sensorik at Fachhochschule Bielefeld

Sensoren sind Messwertaufnehmer für nichtelektrische Größen.
Sie bilden eine nichtelektrische Messgröße, die an ihrem
Eingang anliegt, auf eine elektrische Größe an ihrem Ausgang
ab. Messungen mit Sensoren sind damit indirekte Messungen
der Messgröße.

Sensorik bezeichnet in der Technik die Wissenschaft und die
Anwendung von Sensoren zur Messung und Kontrolle von
Veränderungen von umweltlichen, biologischen oder
technischen Systemen.

• passive oder aktive Sensoren
• analoge oder digitale Sensoren
• elektrochemische Sensoren
• optoelektronische Sensoren
• magnetoelastische Sensoren
• kapazitive Sensoren
• piezoelektrische Sensoren

• Kontinuierliche Signale, können zwischen einem Minimal- und einem Maximalwert jeden beliebigen Wert annehmen. -> Dynamikumfang.
• Ein Digitalsignal hat einen begrenzten, aber gestuften Wertevorrat, wobei sich ein Wert nur zu einem bestimmten Zeitpunkt ändern kann.

Die Elektrotechnik bezeichnet Schaltungen als Filter die ein elektrisches Signal abhängig von der Frequenz in der Amplitude und Phase verändern. 

Dadurch können unerwünschte Signalanteile abgeschwächt und unterdrückt werden.

• Lineare Filter
• Tiefpass
• Hochpass
• Bandpass

....

Die Präzision ist ein Maß für die Übereinstimmung
zwischen unabhängigen Messergebnissen unter festen
Bedingungen. (Messwerte haben eine geringe Streuung)

Die Richtigkeit ist ein Maß für die Übereinstimmung
zwischen dem aus einem großen Datensatz erhaltenen
Mittelwert und dem anerkannten Referenzwert. (Mittelwert stimmt gut mit dem wahren Wert überein)

Die Genauigkeit ist ein Maß für die Übereinstimmung
zwischen dem (einzelnen) Messergebnis und dem wahren
Wert der Messgröße. Genauigkeit kann nur durch verbesserung der Präzision sowie der Richtigkeit erreicht werden.

systematischer Fehler:

• Abweichung wird durch Sensor verursacht
• Drift, falsche Eichung etc.
• Kann beseitigt werden

zufälliger Fehler:

• Abweichung durch unvermeidbare Störungen
• Einzelergebnisse schwanken um Mittelwert
• Unvermeidbar!

Ein A/D Wandler konvertiert eine kontinuierliche Größe zu einer digitalen Zahl, welche der Amplitude am Eingang entspricht.

Quantisierungsstufen: Amplitude / 2^nBit

Messbereich: Wertebereich, in dem die Messgröße mit vorgegebener Genauigkeit gemessen werden kann

Sättigunsbereich: Messung ist im SB nicht mehr möglich -> Übersteuerung

Empfindlichkeit: Die Steigung der Kennlinie im Arbeitspunkt, d.h. die Änderung des Ausganges y bezogen auf die Änderung des Eingangs x

Auflösung: Quantitative Unterscheidung zwischen nahe beiandender liegende Messwerte

• Kalibrierungsfehler
• Hyseresefehler
• Wiederholbarkeitsfehler
• Dead Band Error (Nullpunktfehler)