Vorwort und Inhaltsverzeichnis | 5 |
1 Grundbegriffe der Sensormesstechnik, Sensorfertigung und Sensoranwendung | 19 |
1.1 Systematik der Sensorsignale | 19 |
1.2 Vom Elementarsensor zum Sensorsystem | 21 |
1.3 Sensorterminologie und Sensortechnologie | 23 |
1.4 Messtechnische Begriffe der Sensorik | 24 |
1.5 Messabweichungen für Einzelmesswerte und Messwertverknüpfungen | 25 |
1.6 Messabweichungen bei Messketten | 35 |
1.7 Messtechnische Eigenschaften von Sensoren und Messmitteln | 35 |
1.8 Störsicherheit und Zuverlässigkeit | 63 |
1.9 Praktische Zusammenstellung und Auswahlkriterien für Messgrößen und Sensoren | 64 |
2 Mechanoresistive Sensoren | 67 |
2.1 Positionsresistive Sensoren (resistive Aufnehmer / Sensoren) | 67 |
2.2 Dehnungsresistive Sensoren (dehnungsresistive Aufnehmer) | 74 |
3 Elektromechanische Induktionssensoren | 113 |
3.1 Induktionsspulensensor (Pick-up) (Induktionssensor) | 114 |
3.2 Schwingspulensensor (Schwingspule) | 120 |
3.3 Magnetflussspulensensoren | 123 |
3.4 Differentialtransformator(LVDT: linearer variabler Differentialtransformator) | 126 |
3.5 Resolver | 133 |
3.6 Inductosyn | 133 |
4 Elektromechanische Induktivsensoren | 135 |
4.1 Längsanker-1-Spulen-Sensor (Längsankeraufnehmer, induktiver Wegsensor, Wegaufnehmer) | 137 |
4.2 Längsanker-Differenzspulensensor(Längsanker-Differenzwegaufnehmer) | 138 |
4.3 Queranker-1-Spulen-Sensor (Querankeraufnehmer) | 148 |
4.4 Queranker-Differenzspulensensor (Differential-Querankeraufnehmer, Differential-Queranker-Geber) | 150 |
5 Elektromechanische Wirbelstromsensoren | 155 |
5.1 Längsanker-Wirbelstromsensor (Wirbelstrom-Längsankersensor) | 155 |
5.2 Queranker-Wirbelstromsensor (Wirbelstrom-Querankeraufnehmer) | 156 |
6 Induktive Positionssensoren (Näherungsschalter / Initiatoren) | 159 |
6.1 Induktive Initiatoren | 160 |
6.2 Wirbelstrominitiatoren | 161 |
7 Magnetfeldsensoren | 171 |
7.1 WIEGAND-Sensoren und Impulsdrähte | 171 |
7.2 Magnetfeldsensoren mit amorphen Metallen | 175 |
7.3 Galvanomagnetische Sensoren | 182 |
7.4 XMR-Sensoren | 209 |
7.5 SQUID-Sensoren | 240 |
8 Reedsensoren | 243 |
9 Magnetoelastische Sensoren | 253 |
9.1 Magnetoelastischer Effekt und Technologie | 253 |
9.2 Pressduktoren | 254 |
9.3 Magnetoelastisch-induktive Kraftelementarsensoren (magnetoelastische Kraftsensoren / Kraftaufnehmer) | 254 |
9.4 Magnetoelastische Druckelementarsensoren (magnetoelastische Drucksensoren / Druckaufnehmer) | 255 |
9.5 Magnetoelastische Drehmomentelementarsensoren (magnetoelastische Drehmomentsensoren /Drehmomentaufnehmer) | 256 |
10 Kapazitive Sensoren | 265 |
10.1 Kapazitive EMS-Sensoren | 265 |
10.2 Kapazitive MEMS-Sensoren | 276 |
10.3 Applikationsbeispiele abgewandelter MEMS-Sensortypen | 286 |
11 Piezoelektrische Sensoren | 299 |
11.1 Physikalische, mathematische, technologische und messtechnische Grundlagen | 299 |
11.2 Technische Bauformen von piezoelektrischen Elementarsensoren | 305 |
11.3 Elektronische Auswerteschaltungen für piezoelektrische Elementarsensoren | 308 |
11.4 Technische Datenbeispiele ausgewählter piezoelektrischer Sensoren | 312 |
12 Optische und optoelektronische Sensoren | 321 |
12.1 Optische und elektrophysikalische Grundlagen | 321 |
12.2 Photoelektrische Effekte | 321 |
12.3 Sensoreffekte | 325 |
12.4 Photozelle (Vakuumphotozelle) | 325 |
12.5 Photomultiplier (Sekundär-Eelektronenvervielfacher) | 327 |
12.6 Photowiderstand (photoresistiver Elementarsensor) | 328 |
12.7 Photodioden und Photoelemente | 330 |
12.8 Positionsempfindliche Photodioden (PSD – Position Sensitive Detector) | 336 |
12.9 Bildsensoren (CCD, CMOS) | 338 |
12.10 Lichtwellenleiter (LWL) (Glasfasern) | 340 |
12.11 Optische und optoelektronische Sender | 344 |
12.12 Optische und optoelektronische Anwendungen | 347 |
12.13 Faseroptische Sensoren (Monomode, 2-Strahl-Interferometer, Kreisel) | 356 |
13 Temperatursensoren | 367 |
13.1 Kontaktthermometrie | 367 |
13.2 Kontaktthermometrische Sensoren | 368 |
13.3 Strahlungsthermometrie | 391 |
14 Schallsensoren (Schallmikrofon) | 393 |
14.1 Allgemeine Grundlagen | 393 |
14.2 Hörschallsensoren (Luftschallsensoren) | 397 |
14.3 Spezielle Schallsensoren | 412 |
14.4 US-Sensoren (Ultraschallsensoren) | 414 |
15 Pneumatische Sensoren | 427 |
15.1 Staudrucksensoren (Staudüsen)(pneumatische Staudruckgeber) | 427 |
15.2 Ringstrahlsensoren (Ringstrahldüsen) | 428 |
15.3 Pneumatische Luftschrankensensoren (Luftschranke) | 429 |
16 Kerntechnische Strahlungssensoren (kernphysikalische Sensoren) | 433 |
16.1 Sicherheitstechnik | 439 |
16.2 Kernstrahlungsdetektoren (Kernstrahlungssensoren) in der Technik | 441 |
16.3 Zusammenstellung der messtechnischen Eigenschaftenund Strahlungssensoren | 466 |
17 Chemosensoren (chemische Sensoren) | 469 |
17.1 Chemische, physikalische und messtechnische Grundbegriffe und Grundlagen | 469 |
17.2 Leitfähigkeitssensoren für Flüssigelektrolyte | 474 |
17.3 Konzentrationssensoren mit ionenselektiven Elektroden für Flüssigelektrolyte (ionenselektive Sensoren) | 488 |
17.4 Redoxpotentialsensoren | 517 |
17.5 Gassensoren | 523 |
18 Feuchtesensoren (Feuchtigkeitsensoren) | 557 |
18.1 Grundbegriffe | 557 |
18.2 Messprinzipien für Feuchtesensoren | 558 |
18.3 Messgrößen in der Feuchtemesstechnik | 558 |
18.4 Messen mit Feuchtesensoren | 560 |
19 Biosensoren (biologische Sensoren) | 573 |
19.1 Grundbegriffe | 573 |
19.2 Systematik der Biosensoren | 573 |
19.3 Sensortechnische Applikationen | 578 |
20 Intelligente Sensoren (Smart-Sensoren) | 583 |
21 Bussysteme, Schnittstellen, Sensornetze | 585 |
22 RFIDS-System | 589 |
22.1 RFID-System | 589 |
22.2 RFIDS-System | 591 |
22.3 Mikrowellen-Transponder | 596 |
23 Akustische Wellensensoren (AW-Sensoren, «acustic wave») | 597 |
23.1 SAW-Sensoren ohne Funktechnologie | 597 |
23.2 SAW-Sensoren mit Funktechnologie | 601 |
23.3 Chemische und biologische SAW-Mikrosensoren | 604 |
23.4 Anwendungsbeispiele | 605 |
24 Micro Energy Harvesting (MEH) in der Sensorik | 609 |
25 Weiterentwicklungen von Sensoren und Trends | 611 |
25.1 Entwicklungstrends spezieller elektromechanischer Sensortypen (EMS) | 611 |
25.2 Entwicklungstrends anderer technologischer Sensortypen | 611 |
26 Sensorik in der Industrie 4.0 | 615 |
Weiterführende Literatur | 617 |
Patentschriften des Autors zur Sensorik | 619 |
Stichwortverzeichnis | 623 |