Sensor+Test 2008

Vom 6. bis 8. Mai trifft sich die Sensor- und Messtechnikbranche zum 15. Mal in Nürnberg

27.03.2008 | Redakteur: Ines Stotz

Vom 6. bis 8. Mai trifft sich die Branche der Sensorik, Mess- und Prüftechnik wieder in Nürnberg.
Vom 6. bis 8. Mai trifft sich die Branche der Sensorik, Mess- und Prüftechnik wieder in Nürnberg.

Zu der von mehreren Kongressen und Fachforen begleiteten internationalen Fachmesse für Sensorik, Mess- und Prüftechnik werden rund 580 Hauptaussteller erwartet. Darunter auch die Technologie- und Marktführer der meisten Produktgruppen.

Druck, Kraft, (mechanische) Spannung sind die wichtigsten mechanischen Messgrößen. Sie werden meist durch resistive oder piezoresistive Sensoren erfasst. Auch optische Verfahren meist Lichtleiter, die in Folge mechanischer Dehnung eine Änderung der Phasenlage oder der Lichtlaufzeit hervorrufen sind jetzt verfügbar.

Zu den Besonderheiten auf der Sensor+Test zählen in diesem Jahr Sensoren zur Beobachtung von Turbulenzen im Windkanal oder etwa die Erfassung aerodynamischer Eigenschaften von Autos und Flugzeugen. Bei Anstiegsraten von weniger als 25 μs erreichen piezoelektrische Aufnehmer Empfindlichkeiten von bis zu 220 V/kPa. In anderer Bauform, auch mit integrierten ICP-Verstärkern, lassen sich solche Elemente für schnelle Belastungsprüfungen verwenden, etwa die Erfassung von Zug-, Druck- oder auch Aufschlagkräften, wie sie bei Fall- oder Crashtests auftreten.

Die Druckmessung an Gasen und Flüssigkeiten ist weltweit eine millionenfach gestellte Messaufgabe. Auch die wichtigsten Anbieter in China haben sich für die Sensor+Test entschieden und stellen den europäischen Anwendern ihre gut kompensierten Druckaufnehmer und -transmitter mit piezoresistiven Sensorelementen u.a. für OEM-Applikationen vor. Lieferbar sind die Sensorelemente ab Waver-Level.

Einen echten Kontrast dazu bieten Sensoren, die komplett in Edelstahl gefertigt und mit Dünnschicht-Dehnmessstreifen beschichtet sind. Sie gelten als robust und besonders für mittlere und hohe Messbereiche bis 1000 bar geeignet. Bei Bedarf können solche ohne Ölfüllung arbeitenden Messzellen direkt in die Applikation geschweißt werden. Für den Einsatz in Nutzfahrzeugen oder Arbeitsmaschinen sind sie mit CANopen-Ausgang lieferbar, mit Abtastraten von 1000 Messwerten/s und frei einstellbarer Dämpfung.

Mit CANopen-Ausgang

Aus Norwegen kommen Druckaufnehmer und –schalter mit besonderer Zuverlässigkeit, geeignet für Raumfahrt und Militärtechnik. Sie verfügen über elektrisch löschbare Speicher für Kalibrierdaten und digitale Ausgänge. Eher für den Industrieeinsatz sind Drucksensoren in einem robusten Kunststoffgehäuse für die schnelle Schraubmontage und Standard-Stromausgangssignal in 2-Leiter-Technik.

Gänzlich andere Anforderungen gelten für Druckaufnehmer, die z.B. in Kfz-Klimaanlagen zum Einsatz kommen sollen. Ein erfahrener, US-Amerikanischer Hersteller wird in Nürnberg seine neuste Entwicklung für diese Applikation vorstellen. Das Drucksensorelement mit Dünnschicht-Dehnmessstreifen samt Temperaturfühler und ASIC sind in einem Gehäuse integriert, das den Betrieb bei Temperaturen deutlich über den üblichen Kfz-Anforderungen erlaubt.

Ein weiteres neues Applikationsfeld der Druckmessung haben Finnische Hersteller im Auge: Der angeblich weltweit präziseste und kleinste Absolutdrucksensor (Auflösung typ. 0,01 mbar) mit integriertem Temperatursensor ist mit 6 μA bei 1 Hz Abtastrate zufrieden. Offensichtlich gehören Handys, Uhren usw. mit Höhenanzeige zu den Zielappliaktionen.

Weltweit kleinster und präzisester Absolutdrucksensor

Für medizintechnische Anwendungen werden in Nürnberg wiederverwendbare Sensoren für die invasive physiologische Blutdruckmessung z.B. in der Intensivmedizin oder bei der Dialyse samt umfangreichem Montagezubehör vorgestellt. Dazu Druckschalter, die ohne Hilfsenergie arbeiten, und schwerbehinderten Personen durch Schlucken oder Pusten die Steuerung etwa eines Rollstuhls ermöglichen. Und schließlich die klassischen Prozesstransmitter, das heißt kleine Differenzdrücke bei hohen Systemdrücken mit einseitiger Überlastbarkeit bis 500 bar: Hier werden Bauformen mit Digitalanzeige und Messbereichsanpassung an die Messaufgabe vorgestellt.

Bei der Messung mechanischer Spannungen ist an die Erfassung von Belastungen z.B. in Stoßstangen, Flügeln von Flugzeugen oder Windkraftanlagen oder von Bauwerken wie Brücken zu denken. Wegen geringer Masse und elektromagnetischer Immunität kommen hier u.a. Lichtleiter wie Single Mode Glasfasern oder polymere optische Fasern zum Einsatz. Zur Untersuchung lokaler mechanischer Spannung werden in Nürnberg berührungslose Systeme mit Kamera und entsprechender Software zu sehen sein. Auch Spannungszustände in optischen Gläsern für die Astronomie, Mikrolithografie oder für Laseroptiken lassen sich mit bildgebenden Polarimetersystemen ermitteln. Und wer es direkt mit herkömmlichen Dehnmessstreifen zu tun hat, findet auf der Sensor+Test u.a. Prüfgeräte für die Funktionstüchtigkeit und richtige Montage.

Zeitabhängige Messgrößen

In den vorab bereit gestellten Meldungen über Messeneuheiten stehen Beschleunigungsaufnehmer und Durchflusssensoren im Mittelpunkt. Aus Dänemark werden neue piezoresistive Beschleunigungsaufnehmer angekündigt, die Beschleunigungen von bis zu 5000 m/s² zwischen 0 (Ruhelage) und 1850 Hz bei Temperaturen bis +120 °C erfassen können. Andere Typen bringen es gar auf 7000 m/s² und Temperaturbereiche von -54 bis +170 °C. Solch klassischen Bauformen stehen stark miniaturisierte gegenüber, wie z.B. der angeblich kleinste piezoelektrische Aufnehmer eines US-Herstellers, der mit integriertem Ladungsverstärker eine Fläche von 3,5 × 5 mm² benötigt und nur 0,2 g auf die Waage bringt. Anwendungen reichen von medizinischen Überwachungssystemen bis in die Luft- und Raumfahrt. Oder andere Bauformen mit ICP-Ausgang und 0,6 g Gewicht für dauerhafte Messungen bis über +160 °C. Eine vermeintliche Lücke im Angebot von Sensoren für die Schwingungsanalyse soll ein robuster, kapazitiver, 1- bis 3-achsialer Beschleunigungsaufnehmer schließen. Die Lücke meint allerdings eher das Preis/Leistungs-Verhältnis als die technischen Eigenschaften.

Mit einem gasgedämpften Sensor in MEMS-Technologie zielt ein US-Anbieter auf niederfrequente Messungen wie etwa den Fahrkomfort in Schienenfahrzeugen oder Fahrzeugtests. Den Sensoren ist ein ASIC zur Signalaufbereitung beigestellt, der eine programmierbare Temperaturkompensation ebenso erlaubt wie skalierbare, kalibrierte Signalausgänge.

Auch bei den Sensoren für Strömungs- und Durchflussmessungen gilt es, auf der Sensor+Test eine Reihe von Neuentwicklungen zu begutachten. Zur Optimierung der Windschlüpfrigkeit großer Strukturen wie Gebäude, Brücken oder ganze Bohrinseln wird ein Vielkanal-Messsystem für Hitzdraht-Anemometer vorgestellt. Damit lassen sich vergleichsweise günstig Strömungsgeschwindigkeiten und Turbulenzen erfassen. Aus dem gleichen Haus kommen Laser-Doppler-Anemometer z.B. zur Analyse von Turbulenzen in kleinen Windtunneln oder Wasserkanälen, oder zur Kalibrierung von Durchflusssensoren.

Für den Einsatz in Heizung-, Klima- und Lüftungsanlagen unterschiedlichster Art, wie z.B. Filterüberwachung in Reinräumen oder Abzugshauben in der Pharma-, Bio- oder Halbleiterindustrie hat ein Unternehmen aus Österreich ein Heißfilm-Anemometer in Dünnschichttechnik entwickelt. Es gestattet den Einsatz bei Temperaturen von –40 bis +120 °C und ist so empfindlich, dass eine per Software programmierbare Ansprechschwelle vorgesehen ist. Bei bekanntem Kanaldurchmesser bildet das Ausgangssignal auf Wunsch den Volumenstrom ab.

Für Temperaturen von –40 bis +120 °C

Aus der Schweiz kommen mikrotechnisch hergestellte Massefluss-Sensoren als Chips. Sie arbeiten nach dem anemometrischen Messprinzip mit kurzen Ansprechzeiten und sind für Anwendungen in komplexen Gasmischsystemen gedacht, wie sie bei der Halbleiterproduktion, der Herstellung von Dünnschichtsystemen oder der Prozessanalyse zu finden sind.

Speziell für Turbinen-Durchflussmesssysteme mit GMR-Sensor wird in Nürnberg ein neuer Signalverstärker vorgestellt, der durch Interpolation eine wesentlich höhere Auflösung des Messvolumens gestattet, als bisher möglich. Aus dem vielfältigen Angebot von Drehzahlsensoren sticht auf der Nürnberger Messe ein Doppel-Drehzahlsensor hervor. In seinem Gehäuse sind zwei elektrisch getrennte Sensoren und Ausgangssignale verfügbar, die parallel z.B. zur Steuerung einer Anzeige und eines Alarms oder redundant genutzt werden können.

Geometrische Größen

Sensoren für Messgrößen wie Weg, Winkel oder Abstand sind für unterschiedlichste Applikationen und mit unterschiedlichsten Messverfahren auf der Sensor+Test zu finden. Die Spannweite reicht vom einfachen Neigungsschalter bis zur geometrischen Vermessung von Mikrosystemen. So wurden in Erfurt spezielle Tastsonden aus Silizium entwickelt, um in Bauteilen optisch schwer zugängliche Strukturen zu vermessen. Mit integrierter piezoresistiver Signalwandlung können sie z.B. zur Vermessung des Durchmessers und der Oberflächenrauhigkeit in Zylinderspritzdüsen mit Durchmessern unter 100 μm genutzt werden.

Als anderes Extrem der Dimensionen könnte man die Beobachtung von Längenänderungen im Submillimeterbereich bei Bauwerken ansehen. Ein hoch auflösender, faseroptischer Längensensor dient hier zur Langzeitbeobachtung von Setzungen z.B. an wassertechnischen Anlagen, Gebirgshängen oder Unterwasserfundamenten.

Weniger feinfühlig, aber trotzdem genau geht es beim Einsatz von Ultraschall-Abstandssensoren zu. Sie messen im Bereich von 30 mm bis 6 m und bieten analoge oder schaltende Ausgänge. Mit CMR-Magnetfeldsensoren lassen sich mittlerweile Entfernungen bis zu 100 mm kontrollieren. Sie können damit z.B. als Näherungsschalter, Abstandssensoren oder berührungslose Drehzahlsensoren eingesetzt werden. Eher indirekt ist das Verfahren der Wegmessung mittels Drehgeber. Die Trends gehen hier zu magnetisch abgetasteten Systemen, wie sie von diversen Herstellern vorgestellt werden.

Neigungssensoren mit einer Genauigkeit von ±0,01° kommen aus Shanghai. Mit Messbereichen zwischen ±5° und ±90° bei hoher Temperaturstabilität sind sie Teil eines Produktprogramms, das auch Neigungsschalter enthält, die unmittelbar Lasten bis 1 A schalten können. Ähnliche Schalter wurden in Deutschland entwickelt, allerdings im IP66-Gehäuse und einem von außen frei programmierbaren Schaltwinkel für Baumaschinen oder diverse Sicherheitsanwendungen.

Auch Präzisionsneigungssensoren für Justieraufgaben an Lasern sind zu finden. Der Messbereich beträgt zwar lediglich ±3°. Sie bieten aber eine Auflösung von 1/1000°, einen Analogausgang und ggf. Betrieb per Funk.

Thermische Größen

Auf der Sensor+Test finden die Fachbesucher den aktuellen Stand der Temperaturmesstechnik, von klassischen Thermoelementen, Platin-Widerstandsthermometern in unterschiedlichsten Ausführungen bis hin zu Wärmebildkameras.

Eine in mehrfacher Hinsicht sehr eigene Lösung bietet ein Deutsches Unternehmen mit Temperaturfühlern, die nur ca. 4 × 4 mm² groß über akustische Oberflächenwellen abgefragt werden können. Damit lassen sich drahtlos ganz direkt Temperaturprofile in Durchlauföfen oder Lötanlagen verfolgen. Die Messgrenze liegt derzeit bei +260 °C. Im Labor wurden schon Versuche bis zu +1000 °C erfolgreich abgeschlossen.

Für äußerst unangenehme Umgebungsbedingungen, nämlich den Erprobungsbetrieb von Stoßdämpfern, Gelenk- oder Seitenabtriebswellen, werden in Nürnberg Temperaturfühler mit integriertem Telemetrie-Modul zu finden sein. Mit der Temperatur-empfindlichen Fläche direkt auf das Messobjekt montiert, können sie Temperaturen zwischen –40 und +130 °C erfassen. Für höhere Temperaturen wird der Sensor abgesetzt montiert. Bis 30 m Reichweite bietet der Transmitter und liefert die Messwerte im Sekundentakt mit 16 bit Auflösung.

Eine eigene Welt bildet die berührungslose Temperaturmesstechnik. Durch die Kombination von Mess-, Prüf- und Versuchstechnik stehen dem Fachpublikum viele Varianten zur Auswahl. Dazu gehören diverse Infrarot-Thermometer, Pyrometer, Thermopiles im SMD-Gehäuse und Wärmebildkameras für Mess- und Serviceeinsätze.

Klimatische Größen

Thermische Behaglichkeit am Arbeitsplatz ist hoffentlich nicht nur für die Fachbesucher auf der Sensor+Test eine alltägliche Erfahrung. Dort können sie allerdings u.a. einen darauf spezialisierten Datenlogger studieren. Er erfasst gleichzeitig relative Feuchte, Temperatur und Luftströmung, die so genannte Globe-Temperatur, und kann daraus zusammen mit weiteren Parametern u.a. den PPD-Wert (predicted percentage of dissatisfied) nach EN ISO 7730 berechnen. Auch komplexe Systeme für Forschung und Entwicklungen bezüglich Klima im Innenraum werden vorgestellt. Zur Sicherstellung der Luftqualität in klimatisierten Räumen über den Kohlendioxidgehalt hinaus wird in Nürnberg ein entsprechender Sensor in MEMS-Technologie vorgestellt, der u.a. auch die VOC-Belastung (Volatile Organic Compound) erfasst.

Ganz andere Schwerpunkte stehen bei der Untersuchung des Mikroklimas auf Leiterplatten im Mittelpunkt. Hier geht es hauptsächlich um Fragen der Mikrokondensation. Die kann nämlich z.B. in Kraftfahrzeugen mit erheblichen Temperaturwechselbelastungen leicht zu Frühausfällen führen. Mikrosensoren aus Erfurt, angebracht auf den relevanten Bauelementen, messen direkt die kondensierte Wassermasse in μg/mm².

Noch weiter ins Innere dringen Sensoren zur Bestimmung der Materialfeuchte vor. Bis in eine Tiefe von 2,5 cm messen diese Materialfeuchtegeber an mineralischen Baustoffen, Holz oder Pappe.

Ganz Anderes ist in Käsekellern, Champignonzuchten, nebligen Küstengebieten oder in Hochdruck-Sterilisatoren gefragt. Für diese Arbeitsbedingungen mit korrosiver, evtl. elektrisch leitender Kontamination oder Prozessdrücken bis 100 bar stellt ein Unternehmen aus Österreich seine neu entwickelte, monolithische Messzelle in Dünnschichttechnik vor. Damit können unter den genannten Bedingungen Taupunkt, Temperatur und rel. Feuchte gemessen werden.

Schließlich wird in Nürnberg neben diversen Standard-Feuchtesensoren auch ein SMD-Sensormodul aus der Schweiz vorgestellt, das als vollständig kalibrierter Kombi-Sensor für Temperatur & Feuchte mit hoher Langzeitstabilität und digitalem Ausgang attraktiv niedrige Systemkosten verursachen soll.

Optische Messgrößen

Die Entwicklung von Mikrospektrometern, CCD-Sensoren und der digitalen Kameratechnik haben die optische Sensorik stark beeinflusst. Messgrößen wie Lichtstärke oder Leuchtdichte gelten als relativ trivial, während z.B. zur Farbmessung immer noch neue Sensoren auf den Markt kommen. Andererseits gibt es ganz neue Messaufgaben, denn wie misst man z.B. die Lichtstärke bei 11 μm Wellenlänge? Auch dafür gibt es mittlerweile spezielle Fotodioden, bereits in ein Dewar-Gefäß zur Kühlung eingebaut.

Bei einem japanischen Hersteller hat man sich überlegt, die bereits vorhandene Serie von Helligkeitssensoren um Bauformen zu erweitern, die z.B. in Handys, PDAs oder Laptops die Umgebungslichtstärke erfassen. Mit dieser Information lässt sich die Display-Helligkeit steuern, der Energieverbrauch senken und die Standzeit der Akkus verlängern. Die spektrale Empfindlichkeit entspricht im Wesentlichen der des menschlichen Auges.

Ein Spitzenprodukt der aktuellen Entwicklung kommt aus Ilmenau. Dort wurde ein System zur Spektralbildverabeitung entwickelt. Applikationen liegen z.B. in der Überwachung von Pilzbefall bei Getreide oder der Detektion von Gammelfleisch. Das Gerät nutzt ein bis zu 8-kanaliges Miniaturspektrometer als Detektor für Wellenlängen von 350 nm bis 1100 nm und eine spektral steuerbare Lichtquelle in LED-Technik. Derartige Kombisysteme zeigen mögliche Wege der optischen Qualitätssicherung, die weit über das derzeit Übliche hinausreichen.

Eine völlig andere Forderung von Qualitätsüberwachung gibt es bei der Oberflächeninspektion von Aluminiumfolie z.B. mit Bandgeschwindigkeiten von bis zu 2.000 m/min, der Inspektion von geschliffenen Walzen noch in den Schleifmaschinen oder der Erkennung feinster Löcher in Metallfolien oder Papier. Auch hierfür entwickelte, robuste Sensorköpfe mit integrierten Laser-Lichtquellen sind auf der Sensor+Test Anfang Mai zu sehen.

Chemische Messgrößen

Die Erfassung von Stoffkonzentrationen in Gasen, Flüssigkeiten, Pasten Pulvern, oder Feststoffen gehört zu den Aufgaben der Sensoren für chemische Größen. Insbesondere die Mikrosystemtechnik gemeinsam mit der IR-Spektroskopie haben in diesem Feld ungemeine Fortschritte ermöglicht. Abstimmbare Laserdioden kommen hier erst in jüngster Zeit zum Serieneinsatz.

Auf der Sensor+Test finden die Fachbesucher die ganze Vielfalt chemischer Sensorelemente basierend auf Halbleitern, katalytischen thermischen, elektrochemischen oder optischen Effekten. Grundsätzlich wird zwischen Produkten zur Detektion von toxischen oder brennbaren (explosiven) Gasen unterschieden. Dazu kommen Spezialsensoren wie z.B. für Kühlmittel. Die Zahl der Applikationen ist schier unendlich. Unter den Ausstellern sind auch zwei Hersteller aus China, jeweils mit einer recht breiten Produktpalette.

Aus der Schweiz kommt ein Ammoniak-Sensor für Konzentrationen unter 1 ppm bis 1000 ppm. Industrielle Sicherheit, Kältetechnik, Nutztierhaltung oder Schadstoffreduzierung in Abgasen gehören zu den Zielapplikationen. Das Messprinzip basiert auf der Laserdioden-Spektrometrie und verwendet abstimmbare Laserdioden (TDLS). Dieses Verfahren, das auch für andere Gase wie Sauerstoff oder Kohlendioxid verfügbar ist, erlaubt es, auf einen Referenzkanal zu verzichten.

Ein optischer Sauerstoffsensor (Fluoreszenz) für flüssige Medien soll im Labor die gängigen Standard-Elektroden mit Elektrolyt-Lösung ersetzen. Das neue Verfahren gilt als besonders wartungsarm, unkritisch bezüglich Einbau und bietet eine integrierte Temperaturkompensation bei der Sauerstoffmessung in Wasser, Schlämmen oder zur Fermentationsüberwachung. Zugehörige Software ermöglicht die Speicherung und Auswertung von Messreihen. Derselbe Hersteller präsentiert in Nürnberg ein Messsystem, das NIR-Reflexionsmessungen auswertet. Die Spektralanalyse im Bereich von 900 nm bis 1.700 nm erlaubt die Bestimmung diverser Parameter von Polymeren oder bei Lebensmitteln, wie z.B. Phosphat- und Eiweißkonzentration, Gehalt an Dextrose, Glutamat usw.

Für die medizinische Diagnostik und Umweltanalytik kommen Chemo- und Biosensoren aus Tübingen. Es geht dabei u.a. um die Erfassung typischer Indikatoren für Herzinfarkt am so genannten Point of Care, schnell und ohne den Einsatz von Markierungsstoffen. Im Umweltbereich geht es um Methoden und Biosensoren, mit denen effizient Schadstoffe in Oberflächengewässern bestimmt oder Risikobewertungen bei Lebensmitteln durchgeführt werden können.

Zur hochsensitiven und selektiven Spurenanalyse von Chemikalien wird ein Laser-Ionenmobilitätsspektrometer vorgestellt.

Eine Spezialität dürften PC-Programme zur Berechnung und Darstellung von Molekülspektren sein. Sie basieren auf verfügbaren universitären Datenbanken (Harvard, Ecole Polytechnique) und erlauben u.a. den Einfluss von Temperatur oder Druck zu simulieren.

Mess- und Prüftechnik

Die Sensor+Test mit ihrer speziellen Fokussierung ist der Platz, um sich jährlich über den Stand der Mess- und Prüftechnik zu informieren. Sie ist die einzige Veranstaltung, auf der Fachbesucher mit Interesse für mobile Anwendungen in einer Testing Area zusammen mit den Anbietern auf Probefahrt gehen und die Funktionalität der Messeinrichtungen live erleben können. Insgesamt reicht das Spektrum vom einfachen Messumformer bis zum vielkanaligen Messsystem, vom Handmessgerät bis zum mobilen Datenlogger.

Ein Messverstärker speziell für piezoelektrische Sensoren kommt aus Frankreich. Mit einem Eingangswiderstand von 1 GOhm und einer unteren Grenzfrequenz von 0,1 Hz ein typisches Werkzeug für den Versuchs- oder Entwicklungsingenieur. Ein anderes Gerät aus Frankreich will aus jedem Dehnmessstreifen-Sensor ein intelligentes digitales System machen. Mit einem 24 Bit A/D-Wandler und einer Abtastrate von 1200 Messungen pro Sekunde steht eine Auflösung von einer Million Schritte zur Verfügung. Das Gerät lässt sich über RS485, CANbus und andere Schnittstellen in übergeordnete Systeme einbinden und ist u.a. auch als Wägeelektronik einsetzbar.

Für robuste mobile Einsätze wurde ein Signalerfassungsmodul mit diversen Spannungs-, Drehzahl- und Digitalein- bzw. Ausgängen in einem IP67 Gehäuse untergebracht. Die Kommunikation erfolgt über CANopen.

Ebenfalls in sich abgeschlossen ist ein 5-kanaliges Messsystem in der Größe einer Zigarettenschachtel. Es wird direkt über den USB-Anschluss am PC oder Laptop versorgt und stellt seinerseits diverse Betriebsspannungen für Sensoren bereit. Die Konfiguration und Auswertung der bis 20 Bit aufgelösten Messsignale erfolgt über die mitgelieferte Software. Ein anderer Anbieter präsentiert für den direkten Betrieb am USB-Bus ein komplettes Oszilloskop-Modul mit Abtastraten bis zu 100 MSamples/s und ein 6½-stelliges Digitalmultimeter mit bis zu 10 Samples/s und entsprechender Software. Auch für die Vernetzung mit CANBus gibt es entsprechende Universalverstärker.

Ganz andere Dimensionen von Messaufgaben erschließen Messsysteme, die z.B. für statische oder dynamische Strukturanalysen an Flugzeugen oder Schienenfahrzeugen zum Einsatz kommen. Drücke, Temperaturen, Kräfte, Beschleunigungen, Frequenzen, Dehnungen usw. werden erfasst und auch Anwendungen mit großen Kanalzahlen in relativ kurzer Zeit bewältigt. Individuelle Auflösung und Abtastraten der einzelnen Kanäle, Parametrierung, nutzerspezifische Rechenfunktionen und diverse Formate für den Datenexport sind übliche Themen.

Bei dezentralen Messsystemen werden die einzelnen Module nahe an den Sensoren platziert, was erhöhte Störsicherheit erwarten lässt. Die Messdaten erreichen dann z.B. über den CANbus einen zentralen Rechner, wo sie gesammelt, analysiert und verwaltet werden. Einer der Vorteile ist, dass solche Systeme leicht in die bei den Anwendern bereits eingeführte Messtechnik-Software einzubinden sind.

Ein besonderer Leckerbissen für ausgefuchste Messingenieure auf der Sensor+Test ist sicher ein Testsystem für Fahrerassistenzsysteme. Dabei geht es um die synchrone Erfassung von Relativbewegungen mehrerer Fahrzeuge, etwa bei ACC (Adaptive Cruise Control), und die absolut zeitsynchrone Messdatenerfassung in allen Fahrzeugen. Bei der Online-Übertragung zwischen den Fahrzeugen via WLAN müssen sogar die damit verbundenen Zeitverzüge kompensiert werden. U.a. sollen mit diesem System reproduzierbare Fahrmanöver realisiert werden.

Für Langzeitbeobachtungen sind eine Vielzahl von Datenloggern zu sehen. Auch hier gibt es die kleine Lösung mit vier Messeingängen und 128 MB Messwertspeicher oder die mobile, netzwerkfähige Version mit bis zu 48 Kanälen, gerne auch mit Modem für die Funkübertragung der vor Ort gesammelten Daten. Mit einem Erfassungszyklus von 1 s und 12 Kanälen reichen die eingebauten 200 MB Speicher für ca. 70 Tage Beobachtungszeit.

Weniger gemütlich geht es bei der Beobachtung von Kurzzeit-Ereignissen mit Hilfe von Transientenrekordern zu. Für derlei Applikationen sind z.B. Geräte mit 4 Kanälen zu sehen, die mit Abtastraten von 500 MSamples/s bei 12 bit Auflösung arbeiten. Die verfügbare Speichertiefe reicht dann für etwa 1 s Messzeit. Der gleiche Hersteller bietet auch Mixed-Signal-Oszilloskope mit Abtastraten von 5 GSamples/s zur Beobachtung analoger Signale mit Frequenzen bis zu 1 GHz an.

Neben einem breiten Angebot an Hardware zeigt die Sensor+Test ein breites Angebot an Software für die Mess- und Prüftechnik. Beispielhaft sei hier ein Programm erwähnt, mit dem Testabläufe entwickelt und danach quasi als standardisiert abgerufen werden können oder eine Software zur Verwaltung von Sensoren mit TEDS-Funktionalität. Natürlich finden Fachbesucher in Nürnberg auch die jeweils neuesten Versionen der bekannten, großen Softwarepakete zur Messdatenerfassung und -analyse.

Druck, Temperatur und andere Messgrößen

Wo gemessen wird, da sollte auch kalibriert werden. Deshalb zeigen auf der Sensor+Test auch etliche Anbieter von Kalibriergeräten für Druck, Temperatur und andere Messgrößen ihre aktuellen Produkte.

Zur Beobachtung schneller, sich wiederholender Bewegungen kann der Stroboskop-Effekt genutzt werden. Mit einer Lichtstärke von 1200 Lux und einer Blitzdauer von nur 9 μs wird in Nürnberg ein Spitzengerät dieser Art stehen. Zur Visualisierung der Bewegung gleicht der Anwender die Blitzfrequenz auf die Taktfrequenz ab, so dass ein quasi statisches Bild entsteht.

Im Allgemeinen beschäftigt sich die Sensorik mit dem Messen nicht-elektrischer Größen. Aber wie misst man 2000 A Dauerstrom? Auch dafür wird eine Lösung geboten: Ein Strommessmodul, das galvanisch getrennt Ströme bis 4.000 A (Spitze) misst und das mit deutlich geringerem Spannungsabfall als es von einem Shunt nach DIN zu erwarten wäre. Wo es gerade um hohe Leistung geht: Auch Geräte zur Überwachung der Gasdichte in Hochspannungs-Leistungsschaltern, so genannte Densistate, werden in Nürnberg zu sehen sein. Solche Produkte unterstreichen nicht nur die Bandbreite der Sensor+Test sondern auch die Bandbreite des Fachpublikums, das sich auf der dreitägigen Messe informiert.

Es geht allerdings auch eine Nummer kleiner: Stromsensoren basierend auf Hall-Elementen für den Einsatz in Automobil-Stromnetzen. Anstiegszeiten von gerade mal 6 μs und Gesamtfehler von 5 % über den gesamten Bereich von –40 bis +150 °C werden erreicht.

Letztlich finden sich auch Schlüsselkomponenten für die Herstellung von Sensoren und Messumformern auf der Sensor+Test. Z.B. fertige Elektronikmodule aus China zur Herstellung von Druck- oder Temperatur-Transmittern, teilweise auch mit Unterstützung des HART-Protokolls. Aus der Schweiz kommen hocheffektive IR-Lichquellen für Wellenlängen von 2 μm bis 16 μm, wie sie u.a. in Geräten zur Gasdetektion zum Einsatz kommen. Und aus den USA eindimensionale Silizium-Arrays, zum Aufbau von Detektorzeilen für positionsempfindliche Messungen oder den Einsatz in Gepäckscannern. Für typische Bildverarbeitungsaufgaben werden steuerbare, linienerzeugende Laser oder z.B. telezentrische Objektive präsentiert und hocheffiziente, fasergekoppelte LED-Lichtquellen für Anwendungen in der Spektroskopie. Das Angebotsspektrum auf der Sensor+Test reicht schließlich von hochspeziellen Einzelkomponenten bis zum offenen Laserschweißsystem, das speziell auf die Belange der Sensorfertigung zugeschnitten ist.

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