Prof. Dr. Thorsten Jungmann (Stand 2025-09-03)
1 Wie sieht er aus?
Die Bauform hängt stark vom Typ und Einsatzbereich ab:
- Taster: meist kleines Kunststoff- oder Metallgehäuse mit mechanischer Betätigungsfläche.
- Drehzahlsensor: zylindrisches Gehäuse mit Stecker oder Kabel, oft mit Befestigungsflansch.
- Temperatursensor: Metallhülse oder Kunststoffgehäuse, häufig mit Kabel oder Steckverbinder.
Rad-Drehzahlsensor
Unten: Hall-Sensor zur magnetoresistiven Erfassung der Drehzahl in Verbindung mit einer auf der Achse bzw. am Rad befindlichen Encoderscheibe, oben: Anschlussstecker als Schnittstelle zur Fahrzeugelektronik, rechts: Montageflansch
Temperatursensor
Elektronischer Außenfühler (PTC-Temperatursensor) in einer Heizungsanlage
Quelle: Asurnipal, CC BY-SA 4.0 https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0, via Wikimedia Commons
2 Was kann er?
Ein Sensor wandelt nicht-elektrische Größen in elektrische Größen (Signale) um. Er wird deshalb manchmal auch Signalgeber oder kurz Geber genannt.
Beispiele:
- Taster: Kraft (mechanische Größe) → Widerstandsänderung (von hohem Widerstand auf nahezu )
- Drehzahlsensor (z. B. am PC-Lüfter, E-Bike-Motor, Fahrzeugrad): Drehzahl (mechanische Größe) → Spannung
- Temperatursensor: Temperatur → Spannung oder Widerstand (je nach Bauweise, z. B. Thermoelement, NTC/PTC)
3 Wie funktioniert er?
Sensoren nutzen unterschiedliche physikalische Wirkprinzipien:
- Hall-Effekt (Drehzahlsensoren)
- Thermoelektrischer Effekt (Thermoelemente)
- Widerstandsänderung bei Temperaturänderung (PTC-Widerstände)
- Mechanische Federkraft (Taster, Mikrotaster)
4 Wie sieht er von innen aus?
Damit ein Sensor ein elektrisches Ausgangssignal proportional zur Messgröße liefern kann, wird er in vielen Fällen mit einer Betriebsspannung versorgt.
Intern erfassen Sensorelemente (z. B. Hall-Platte, Thermopaar, Widerstandsschicht, Feder) die Messgröße und wandeln sie in ein Rohsignal um. Dieses wird oft direkt im Sensor elektronisch aufbereitet, sodass am Ausgang ein technisch nutzbares Signal (Spannung, Strom oder digitales Signal) bereitsteht.
5 Welche Rolle spielt er in der Lehre?
Im engeren Sinne bezeichnet „Sensor“ nur das eigentliche Messbauteil (z. B. Hall-Platte, Thermoelement, NTC/PTC).
Im weiteren Sinne umfasst der Begriff auch den kompletten Aufbau mit Gehäuse, Anschluss- und Befestigungstechnik sowie integrierter Signalaufbereitung.
In diesem Skript wird unter „Sensor“ die erweiterte Definition verstanden.
6 Welche Rolle spielt er in der Praxis?
Sensoren sind unverzichtbar, um physikalische Größen zu erfassen und zur Steuerung und Regelung nutzbar zu machen. Sie finden sich in der Automatisierungstechnik, Fahrzeugtechnik, Medizintechnik, Hausautomation und Konsumelektronik – überall dort, wo reale Größen erfasst und in Signale umgesetzt werden müssen.
Symbolik
- Kennbuchstabe in Schaltplänen: B
Berechnungen
Zu Sensoren werden in den Grundlagen der Elektrotechnik keine Berechnungen angestellt.