Sensorik/Aktorik

7.9 Thermische Meßverfahren (Hitzdrahtanemometer) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
7.10 Herzzeitvolumen (Cardiac Output) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
8 Magnetsensoren 25
8.1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
8.2 Magnetowiderstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
8.3 Hallsensoren (B-Feld) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
8.4 Magnetoresistive Sensoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
8.4.1 Halbleiter-Feldplatten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
8.4.2 Permalloy-Sensoren (H-Feld) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
8.5 Spulen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
8.5.1 Sättigungskernverfahren, Förstersonde, Flux Gate Magnetometer . . . . . . . . 28
8.5.2 Wiegand- und Impulsdrahtsensoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
8.6 Andere Sensortechniken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
8.6.1 Messung nichtmagnetischer Größen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
8.7 Aktorik: Magnetostriktive Aktoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
8.8 Elektromagnetische Aktoren (Elektromotoren) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
8.8.1 Selbstgeführte Motoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
8.8.2 Fremdgeführte Drehstrom-Asynchronmotoren oder EC-Motoren . . . . . . . . 30
9 Sensoren für Weg und Winkel 30
9.1 Resistive Wegsensoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
9.2 Induktive Wegaufnehmer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
9.3 Kapazitive Wegaufnehmer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
9.4 Magnetsensoren als Wegaufnehmer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
9.5 Inkrementale und codierte digitale Maßstäbe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
9.5.1 Inkrementale Weg- und Winkelsensoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
9.5.2 Codierte Wegmeßverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
9.6 Ultraschallverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
9.6.1 Bewegungserkennung mit dem Dopplerverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
9.7 Drehzahlsensoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
9.7.1 Wirbelstromdrehzahlmesser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
9.7.2 Permalloysensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
9.7.3 Kapazitiver Sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
9.7.4 Weitere Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
9.8 Taktile Sensoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
9.9 Füllstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
9.9.1 Druckaufnehmerprinzip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
9.9.2 Lotsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
9.9.3 Radiometrische Detektion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
9.9.4 Mikrowellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
10 Chemosensorik 33
10.1 Elektrochmische Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
10.2 Elektroden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
10.3 Potentialbildung im Elektrolyten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
10.3.1 Diffusionspotential Φ D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
10.3.2 Donnanpotentiale (Grenzschichtpotentiale) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
10.4 Potentiometrie (Messung von Elektrodenpotentialen im Gleichgewichtsfall) . . . . . . 36
10.4.1 Ionenselektive Sensoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
10.4.2 Glaselektroden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
10.4.3 Homogene Festkörpermembran-Elektroden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
10.4.4 Neutral Carrier-Membranelektroden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
10.4.5 Ionenaustauschelektrode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
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