Erstmals in diesem Jahr steht die Fachmesse unter einem Motto. Der weltweiten Diskussion folgend, haben sich der Ausstellerbeirat der SENSOR+TEST und der Vorstand des AMA Fachverbandes für Sensorik e.V. entschlossen, das Thema Energieeffizienz in den Vordergrund zu stellen.

 

Es sind die Sensoren in den Geräten und Maschinen, in den Anlagen, Gebäuden und Fahrzeugen, die es ermöglichen, energieoptimale Betriebs­zustände zu finden und zu halten. Es sind Mess- und Prüftechnik, die in der Phase von Forschung und Entwicklung die nötigen Informationen und Prozessdaten liefern.

 

Das Themenspektrum der SENSOR+TEST deckt sich in außerordentlicher Weise mit den Themen und Aufgaben, die sich aus den Forderungen nach Energieeffizienz ergeben. Es gibt keine Optimierung – und das heißt derzeit ausschließlich: Reduzierung – des Energieverbrauchs ohne Sensorik.

 

Dieser Beitrag gibt einen ersten Vorgeschmack auf die präsentierten Produkte, Dienstleistungen und Trends. Er beruht auf den bis Ende Januar 2010 dem Veranstalter, der AMA Service GmbH, von Seiten der Aussteller bereitgestellten Informationen. Die Struktur orientiert sich am Leistungsverzeichnis der Sensorikbranche, herausgegeben vom AMA Fachverband für Sensorik.

 

Nicht nur Ort und Lage eines Objekts werden mit Sensoren für geometrische Größen erfasst, auch Neigungswinkel, Füllstand oder Rauhigkeit einer Oberfläche. Die Applikationen sind äußerst vielfältig und entsprechend die dazu auf der SENSOR+TEST präsentierte Sensorik.

 

In diesem Jahr ist die Zahl an Meldungen über neue Neigungs- und Winkelsensoren auffällig groß. Zum Beispiel ein TMR-Sensor (Tunneling Magnetoresistance) für eine volle Umdrehung (360°) mit einem Sinus/Kosinus-Ausgangssignal von 160 mV (pp) bei einer Genauigkeit <1 % im fahrzeugtauglichen Temperaturbereich von -40 °C bis +125 °C. Ebenfalls kontaktlos von einem externen Magnet gesteuert arbeiten Winkelsensoren für industrielle Anwendungen mit ratiometrischem 5 V-Ausgangssignal. Der Luftspalt kann bis zu 5,5 mm betragen. Eine Version mit redundantem zweitem Ausgang zur Fehlererkennung weist auf den Einsatz unter rauen Bedingungen hin. Speziell für Solartracker sind in Nürnberg vernetzbare Neigungssensoren zu sehen, die mit einer Genauigkeit von ±0,1° in einem IP67-Gehäuse arbeiten. Das USD-CAN-Protokoll erlaubt es, 64 Sensoren über 200 m Kabel mit dem Host zu verbinden. Neben derart dezidierten Bauformen wird auf der SENSOR+TEST auch eine große Vielfalt an Drehgebern in unterschiedlichen Baugrößen zu sehen sein, wie sie üblicherweise im Maschinen und Anlagenbau genutzt werden.

 

Die Wegmessung an Baumaschinen oder mobilen Arbeitsmaschinen ist ein altes Problem. In diesem rauen Umfeld überleben viele Sensoren nur kurze Zeit. Deshalb wurden schon diverse Entwicklungen vorgenommen, um z.B. die Wegmessung ins Innere von Hydraulikzylindern zu verlegen. In Nürnberg wird ein integrierter Seilzugsensor zu sehen sein, dessen Signale durch die Wand des geschlossenen Zylinders übertragen werden. Die außen angeordnete Elektronik liefert Normsignale und ist über eine CAN-Schnittstelle erreichbar. Für den Einsatz in nicht leitenden und nicht korrosiven Flüssigkeiten oder Gasen stehen lineare Wegsensoren mit Messwegen bis zu ±100 mm und integrierter Signalaufbereitung zur Verfügung. Den Einsatzschwerpunkt sehen die Anbieter in der Hydraulik, Bohrlochinspektionen oder Prüfkammern. Eher für Ölnebel, Schlamm, Regen oder Staub sind die mit IP68-Gehäuse ausgestatteten, induktiven Wegaufnehmer für Messwege bis 20 mm gedacht. Sensormodule zum Abtasten von Zahnstrukturen nutzen den GMR-Effekt (Giant Magneto-Resistive) und liefern Sinus/Kosinus-Signale oder digitale AB-Signale. Neben Zahnstangen können auch Zahnräder (zur Neigungsmessung) aus vergleichsweise großem Abstand abgetastet werden.

 

Eine Besonderheit stellt in diesem Zusammenhang die exakte Längenmessung an Stoffbahnen, Blechen, Kabeln usw. dar. Durch Schlupf bedingte Fehler mit Messrädern werden mit berührungslos arbeitenden Laser-Doppler-Velocimetern vermieden, die auf nahezu jeder Oberfläche in Abständen von bis zu 1,5 m sicher arbeiten.

 

Zur Beobachtung von Füllständen sind berührungslos arbeitende Messverfahren besonders attraktiv. Die Sensoren werden von außen an die Behälter montiert und kommen mit den Medien nicht in Berührung. Ein kapazitiver Füllstandschalter mit einstellbarer Hysterese von 25 mm erkennt Flüssigkeiten oder Schüttgüter durch die Außenwand nichtmetallischer Behälter. Mit Ultraschall arbeitende Grenzschalter für Flüssigkeiten und Flüssiggase messen durch Rohr- und Behälterwände und können bei Serieneinsatz werksseitig bereits auf die jeweilige Messaufgabe angepasst werden.

 

Die Messung von Drücken an flüssigen und gasförmigen Medien gehört zu den häufigsten Messaufgaben in allen Bereichen der Technik.

 

Ganz trendy wird auf der SENSOR+TEST ein Hersteller aus Großbritannien Druckaufnehmer mit USB-Anschluss vorstellen. Angeschlossen an einen PC wird er von diesem mit Strom versorgt und die verfügbare Software erlaubt die direkte Aufzeichnung und Analyse der Messwerte. Unter dem Titel „Sensor technology for Advanced Resistors“ wird eine neue Chiptechnologie vorgestellt, die die nicht kalibrierbaren Fehler wie Drift und Hysterese an piezoresistiven Sensorelementen um den Faktor 5 verringert. Durch den Einsatz von SOI-Elektronik (Silicon on insulator) können hochintegrierte Drucktransmitter bei Temperaturen bis 250 °C in der Geothermie, bei der Erdölsuche oder in der Luftfahrt zum Einsatz kommen. Mit der Kombination eines dynamischen Differenz­drucksensors für kleine Messbereiche und einem Hochdrucksensor für den Systemdruck können hochfrequente Druckschwankungen zur Über­wachung schnell rotierender Turbinen erfasst werden. Für eher konventionelle Applikationen stellt ein Englischer Hersteller Differenzdruck­transmitter mit großem Messbereich vor, die mit zwei keramischen Membranen einen echten nass/nass-Betrieb erlauben. Auch die Drucksensoren mit Dünnfilm-Dehnmessstreifen wurden weiter verbessert. Insbesondere sorgt ein streng modulares Konzept für kurze Lieferfristen trotz hoher Typenvielfalt.

 

Das Konzept der aktiven Kompensation führt zu ungewöhnlichen Genauigkeitsklassen. Für Messbereiche von 0 … 100 mbar bis 0 … 100 bar kann über den Temperaturbereich von -40 °C bis +125 °C mittlerweile ein Gesamtfehlerband von <0,4 % garantiert werden. Mit dem Einsatz so genannter Polynom Transducer lassen sich nicht nur Temperaturfehler kompensieren und Kennlinien optimieren, auch Messanfang und -ende oder die Spanne des Ausgangssignals werden leicht parametrierbar. Auf diesem Konzept beruhen auch Differenz­druck­transmitter und -schalter für den mbar-Bereich und den Hochdruckbereich bis 2.000 bar. Sie sind auch als batteriebetriebene Manometer lieferbar. Eine patentierte keramische Druckmesszelle für barometrische Messungen schafft eine Genauigkeit von ±0,02 % und eine Nullpunktdrift von 0,008 %. Der interne Mikroprozessor mit vielen Funktionen und Schnittstellen macht das Gerät zur Referenz z.B. für Prüfstandsapplikationen. Speziell für die Vakuumtechnik sind in Nürnberg Kombinationssensoren für den Einsatz von Atmosphärendruck bis Ultrahochvakuum zu sehen. Entsprechend den integrierten Messprinzipien verfügen sie über austauschbare Sensor­köpfe. Auch in diesem Jahr sind unter den Anbietern von Drucksensoren und –transmittern wieder einige aus China zu finden.

 

Eigentlich messen Dehnmessstreifen (DMS) Wege, aber sie werden traditionell eher den Kraft- und Drucksensoren zugeordnet. Auf der SENSOR+TEST gibt es dafür einige Anbieter, auch für besondere Applikationen. Eine ist die Erfassung von Spannungen auf Leiterplatten im Laufe ihrer Weiterverarbeitung. Sie unterliegen diversen mechanischen und thermischen Spannungen, so dass es für kritische Einsätze sinnvoll ist, den Prozess genauer mit speziellen Miniatur-DMS, die bis zu 200 °C aushalten, zu kontrollieren. Wenn’s noch heißer wird, dann stehen spezielle, anschweißbare und gekapselte Hochtemperatur-DMS bis 750 °C zur Verfügung. Für Tunnelbauprojekte, den Bergbau, zur Überwachung von Hallendächern oder Stadien werden in Nürnberg auch faseroptische Dehnmessstreifen präsentiert. Sie arbeiten mit integrierten Bragg-Gittern, überstehen vergleichsweise hohe Dehnungen und gelten als sehr langzeitstabil.

 

Sensoren und Geräte für Durchfluss-, Beschleunigungs-, Stoß- oder Schwingungsmessungen bzw. -analysen bilden jährlich einen weiteren Ausstellungsschwerpunkt auf der SENSOR+TEST.

So z. B. Messumformer zur Steuerung von Heiz- und Lüftungssystemen, zur Zu- und Abluftüberwachung oder Kontrolle von Laminarflow-Boxen. Hier kommt ein Heißfilm-Sensorelement mit Signalumformer für Strömungsgeschwindigkeiten bis 2 m/s bzw. bis 20 m/s zum Einsatz. Mit der Ionen-Emitter-Technologie kann auf Teile verzichtet werden, die in den Volumenstrom hineinragen. Kollektoren, die bündig in die Oberfläche eingebaut sind, messen den Ionenstrom, der durch den Transport der ionisierten Gasmoleküle verursacht wird. Mit Ultraschall kann der Durchfluss auch in dünnen Schläuchen gemessen werden. Die Anwendungen liegen im Gerätebau der Medizintechnik und in pharmazeutischen Anlagen, wo besondere Hygienestandards einzuhalten sind. Zum direkten Ersatz von Schwebekörper-Durchflussmessern können Geräte eingesetzt werden, die Messbereiche von 0,2 l/min bis 200 l/min abdecken. Sie bieten eine digitale Balkenanzeige mit Oled-Technologie und sind aus jeder Perspektive gut abzulesen. Speziell für niedrige Durchflussmengen von 0,4 … 20 g/h wird ein Coriolis-Massendurchfluss­messer vorgestellt. Die integrierte Elektronik schließt einen PID-Regler zur direkten Steuerung eines Regelventils ein.

 

Beschleunigungsaufnehmer zur Überwachung von Walzen im Trocknerbereich von Papiermaschinen oder zur Lagerüberwachung von Generatoren arbeiten mit integrierter Elektronik dauerhaft bis zu Temperaturen bis zu +160 °C. Mit Signalen von 10 mV/g oder 100 mV/g sind sie in unterschiedlichen Bauformen lieferbar. Zur Ermittlung der Schwingformen im Betrieb schnell rotierender Strukturen reichen Beschleunigungssensoren allein allerdings nicht aus. Mit einem Scanning-Vibrometer können die Schwingformen bei Drehzahlen bis zu 24.000 U/min berührungslos erfasst und analysiert werden. Ein triaxialer, kapazitiver Mems-Beschleunigungssensor erfüllt zwar einen Automobil-Standard ist aber für industriellen Einsatz vorgesehen. Der Messbereich ist ±2 g. Mittels der integrierten Elektronik können je Achse bis zu 64 Mess­werte in einem Ring-Puffer zwischengelagert und je Achse eine Schwelle zur Bewegungserkennung programmiert werden. Zur direkten Platinen­montage wird ein piezoelektrisch arbeitender, triaxialer Beschleunigungs­sensor präsentiert, der trotz integrierter Elektronik mit einer Strom­aufnahme von 4 µA auskommt. Luftgedämpfte Mems-Sensoren mit piezoresistiver Widerstandsmessbrücke und mechanischem Anschlag für Sprengversuche oder Untersuchungen bei „Metall/Metall-Aufschlägen“ bzw. zur Erfassung steilflankiger Stöße mit bis zu 60.000 g werden als Chip oder mit Gehäuse zur Schraubmontage vorgestellt.

 

Neben den unterschiedlichsten Bauformen und Qualitäten von Temperaturfühlern (Platin-Temperaturfühler, NTCs, PTCs, Silizium-Temperaturfühler, Thermoelemente usw.) ist die SENSOR+TEST traditionell Treffpunkt für die Hersteller von Pyrometern und Infrarot-Kameras zur berührungslosen Temperaturmessung.

 

Im Niedrigpreis-Segment sind Halbleiter-Temperatursensoren mit integrierter Signalaufbereitung und einem kontinuierlichen, pulsbreite­modulierten Ausgangssignal einzustufen, die in Hausgeräten zur Temperaturregelung oder zum Überhitzungsschutz eingesetzt werden. Die elektrische Leistungsaufnahme liegt <1 mW. Mit besonders dünnen Thermodrähten von bis zu 25 µm Durchmesser (halbe Haaresbreite) erreicht ein Japanischer Hersteller wesentlich bessere Sprungantwort­zeiten als mit Thermoelementen aus üblichen Drähten. Für Einsatz­gebiete in der Umgebung starker elektromagnetischer Felder, in Leistungstransformatoren, Generatoren oder Mikrowellenanlagen können faser­optische Thermometer ihre Vorzüge ausspielen: vollkommen nicht­metallisch und potentialfrei. Ein portables Gerät kann einen Temperatur-/ Zeitverlauf aufzeichnen. Der kleinste Sensordurchmesser beträgt 0,55 mm und der Messbereich liegt zwischen -200 °C und +300 °C.

 

Portabel sind auch Infrarotkameras für bauthermografische Arbeiten und Inspektionen. Mit Geräten, die auf der SENSOR+TEST zu sehen sein werden, können die Anwender Video-Aufzeichnungen machen. Einzelbilder können per Tonaufnahme kommentiert, oder mit der integrierten Kamera für visuelle Bilder angereichert werden. Das Microbolometer-Array mit 160x120 Pixel arbeitet von -20 °C bis +250 °C. Alle Informationen werden auf Mini-SD-Karte gespeichert und stehen dann mit der entsprechenden Software zur Offline-Bearbeitung zur Verfügung. Ein anderes Modell lässt sich für Nahaufnahmen ab 10 cm einsetzen, um auch kleine Teile - z.B. auf Platinen - zu untersuchen. Wieder ein anderes Modell verfügt über eine Ethernet-Schnittstelle und lässt sich für Inspektionsaufgaben per EtherCat in Netzwerke einbinden. Die breite Palette wird durch digitale Pyrometer und Wechsellicht-Pyrometer für den Messbereich von 50 °C bis 1.200 °C ergänzt, die sich mit einem Handgerät ohne Laptop unkompliziert einstellen lassen. Ein Thermografiesystem für Aufgaben in Forschung und Entwicklung bietet je nach Sensortyp eine Auflösung von 320x256 Pixel oder gar 640x512 Pixel. Je nach Detektor können bei einer Messgenauigkeit von ±1 K bis zu 3.000 Bilder/s aufgenommen werden. Die erreichbare Auflösung ist <0,02 K bei 30 °C Objekttemperatur. Auch hier steht eine professionelle Auswertesoftware zur Verfügung. Sogar Thermografie-Objektive werden auf der SENSOR+TEST präsentiert.

 

Fotodetektoren, Spektrometer, Lichtquellen, Farbmesstechnik usw. sind nicht nur dann fester Bestandteil der Fachmesse SENSOR+TEST, wenn im 2-jährigen Turnus zeitgleich die Kongresse Opto und IRS² veranstaltet werden.

 

Für Reflexionsmessungen wird eine Ulbrichtkugel mit integrierter Halogenlichtquelle vorgestellt. Sie bietet eine über 100mal höhere Ausbeute als Bauformen mit externer Lichtquelle und ist für dunkle, wenig reflektierende Materialien vorgesehen. Polarisationsstabilisierte Single-Mode VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) stehen jetzt mit einer Ausgangsleistung von 1,4 mW bei 855 nm im TO-Gehäuse zur Verfügung. Für kritische Intensitätsmessungen kommen diverse optische Filter, Kerb- und Kanten-Filter mit geringer Welligkeit oder Interferenzfilter mit großer Flankensteilheit und extremer Signalunterdrückung im jeweiligen Sperrband zum Einsatz. Mit einem Durchmesser von 350 µm und einem NEP (Noise equivalent power) von typisch 0,01 pW/sqrHz sind äußerst empfindliche Avalanche Dioden für 1550 nm verfügbar. Ein Zeilensensor mit bis zu 256 pyroelektrischen Einzelelementen ist für spektrometrische Anwendungen im Infraroten vorgesehen. Für Fluoreszenzmessungen in der Mikroskopie oder spezielle Schichtdicken­messungen in der Halbleiterindustrie werden in Nürnberg neue Spektrometer-Module mit hoher thermischer Stabilität und einem spektralen Pixelabstand von 0,8 nm/Pixel präsentiert. Auch ein Sensor zum Detektieren von Referenzmarken, sowohl im UV- als auch Weißlicht-Bereich, wird vorgestellt. Beide Lichtquellen können mit Lichtleitern und Fokussieroptik direkt auf die Marken justiert werden. Das Teachen erfolgt in der langsamen Fahrt, so dass die Maschine nicht angehalten werden muss.

 

Die Messung der Konzentration von Gasen mit physikalischen (optischen) oder chemischen Methoden gehört zu den ältesten Aufgaben der Sensorik, dem elektrischen Messen nicht-elektrischer Größen. Das spiegelt sich von jeher auch in den Themen der SENSOR+TEST.

 

Ganz am Anfang kann hier eine interaktive Datenanalyse-Software stehen, die speziell für Auswertungen an Multisensorsystemen entwickelt wurde. Diverse Algorithmen zur Mustererkennung stehen bereits zur Verfügung.

 

Im Bereich der IR-Sensorik werden mehrkanalige pyroelektrische Detektoren vorgestellt, die je nach Beschichtung (optische Filter) für unterschiedliche Gasarten nach Kundenwunsch bestückt werden können. Typische Gase sind CO2, CH4, CO, HC, oder NO. Ein dezidierter Flammensensor samt integrierter Optik kann sowohl die Zusammen­setzung als auch die Position der Flamme überwachen. Zur Überwachung des CO2-Pegels in Gewächshäusern, Geschäfts- oder auch Privathäusern stellen Hersteller aus Japan und Korea ihre Sensormodule vor. Ein IR-Modul mit Doppelsensoranordnung wurde bezüglich Temperaturstabilität und Einflüssen durch die Strömung des Messgases verbessert. Sogar bei Temperaturschocks zeigen thermisch kompensierte IR-Pyrodetektoren jetzt nur noch minimale Signaldrift. Ein Sauerstoffmesssystem, das schon in Öl- und Gasheizungen erprobt wurde, ist jetzt auch für Pelletheizungen verfügbar. Der Zirkondioxid-Sensor bestimmt den absoluten Sauerstoffgehalt im Abgas und steuert so die Lüftung. Auch Handgeräte zur Messung der Sauerstoffkonzentration werden in Nürnberg präsentiert. Aus der Schweiz kommen Gas­messgeräte für die Abgas- oder Prozess-Überwachung bzw. die Klima- und Umweltbeobachtung. Sie nutzen abstimmbare Laserdioden für die spektrometrische Auswertung, wobei die Messzelle bis auf 190 °C erhitzt werden kann. Für raue Industrieumgebung und allgemeine Emissions­technik sind die 4-kanaligen PbSe-Detektoren geeignet. Die Gasart wird durch entsprechende optische Filter definiert. Mit integrierter Druck- und Temperaturmessung stabilisiert ein Hersteller aus Schottland seine IR-Messmodule, u.a. für CO2, CH4 oder CO. Speziell für Fahrzeuge mit Wasserstoff-Brennstoffzellen stehen jetzt Sensoren mit einer Lebensdauer von ca. 40.000 Betriebsstunden zur Verfügung. Sie arbeiten mit einem ungeheizten Feststoffelektrolyt bei Temperaturen zwischen -20 °C und +80 °C.

 

Schließlich wird auf der SENSOR+TEST zur Entwicklung und Prüfung von Halbleitergassensoren in Sicherheitsanwendungen eine flexible Plattform vorgestellt, die sowohl mit Ethernet als auch mit Funkübertragung ausgestattet ist. Bis zu 4 Gassensoren pro Modul sind möglich.

 

Nach dem Rückzug der Fachmesse MessComp vom Markt der Möglichkeiten, hat die Messtechnik-Branche in Deutschland auf der SENSOR+TEST ihre neue Heimat gefunden. Hier können jährlich die Produkte und Innovationen auch der renommiertesten Hersteller beäugt und Fachfragen bis ins Details diskutiert werden. In diesem Abschnitt geht es zunächst um stationäre Messtechnik.

 

Das Thema Messtechnik und Datenerfassung ist viel zu komplex als dass es in einer kurzen Zusammenfassung dargestellt werden könnte. Ein Anbieter spricht von der „nächsten Generation der Datenerfassungs-Hardware“ und meint damit ein System mit 2 bis 1.000 Kanälen, ein anderer spricht von einem „All-in-One“ Präzisionsmesssystem und schwärmt von multifunktionalen Eingängen, programmierbarer Sensor-Versorgung, Teds-Unterstützung und der A/D-Wandler-Karte mit 110 dB Dynamik. Der nächste hat sich mit seinem „digitalen Hochleistungs-Datenerfassungssystem“ auf analoge Signale von DMS-Brücken spezialisiert und ein anderer nennt sein Produkt schlicht „Komplettlösung für die kontinuierliche Datenerfassung, Signalanalyse und Prozess­überwachung“, mit dem ein Anwender „im Handumdrehen“ Messungen vorbereiten und durchführen, Messdaten auswerten, Ergebnisse visualisieren und dokumentieren kann. Dazu kommen noch andere, die neue Chassis, neue Schnittstellen, neue Eingangskarten usw. oder z.B. neue Software zur Messdatenverwaltung auf der SENSOR+TEST vorstellen – und vorführen.

 

Daneben gibt es aber noch die Welt der Datenlogger ganz unterschiedlicher Ausprägung, der mehr oder weniger komplexen Handmessgeräte und schließlich die der Messumformer - auch für die Hutschiene im Schaltschrank. Das Messtechnikangebot auf der SENSOR+TEST ist umfassend. Dazu gekommen sind in den letzten Jahren die Anbieter von Sensormodulen für Funknetzwerke, von Energiesammlern und Online-Messtechnik.

 

Der Automobilbau ist neben dem Maschinenbau eine der großen treibenden Branchen bei der Entwicklung von Sensoren und mobiler Messtechnik. Zum Einen geht es um die Versuchstechnik zum Anderen um den Serieneinsatz.

 

Auf der SENSOR+TEST können die Besucher in der so genannten Aktionshalle mobile Messtechnik live erleben. Diese Chance gibt es sonst nirgends. Z.B. ein speziell entwickelter PC für die mobile Messdatenerfassung mit stoßfester Festplatte und der Option, ihn mit dem erweiterten Temperaturbereich von -40 °C bis +85 °C auch beim Wintertest einzusetzen. Oder diverse Telemetriesysteme, z.B. zur Bewertung und Optimierung von Turboladern mit Drehzahlbereichen bis 200.000 U/min. Die Arbeitstemperatur der Rotorelektronik reicht bis +160 °C. Ein intelligenter Datenanalysator und -logger speichert derweil alle Informationen, die über den Fahrzeugbus laufen und an der OBD-II-Schnittstelle abgreifbar sind. Zur genauen Höhen- und Positionsbestimmung in Fahrversuchen wird ein Modul vorgestellt, das die Daten von GPS mit einem Inertialsystem kombiniert. Es wird bei der Validierung von Fahrerassistenz, z.B. Spurhalteassistenten eingesetzt oder zur Erzeugung von Streckenkarten mit realistischen Höhenprofilen. Ein anderes Modul arbeitet mit je drei Beschleunigungsaufnehmern, Kreiseln und Magnetometern und liefert diverse Informationen über die Fahrzeugbewegung.

 

In Bezug auf Fahrzeugsensorik hier ein paar Stichwörter: Staudrucksensor für Dieselpartikelfilter, Überwachung der Temperatur zur exakten Dosierung des Reduktionsmittels in SCR-Anlagen (Selective Catalytic Reduction), Temperaturfühler in Abgasrückführsystemen, Hochtemperatur­sensoren zur Steuerung des Verbrennungsvorgangs in Dieselpartikelfiltern und zum Schutz des Turboladers, Bremsverschleißsensoren, Füllstandsensoren für den Fahrzeugtank, magnetoresistive Weg- und Drehwinkelsensoren. Tiaxiale Beschleunigungsaufnehmer arbeiten im Fahrversuch von -54 °C bis +163 °C und wieder andere Bauformen haben sich bei Messungen in Sachen Fußgängerschutz bewährt. Druckaufnehmer messen bis 5.000 bar direkt an der Dieselhochdruck­einspritzung, andere messen im Getriebeversuch von -40 °C bis +130 °C, digital kompensiert mit einer Gesamtgenauigkeit von ±0,15 %. Nicht zu vergessen: eine Wellendichtung, die einen autonomen Sensor enthält, der die Temperatur, die Drehzahl und die Dichtungsfunktion überprüft.

 

Das Prüfen von erklärten Produkteigenschaften gehört zu den wichtigsten Schritten industrieller Produktion und ist eine der wichtigsten Quellen für Verbesserung und Weiterentwicklung. Auf der SENSOR+TEST werden einerseits mit Sensoren bestückte Geräte zur Prüfung präsentiert, andererseits Prüfvorrichtungen, die zur Produktion von Sensoren und Messtechnik erforderlich sind.

 

Zu den wichtigsten Standardprüfungen gehören mehr oder weniger schnelle Änderungen der Temperatur. Für alle Sensoren und für jede Messsignalaufbereitung sind der Einfluss von Temperaturschwankungen und die Grenzen der Betriebstemperatur ein Thema – und eine Heraus­forderung. Als weiterer Störfaktor kommt noch die Feuchte dazu. Grund genug für die führenden Hersteller von Klimaschänken und -kammern, auf der SENSOR+TEST in großem Umfang ihre Produkte vorzustellen. Zu den besonderen Herausforderungen gehört es schnelle Veränderungen, wie negative Temperaturschocks zu realisieren.

 

Zur klimatischen Prüfung kommt die mechanische. Mit piezoelektrischen Aktoren können Schwingungs- und Ermüdungsprüfungen vorgenommen werden. Es gibt auch komplette Systeme zur Schwingungsprüfung und

-analyse, einschließlich Vibrationsplattform, Datenerfassung und Bericht­erstellung. Ein aufgeklebter, bildgebender Ultraschallsensor erkennt Materialfehler, wie z.B. Ermüdungsrisse oder Verformung auf einem Bauteil. Mit der Methode der Mehrwellenlängeninterferometrie ist die berührungslose, sub-nanometergenaue Bestimmung der absoluten Position eines Testobjekts in einem millimetergroßen Eindeutigkeitsbereich möglich. Ebenfalls berührungslos arbeitet ein Oberflächenmesssystem zur Erfassung der Topografie von Werkstücken und Funktions­oberflächen. Ein spezielles Hochfrequenz-Vibrometer wird zur Untersuchung der Dynamik von Mikrobauteilen in Mems-Systemen oder der Schwingvorgänge auf SAW-Komponenten vorgestellt. Ein Präzisionsprüfautomat arbeitet dann wieder in ganz anderen Dimensionen: Bis zu 6.000 Bauteile/Stunde können an einem Rundschalttisch einer schnellen Vermessung und optischen Kontrolle typischer Merkmale unterzogen werden. Auch zur Überwachung der Fertigung magnetischer Bauteile und ihrer Kenngrößen wird auf der SENSOR+TEST ein Prüfsystem vorgestellt. Zu den eher exotischen Dingen gehören sicher piezoresistive Mikrotaster-Chips zur Topologiemessung an Einspritzdüsen oder an Lavaldüsen in Satelliten-Antriebssystemen. Da erscheint ein Prüfgerät für DMS-Installationen vergleichsweise harmlos, auch wenn es die wichtigsten Parameter einer DMS-Messstelle kontrolliert.

 

Außer Geometrie und Mechanik ist natürlich die Prüfung der Elektrik oder Software gefragt. Das meint nicht nur EMV-Tests sondern auch z.B. die Qualität der Datenübertragung auf Funkstrecken oder in Netzwerken rund um den CAN-Bus, den LIN-Bus oder Flexray.

 

Kalibrieren kann man als ein Spezialgebiet der Prüftechnik betrachten, denn alle Prüfgeräte sollten den Anforderungen entsprechend genau messen, also kalibriert sein. Wo sonst, als auf einer Fachausstellung für Sensorik und Messtechnik, ist es sinnvoll Kalibriergeräte zu präsentieren? Zum Beispiel für den Durchfluss von Gasen mit einer Genauigkeit von ±0,125 % vom Messwert oder die neuste Generation transportabler Feuchte-Kalibratoren, die Mehrpunktkalibrierungen innerhalb weniger Minuten versprechen. Auch für die Kalibrierung von Schwingungs­aufnehmern gibt es tragbare Shaker. Das Referenzsignal wird wahlweise als Schwingung, Schwingweg oder Schwing­geschwindig­keit vorgegeben. Die Amplitude reicht bis 10 g und die Frequenz bis 10 Hz.

 

Die Kalibrierung von Temperaturfühlern und die von Druckaufnehmern ist ein weites Feld. Ein Unternehmen aus China hat 50 Jahre Erfahrung mit dem Bau von Druckwaagen und wird die aktuellen Produkte dieser Linie in Nürnberg ausstellen, ebenso wie einen steuerbaren Druckregler mit einem Toleranzbereich von ±0,02 %FS zur automatischen Kalibrierung in Labor und Produktion. Genau dazu werden u.a. Hochdruckerzeuger benötigt. Einer, der es mit Gas bis auf 1.000 bar schafft und trotzdem kaum hörbar ist, wird auf der SENSOR+TEST zu finden sein. Das Angebot an Kalibratoren für Sensorik wird ergänzt durch Kalibratoren für elektrische Größen, z.B. die Kalibrierung von Leistungs- und Energiemessgeräten bzw. Geräten zur Messung der Netzqualität.

 

Die SENSOR+TEST ist weltweit die größte Fachmesse für Sensorik, Mess- und Prüftechnik. Hier treffen sich nicht nur Anwender, Entwickler und Hersteller, sondern auch Anbieter von Komponenten zur Herstellung von Sensoren und Messgeräten und Technologiedienstleiter.

 

Beispiele sind Hochvakuum-Durchführungen für Sensoren, Wechsel­armaturen für den sicheren Betrieb bis 40 bar und bis zu 200 °C, flussmittelfreie Weichlotkontaktierung auf Materialien wie Glas, Keramik, Aluminium oder Edelstahl, Lichtwellenleiter in unterschiedlichster Ausprägung, optimierte Magnete für höhere Feldstärken oder größere Reichweiten in der Sensorik, Mikrolinsen-Arrays, Spikefilter gegen Störimpulse bis über 600 V, oder etwa ein atmosphärisches Plasma­gerät zur kontinuierlichen Vorbehandlung verschiedenster Materialien. Aber auch diese Liste ist völlig unvollständig.

 

Die Sensorik und Messtechnik ist in vielen Anwendungen voller Besonderheiten und erfordert einen großen Vorrat an verfügbaren Technologien. Bei kleinen bis mittleren Stückzahlen haben deshalb Dienstleister eine gute Chance, ihr Wissen, ihr spezifisches Können und ihre meist teuren Anlagen ins Spiel zu bringen.

 

Ein Englisches Unternehmen bietet beispielsweise vakuumfeste, lasergetrimmte Dickschichtwiderstände nach Kundenspezifikation, ein Schwedischer Spezialist bietet die Entwicklung spezifischer Asics, auch das Packaging von Radar-Sensoren - wie sie in der Fahrzeugindustrie eingesetzt werden - ist ebenfalls als Dienstleistung verfügbar. In der Messtechnik übernehmen externe Spezialisten komplette Messaufgaben, die z.B. im Rahmen eines Entwicklungsprojekts anfallen. Vielleicht kann man auch die externe Weiterbildung der eigenen Belegschaft als eingekaufte Dienstleistung ansehen. Hierzu hat der Trägerverband der SENSOR+TEST, der AMA Fachverband für Sensorik e.V., eine eigenständige Abteilung Weiterbildung gegründet, die ihr umfangreiches Angebot natürlich auch auf der Nürnberger Messe präsentieren wird.

 

Im weiten Feld der Wägezellen wird auf der SENSOR+TEST u.a. eine eichfähige Version mit elektrodynamischer Kraftkompensation bis 2.000 g vorgestellt. Dieses Prinzip bietet sehr kurze Einschwingzeiten und ist besonders für Abfüll- und Verpackungsmaschinen geeignet.

 

Für akustische Untersuchungen steht jetzt ein Mulitfeld-Messmikrofon in ¼-Zoll-Ausführung zur Verfügung, das geringes Eigenrauschen und einen flachen Frequenzgang sowohl in freien, diffusen als auch gemischten Schallfeldern zeigt. Auch ein kompaktes akustisches Holographie-System wird vorgestellt, das u.a. zum Auffinden von Schallquellen bzw. zur Optimierung der Schallabstrahlung genutzt wird.

 

Auch das Angebot für Feuchtesensoren ist auf der SENSOR+TEST sehr breit. Ein Österreichischer Hersteller bietet ein Frühwarnsystem gegen Betauung bzw. Tröpfchenbildung, indem der Feuchtesensor thermisch an die gefährdeten Flächen gekoppelt wird. Ein Universal-Messumformer liefert sowohl einen Messwert für die Temperatur als auch für die Feuchte (rel., abs., Taupunkt). Zusätzlich zum Analogausgang zeigt das Display die Werte entsprechend der eingestellten Skala an. Neben Spurenfeuchte-Transmittern mit analogem Ausgang für den Anlagenbau wird für explosionsgefährdete Bereiche, aber auch für Prüfungen an Druckluft- oder medizinischen Gasversorgungsanlagen, ein Taupunktmesser vorgestellt, der seine Daten kabellos per Bluetooth nach außen überträgt.

 

Aus der Schweiz kommt ein hochdynamischer Massenflussregler für unterschiedlichste Gase mit integrierter Sensorik zur Anwendung in der Thermoanalyse, der Gaschromatographie oder an CO2-Lasern. Auch Sensoren für die Detektion von Luftblasen in Schläuchen oder zur nass/trocken-Erkennung bzw. Rohr gefüllt/nicht gefüllt sind auf der SENSOR+TEST zu finden. Nicht zu vergessen die Vielfalt an optischen oder akustischen Sensoren zur allgemeinen Fabrikautomation: Ultraschall-Gabelschranken zur Detektion transparenter Etiketten, Lichttaster mit Hintergrundausblendung usw., oder Industrie-Netzgeräte oder -module bzw. Wechselrichter unterschiedlichster Leistung für den Einsatz im Labor oder Schaltschrank.

 

Auch das Softwareangebot ist dem Anwendungsspektrum von Sensorik und Messtechnik entsprechend vielfältig. Neben den Hochspezialisierten Programmen zur Parametrierung von Prüfständen zum Aufnehmen und Speichern von Messwerten, zum Archivieren usw. können Besucher auf der Messe auch OpenSource-Produkte wie z.B. ein Programm zur Überwachung und Steuerung von drahtlosen Sensor-Netzwerken rund um ZigBee, Bluetooth oder WiFi finden.

 

Die SENSOR+TEST vom 18. bis 20. Mai 2010 auf dem Gelände der Messe Nürnberg ist weltweit die wichtigste Veranstaltung ihrer Art und

– wie die Ausstellerbefragung ergab – wird die Messe in Kombination mit den parallel stattfindenden Foren und Kongressen auch von den Unternehmen der Sensorik-, Mess- und Prüftechnik-Branchen so gesehen. Wer immer in der Produktion, Entwicklung oder Forschung mit den Themen Sensorik-, Mess- und Prüftechnik zu tun hat, wird hier Neues entdecken und seine aktuellen Aufgaben einer Lösung näher bringen.