5. Sensoren zur Sicherstellung geeigneter Umgebungsbedingungen für Messprozesse

Sensoren sind Messfühler, welche zur elektrischen Erfassung nichtelektrischer Messgrößen eingesetzt werden. Die Messgrößenerfassung aller Einflussgrößen auf den Messprozess bildet die Voraussetzung für genaues Messen. Alle Rahmenbedingungen zum Messen, wie z. B. Temperatur, Luftfeuchte und Strömungsgeschwindigkeit, sind in Normen oder Herstellerangaben festgelegt und müssen eingehalten werden. Durch unterschiedliche Einflüsse (Umwelt) tritt zwischen Messobjekt und Messgerät immer eine Wechselwirkung ein. Die Genauigkeitsanforderung der Messaufgabe legt fest, ob Wechselwirkungen oder Rückwirkungen bei der Fehlerbetrachtung berücksichtigt werden müssen. Bei der Wandlung nichtelektrischer in elektrische Größen wird der Wert einer Messgröße erfasst und durch einen Sensor in ein primäres Abbildungssignal umgewandelt. Durch Hinzufügen eines Messwandlers und der Messwertausgabe wird der Sensor zu einem Messgerät. Das vom Sensor ausgehende sekundäre Messsignal wird zur Signalverarbeitung, Signalanalyse, Informationsspeicherung und zur Messwertausgabe genutzt. Um Querempfindlichkeiten so gering wie möglich zu halten, müssen Störgrößen vermieden werden und der Sensor darf möglichst nur auf eine Größe ansprechen. Zur Messung der Temperatur werden Widerstandsthermometer, Thermoelemente und NTC-Widerstände verwendet. NTC-Widerstände dienen auch zur Kompensierung von positiven Temperaturkoeffizienten und zur Stabilisierung des Arbeitspunktes von Transistoren. Je nach Einsatzgebiet werden Widerstandsthermometer und Thermoelemente in verschiedene Klassen und Bauformen eingeteilt. Für die Messung der Feuchte kommen unterschiedliche Feuchtesensoren zum Einsatz. Je nach Anwendungsgebiet werden Feuchtesensoren auf der Basis von Leitfähigkeitsänderungen oder Kapazitätsänderungen eingesetzt. Zur Bestimmung der Luftgeschwindigkeit werden Strömungssensoren verwendet. Für die richtige Auswahl muss zwischen turbulenter und laminarer Strömung unterschieden werden. Die Messung der Strömungsgeschwindigkeit erfolgt mit dem Heißfilm- oder dem Konstant-Temperatur-Anemometer.