Optische Sensoren
Optische Sensoren
Taktile Sensoren
Taktile Sensoren
Koordinatenmessgeräte mit Röntgen-Computertomografie
Koordinatenmessgeräte mit Röntgen-Computertomografie
Sensoren

Physikalische Sensorprinzipien zur Aufnahme der Messpunkte

Bei der Auswahl der Sensoren müssen die Bedingungen am Messobjekt wie die Größe der zu messenden Geometrien, die Anforderungen an die Genauigkeit sowie die Berührungsempfindlichkeit berücksichtigt werden. Die Auswahl des Sensors oder – bei Multisensoranwendungen – der Sensoren ist somit grundsätzlich unter Berücksichtigung der Messaufgabe zu treffen. Auch wirtschaftliche Gesichtspunkte wie die Messzeit und Kosten spielen hierbei eine Rolle.

Optische Sensoren
Optische Sensoren
Taktile Sensoren
Taktile Sensoren
Koordinatenmessgeräte mit Röntgen-Computertomografie
Koordinatenmessgeräte mit Röntgen-Computertomografie

Schaltend und messend

Der Aufbau der Sensoren aus Mechanik, Optik, Elektronik und Software ist sehr verschieden. Dies führt zu sehr unterschiedlichen Eigenschaften, deren prinzipielles Verständnis für den optimalen Einsatz erforderlich ist. Die Sensoren können über einen eigenen Messbereich verfügen (messende Sensoren) oder nur das Überschreiten eines Schwellwerts erkennen (schaltende Sensoren) (Abb. 3).

Schaltend und messend
<p>Abb. 3: Schaltende (links) und messende Sensorik (rechts) im Vergleich: A Auslenkung, S Signalverlauf, M Messbereich</p>

1D, 2D und 3D

Die Wirkungsrichtung der Sensoren kann auf eine oder zwei Koordinatenachsen reduziert sein (1D-, 2D-Sensoren) oder alle drei Achsen umfassen (3D-Sensoren) (Abb. 4). Die Messwerte der jeweils nicht messenden Achsen sind durch die Sensorposition gegeben (z. B. Lage der Messachse des Kugelmittelpunkts bei 1D-Tastern oder Lage der Objektebene bei der Bildverarbeitung).

1D, 2D und 3D
<p>Abb. 4: Ein-, zwei- und dreidimensionale Sensorik: prinzipielle Darstellung der Kinematik ohne Messsysteme: a) Federparallelogramm, b) Aufnahmezylinder</p>

Punkte, Linien und Flächen

Sensoren können Einzelpunkte (Punktsensoren), Konturen (Liniensensoren) oder Oberflächenbereiche (Flächensensoren) messen (Abb. 5). Die genannten Eigenschaften können nahezu beliebig kombiniert auftreten (s. Abb. 57, S. 90 Sensoren und Geräteachsen).

Punkte, Linien und Flächen
<p>Abb. 5: Messung von Punkten, Linien oder Flächen</p>

Konturerfassung durch Scannen

Das Scannen von Konturen z. B. für die Messung von Form- und Lagetoleranzen ist mit messenden Sensoren (messender Taster, Abstandssensoren) im Zusammenwirken mit den Geräteachsen durch geeignete Regelungsverfahren möglich. Ein schaltendes Tastsystem bietet diese Funktion prinzipiell auch, benötigt jedoch sehr lange Messzeiten. Beim Scannen mit einer Bildverarbeitung werden automatisch mehrere Bilder während einer Konturverfolgung zu Gesamtkonturen aneinandergefügt. Die Größe der zu scannenden Konturen ist nicht durch den Sensor, sondern durch den Messbereich des Koordinatenmessgeräts begrenzt.

Optisch, taktil und röntgentomografisch

Ein weiteres wesentliches Unterscheidungskriterium der Sensoren ist das physikalische Prinzip der Übertragung des primären Signals. Die Mehrzahl der heute üblichen Sensoren lässt sich diesbezüglich den Kategorien optisch und taktil zuordnen (Abb. 6). Bei optischen Sensoren wird die Information über die Lage eines Messpunkts durch Licht vom Objekt zum Sensor übertragen. Taktile Sensoren gewinnen diese Information durch Berühren des Messobjekts mit einem Tastelement, meist einer Tastkugel. Beim Röntgentomografie-Sensor wird ein Objektbereich von der Röntgenstrahlung durchdrungen und aus den Durchstrahlungsbildern die dreidimensionale Geometrie des Messobjekts rekonstruiert. Hieraus wird auf die Lage der Messpunkte geschlossen.

passende Produkte

Sensor