它们是外界的接口，使智能工厂成为可能：传感器。传感器如何工作以及哪些传感器适用于我们的文章中解释哪些应用。
*个没有传感器的现代工业厂房今天几乎是不可想象的。它们对于数字化和工业4.0是必不可少的，因为它们执行的是*项不起眼但非常重要的任务：它们收集使工厂变得智能化的数据。
传感器在我们的日常生活中也包围着我们：烟雾探测器，自动门，智能手机和汽车中的技术以及其他许多地方。传感器有许多不同类型和功能。以下是传感器如何工作以及如何使用传感器的概述。
什么是传感器技术？
传感器技术是指使用传感器来测量各种物理或化学性质。传感器是技术部件，也称为“传感器”。传感器测量实际值并将其转发给数据处理。数据的处理可以由经过培训的人员手动完成，或者像现在大多数常规传感器中常见的那样，由数字数据处理系统完成。传感器位于合适的测量点。因此，他是数据处理与系统外部**的接口。
传感器从不单独工作，它始终是控制回路的*部分。控制回路是*个自我调节系统。它会用目标值永久补偿实际值。如果实际值偏离目标值太多，则系统会独立采取对策。这里有三种可能的反应，它们通常以阶梯式方式发生：
**阶段：赔偿
*二阶段：报警
*三阶段：关机
在**阶段，控制电路试图通过合适的措施恢复设定值。这是微小波动中常见的舒适电路，可自动运行，无需外部干预。但是如果皮疹太强或者实际值显示趋势，则触发警报。*个总体系统，比如指定的管理员，现在可以做出恢复控制状态的决定。如果警报长时间被忽略，系统会尽可能关闭以防止间接损坏或自毁。
那里有什么类型的传感器
在传感器技术*域，传感器的测量，实际上每个物理可生产状态都配备有合适的传感器。研究仍在继续，但今天已有的传感器能??够获得惊人的性能。在传感器技术中，传感器可用于以下状态和测量变量：
力测量： 应变传感器，重力传感器
音量：等*
光线：光线强度，图像清晰度，不透明度
速度：转速，空速
磁性： 接近传感器
电磁学：无线电信号的位置
声学： 声音传感器
位置： 倾斜，位置
气候： 湿度，压力
另外，高灵敏度的化学探测器已经可以用于传感器技术。
传感器的操作
用相同的传感器设计可以确定多少量的测量结果是相当惊人的。如使用各种传感器中的传感器*样多样，单个电子部件的构造如此简单。
传感器的不同测量原理：
许多传感器根据电磁原理工作。线圈在确定的电压和精确的磁场下充电。这个磁场的干扰是外部影响，它作为*个信号给控制单元。例如，在这个原则上工作
接近传感器，
加速度传感器，
力传感器
以及液位传感器
还有更多。如果需要特别精确的测量值，则使用压电晶体代替线圈和铁芯。这在变形过程中产生很强的应力，可以很容易地读出。
在光传感器中使用也晶体。这里是硅的单晶体，它在光照射下改变其导电性。同样，具有偏压的偏压是换能器功能的条件。
同时声音传感器是由已知的电磁原理。类似于扬声器或麦克风，声学传感器用于包裹带铜线圈的永磁体。线圈受到轻微的电压，并粘在膜上。现在将由空气压缩产生的声音压在膜上，线圈沿着永磁体机械移动。这会产生可以转发的电压或电压变化。
别的工作温度传感器。他们通常配备双金属片。根据温度的变化，金属带以精确定义的方式弯曲。这个弯曲可以作为*种措施以各种方式。通常双金属片重新连接到电压源。弯曲时，钢带中的电阻发生变化。这可以被确定为测量值的变化。但双金属片的弯曲也可以连接到光学系统。传感器技术的可能性和变体多种多样。
无线电和雷达传感器：传感器技术的高科技
无线电和雷达传感器实际上是传感器技术的下*个*别。它们在技术上比普通电磁传感器复杂得多。幸运的是，它们的扩散也确保了这些技术*进的电子元件现在非常便宜。对于大量的减少尤其如此。只有到那时，今天的汽车才有可能配备距离传感器。
雷达传感器如何帮助您停车：
这种基于雷达的传感器系统可以永久测量附近汽车的距离。为此，雷达传感器每秒发出数千次电磁信号，并测量回波回收的时间。雷达传感器因此是与普通电磁传感器相比的有源部件。它遵循执行器反应器原理：雷达传感器不是等待被测量，而是产生自己的信号。
汽车中的雷达传感器
在*简单的设计中，雷达传感器安装在后部，使倒车时更容易操纵汽车。在这个传感器系统的下*个扩展阶段，汽车的前部还配备了雷达传感器。结果，控制单元已经可以通过车辆执行独立的停车操作。在*高*别，距离和雷达传感器连接到紧急制动系统。当车辆过快靠近障碍物时会自动触发。在新型卡车中，基于雷达传感器的紧急制动系统已经是强制性的。可以预见，在不久的将来，普通汽车也会有类似的需求。
然而，真正的无线传感器在汽车中并不常见。他们在航空电子和国防应用方面占有*席之地。通用无线电技术也部分配备了适当的传感器。但是近年来某种形式的无线传感器已经经历了巨大的流入，那就是物流。
货物派送中的传感器
为了能够在*短的时间内有效地将大量货物运送到所需的目的地，需要强大的追踪系统。只有双方确切知道货物在任何特定时间的位置，才能相应地控制货物流动。在这里，传感器开发了*整套解决方案。无线传感器也是主动式传感器，**发出信号，然后等待答案。现在取决于商品上使用的无线电系统，这里使用了哪些传感器。
RFID芯片已经在仓库建立并防止盗窃。这些是附在产品或其容器上的小型化学无线电芯片。无线电传感器现在发射*个信号，由RFID芯片回答。芯片使用来自呼叫信号的辐射能量来生成响应信号。无线电传感器本身现在只需要配备相应灵敏的接收技术，以便能够定位产品或容器。目前在船上的集装箱，RFID系统无法工作，这里跟踪传感器必须依赖更强大的系统。这**域常见的是使用GPS发射器和适当配备的传感器。
在汽车中使用传感器
传感器技术几乎存在于所有涉及电工技术的结构中。以普通汽车为例，很明显传感器技术对于技术系统的*佳和完美功能有多重要。普通汽车有以下传感器：
速度传感器
速度传感器
燃油箱的燃油液位传感器
电池充电传感器
进气道中的空气质量传感器
重量传感器
倾角
温度传感器
距离传感器
温度传感器示例：传感器如何工作
大多数控制电路均未被驾驶员察觉。以温度传感器为例，传感器技术的三个层次变得清晰。温度传感器的控制回路由三个执行器操作。在启动冷发动机后，冷却液**流入所谓的小冷却回路。它通过发动机并立即被泵回。这可确保发动机尽快达到工作温度。达到工作温度时，大型冷却回路打开。
这种自我调节系统不需要复杂的传感器技术：将小型和大型冷却回路分开的阀门是恒温器。它是*个由填充蜡和双金属弹簧的胶囊组成的小部件。*旦冷却液温度足够高，蜡就会熔化并且双金属弹簧会收缩。阀打开，冷却液可以流过发动机冷却器。这个系统几十年来*直非常可靠地工作，自从20年代推出以来*直没有多大改变。这种纯手动控制电路的缺点是恒温器的缺陷实际上可能不被注意到。如果冷却回路发生故障，只能在怀疑情况下进行更换或在安装位置外进行测试。
**阶段：自我调节
因此，恒温器本身不能充分可靠地控制发动机温度。它在设计方面的影响范围也很有限：当它打开时，散热器连接到发动机的冷却系统。但是，发动机的环境温度可能仍然过高。为了消除来自冷却剂并因此来自发动机的多余热量，使用风扇。对于大多数车辆来说，它是由电动马达驱动的。如果他永久运行，他会不必要地增加燃油消耗。所以电动机连接到控制电路。该控制回路由温度传感器，电动机和控制单元组成。如果冷却液温度过高，连接到冷却回路的温度传感器会向控制单元发出信号。这打开了电动机。这*直持续到冷却剂充分冷却。如果冷却液传感器再次报告所需状态，则电动机关闭。
*二阶段：报警
由于外部温度较高或车辆出现故障，可能会发生风扇冷却能力不足以冷却冷却液。在这种情况下，控制单元在仪表板上点亮警告信号。现在司机警告说他的车辆有过热的危险。
*三阶段：自动关机
情况并非如此，控制单元自动介入提供点火电流或燃料以关闭发动机。这太危险了。无论如何，车辆的控制必须尽可能长时间留给驾驶员。然而，过热的发动机在任何情况下都会摧毁自己。出于安全原因，具有连接的冷却系统的电机被设计成使其**在相当不关键的位置发生故障。大多数情况下，冷却剂软管会爆裂，然后暴力蒸汽泄漏不能忽视。如果驾驶员现在继续驾驶，传感器已经完成了*切工作以防止发动机故障。活塞食者现在不再是要充电的传感器。司机现在有选择 停车并关闭发动机。这显示了*个强大的传感器的能力。
传感器技术的优势和挑战
传感器系统是*个强大的系统，用于保护和优化调节系统的运行。它可以防止损坏，提高效率，减少燃料消耗，防止磨损并保持组件的可靠运行。传感器的成就越来越高。车辆上的*新*代距离传感器可以为汽车的主动安全性做出巨大贡献：带有紧急制动助力的耦合控制电路不仅可以减少或完全防止对您车辆的损坏。因此，其他道路使用者总是可以通过这些强大的传感器得到更好的保护
传感器技术面临的挑战是整个系统的复杂性和各个传感器的灵敏度。在中央系统中处理的测量值越多，越容易发生故障。今天，通过在故障存储器中记录难以置信的值来抵消这*点。这可以被读出，并由此提供关于传感器系统中存在缺陷的位置的信息。
但是，传感器本身仍然是外界的接口，他们与其他部件，外部空气，天气或任何其他物理量的直接接触总是造成他们的磨损。因此传感器技术需要对敏感元件进行监测和预防性更换。这种情况多长时间取决于传感器的应用*域。永久暴露于道路的灰尘，盐分和灰尘的轮式ABS传感器具有非常高的磨损等*。汽车工业通过在常规检查规定中规定ABS传感器的预防性更改来抵消这种天然磨损。在给定的例子中，冷却水上的温度传感器也是如此。其他换能器设计用于在技术系统的整个生命周期内运行。例如，对于*辆汽车，这是坦克的液位传感器。这款传感器在大多数车型上*不会损坏，但可以长久保持汽车使用寿命的可靠性。
