Übertragungsglied. Besonders in der Automatisierungstechnik sind Sensoren unverzichtbar. Durch sogenannte speicherprogrammierbare Steuerungen können die Signale genutzt werden, um Zustände abzufragen, auszuwerten oder zu regeln.
Sensoren finden sich nicht nur in industriellen Anwendungen, sondern auch in unserem Alltag. Selbst eure Waschmaschine steckt voller Sensoren: Sie regeln die Temperatur, überwachen die Unwucht der Trommel und messen den Wasserstand. Ohne Sensoren wäre all das nicht möglich! Genau wie bei modernen Autos, Smart Devices etc. überall stecken Sensoren drin, vielleicht auch mehr als einem lieb ist. 😉
Schlusswort
Dies ist eine superkompakte Zusammenfassung zu den Unterschieden zwischen aktiven und passiven Sensoren. Hast du dich schon einmal mit Sensoren auseinandergesetzt?
Der Text zu den aktiven Sensoren ist nicht korrekt. Ein Widerstandsthermometer ist ein klassisches Beispiel für einen passiven Sensor. Da wäre Thermoelement das richtige gewesen.
Die Beschreibung der Energieumwandlung halt ich persönlich auch für problematisch, da nicht zwangsweise die gesamte zur Verfügung stehende Energie umgewandelt wird. Eine Photovoltaik-Zelle erzeugt zum Beispiel erstmal nur eine Spannung. Es ist geschickter hier von Signalen zu reden.
Hallo Max,
du hast Recht. Ich habe den Beitrag etwas angepasst.
Dankeschön.