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2004 | Buch | 3. Auflage

Sensoren für die Prozess- und Fabrikautomation

Funktion — Ausführung — Anwendung

verfasst von: Stefan Hesse, Gerhard Schnell

Verlag: Vieweg+Teubner Verlag

Buchreihe : Vieweg Praxiswissen

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Inhaltsverzeichnis

Frontmatter
1. Sensoren — Sinnesorgane der Technik
Zusammenfassung
Ein Lebewesen ist nur existenzfähig, wenn es auf Umwelteinflüsse reagieren kann. Selbst Einzeller haben diese Fähigkeit entwickelt. Um spezifische Reize aus der Umgebung oder aus dem Körperinnern aufzunehmen, existieren biologische Strukturen, die als Rezeptor bezeichnet werden.
Stefan Hesse, Gerhard Schnell
2. Sensoren zur Positionserfassung
Zusammenfassung
In der Fertigung müssen maschinelle Werkzeug- und Werkstückbewegungen laufend kontrolliert werden. Dazu ist die Position von Maschinenteilen und Objekten der verschiedensten Art zu erfassen und als Signal bereitzustellen. Oft genügt auch schon eine Kontrolle der Anwesenheit.
Stefan Hesse, Gerhard Schnell
3. Sensoren zur Erfassung mechanischer Größen
Zusammenfassung
Zu den mechanischen Größen zählen in erster Linie Länge, Winkel, Kraft, Drehmoment und Masse (Gewichtskraft). Ihre Kenntnis ist für die Funktion von Maschinen und Verfahren unerlässlich. Die Größen Länge und Winkel werden in Kapitel 6 behandelt.
Stefan Hesse, Gerhard Schnell
4. Sensoren zur Erfassung fluidischer Größen
Zusammenfassung
Fluidische Größen, die in diesem Kapitel behandelt werden, sind Druck, Volumen- bzw. Massenstrom und (Gas-)Feuchte. Das Interesse an Messsystemen für diese Größen hat in den letzten Jahren sehr zugenommen. Fortschreitendes Automatisieren macht es erforderlich, auch sie verstärkt in die Überwachung (monitoring, supervision) und Regelung (closed-loop control) einzubeziehen. In der Prozesstechnik sind z. B. 30 bis 40 % aller Messungen Druckmessungen. In der Pneumatik sind Fließ- und Staudruck wichtige Größen. Wartungsgeräte für Druckluftkreisläufe benötigen ein Druckmess- und -einstellgerät.
Stefan Hesse, Gerhard Schnell
5. Sensoren zur Erfassung der Temperatur
Zusammenfassung
Die Temperatur ist eine Größe von außerordentlicher Bedeutung für technische Prozesse. Von der Temperatur hängen sehr viele Stoffeigenschaften ab. Der thermische Zustand eines Stoffes kann grundsätzlich nach zwei physikalischen Prinzipen bestimmt werden:
  • Kontaktthermometrie
  • Pyrometrie
Stefan Hesse, Gerhard Schnell
6. Sensoren zur Erfassung von Wegen und Winkeln
Zusammenfassung
Weg- und Winkelmesssysteme dienen hauptsächlich zur Erfassung des Istwertes der Relativposition von Werkstück und Werkzeug in einer Maschine. Die Positionserfassung erfolgt im Bearbeitungsprozess in der Regel mittelbar, d. h. nicht direkt am Werkstück, sondern an einer Maßverkörperung. Die Art der Maßverkörperung hat insbesondere Einfluss auf die Genauigkeit der Positionsbestimmung sowie auf das regelungstechnische Verhalten eines geschlossenen Positionsregelkreises [6–1] bis [6–3]. Die Forderungen an die Auflösung der Messsysteme liegen bei NC-Maschinen bei 0,001 Millimeter bzw. bei 0,001 Grad, teilweise auch darunter.
Stefan Hesse, Gerhard Schnell
7. Abbildung und Erkennung von Objekten
Zusammenfassung
Die industrielle Bildverarbeitung hat sich in den letzten Jahren zu einer Schlüsseltechnologie entwickelt. Sie erschließt neue Möglichkeiten zum Beispiel bei der Oberflächeninspektion von Objekten, der Vollständigkeitskontrolle, der Identifikation und Klassifizierung, der automatischen Montage, der Qualitätsprüfung und der Lagebestimmung sowie Vermessung von Gegenständen. Der Einsatz technisch visueller Systeme wird vor allem dann in die engere Wahl gezogen, wenn die Objektivität des Erkennens, die Erkennungsgeschwindigkeit und die Genauigkeit eine große Rolle spielen.
Stefan Hesse, Gerhard Schnell
8. Erfassung chemischer und biologischer Stoffgrößen
Zusammenfassung
Mit chemischen Sensoren werden ausgewählte Arten von Atomen, Molekülen oder Ionen in Flüssigkeiten oder Gasen nachgewiesen. Üblich ist auch der Begriff biologischer Sensor oder Biosensor, wenn es sich im Einzelfall um den Nachweis bioaktiver Substanzen handelt.
Stefan Hesse, Gerhard Schnell
9. Sensorvernetzung
Zusammenfassung
In der Fabrikautomation ist die Vernetzung von Sensoren und Aktoren mittels Bussen zum Stand der Technik geworden. Wichtige Kriterien sind hier:
  • Schnelligkeit (Buszykluszeit ≤ 5 ms)
  • Echtzeitfähigkeit (Vorausberechenbarkeit des Buszugriffs)
  • Übertragungssicherheit
  • Niedriger Preis der Anbindung (im Verhältnis zum Sensorpreis)
Stefan Hesse, Gerhard Schnell
10. Fachbegriffe
Zusammenfassung
Auslöschung (Verlust bzw. Umwandlung) von Strahlung beim Durchgang durch ein Medium. Der Absorptionsgrad ist eine Stoffkennzahl, die sich auf den auftreffenden Lichtstrom (auf ein optisch klares Medium) bezieht.
Stefan Hesse, Gerhard Schnell
Backmatter
Metadaten
Titel
Sensoren für die Prozess- und Fabrikautomation
verfasst von
Stefan Hesse
Gerhard Schnell
Copyright-Jahr
2004
Verlag
Vieweg+Teubner Verlag
Electronic ISBN
978-3-322-96926-2
Print ISBN
978-3-322-96927-9
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-322-96926-2