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2.6 Sensorik

Zur Steuerung, Regelung und Überwachung von Maschinen in der Druckweiterverarbeitung ist es nötig, dass man Informationen über den Zustand des Prozesses oder eines Teilprozesses erhält. Man benötigt elektrische Signale, welche einer physikalischen Größe (z. B. einem Abstand oder einem Drehmoment) entsprechen. In vielen Fällen dient das Signal zur Anzeige eines Messwertes. Einen Signalgeber, welcher Abweichungen von vorgegebenen Sollgrößen oder Gegebenheiten anzeigt (z. B. das Vorhandensein eines Buchblocks), nennt man Aufnehmer, Fühler, Sonde oder Sensor. Oft kann man durch Kalibrieren aus Sensorsignalen auch Messwerte ableiten. Messwertgeber und Sensoren sind Bauelemente, deren elektrische Eigenschaften durch elektrische Größen (z. B. einen Strom) oder auch durch nichtelektrische Größen (z. B. eine Kraft) beeinflußt werden. Für die meisten physikalischen Größen gibt es Sensoren.
Sie formen elektrische, mechanische, thermische, optische, akustische und chemische Größen in passende elektrische Signale um, zum Teil in mehreren Stufen.
Beispielsweise muss das Papier in einem Trichterfalz immer gleichmäßig gespannt sein. Das Messen der Papierzugspannung ist eine Kraftmessung. Die Kraftmessung wird zunächst durch elastische Verformung einer Feder in einen Weg umgeformt, und dieser Weg ändert über eine Potentiometerverstellung ein Widerstandsverhältnis, welches schließlich zu einem veränderten Spannungsabfall führt. Die so veränderte Spannung kann über eine Sendeeinrichtung zur Messung, Steuerung, Regelung oder Überwachung übertragen werden.
Bei Sensoren sind folgende Kriterien besonders wichtig:
• Genauigkeit
• Zuverlässigkeit
• Empfindlichkeit
• Auflösungsvermögen
• Verarbeitungsgeschwindigkeit

Aktive Sensoren formen mechanische Energie, thermische Energie, Lichtenergie oder chemische Energie direkt in elektrische Energie um. Aktive Sensoren sind daher Spannungserzeuger und beruhen auf einem Umwandlungseffekt, wie z. B. Thermoeffekt, Fotoeffekt, Piezoeffekt, elektrodynamisches Prinzip.

Passive Sensoren beeinflussen elektrische Größen durch nichtelektrische Größen, wie z. B. einen Widerstand durch einen Weg. Es erfolgt keine Energieumwandlung. Man spricht deshalb von einer passiven Energieumformung. Damit ein Erfassen der elektrischen Größen des passiven Sensors möglich ist, benötigen diese eine Hilfsstromquelle. Die elektrische Messgröße des passiven Sensors wird durch eine physikalische, chemische oder mechanische Einwirkung der nichtelektrischen Größen verändert.

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