Definition und Funktionsweise:
Ein Drucksensor ist ein Messgerät, das den physikalischen Wert Druck (Kraft pro Fläche) in Gasen oder Flüssigkeiten erfasst und in ein elektrisches Signal umwandelt, das von einer Steuerung (z.B. SPS) verarbeitet werden kann. Drucksensoren sind grundlegende Komponenten in der Prozessmesstechnik und Automatisierung.
Die meisten Drucksensoren arbeiten nach dem Prinzip, dass ein druckempfindliches Element (z.B. eine Membran) sich unter dem Einfluss von Druck verformt. Diese mechanische Verformung wird dann in eine elektrische Größe umgewandelt. Gängige Messprinzipien sind:
- Piezoresistiv: Dehnungsmessstreifen (DMS) sind auf einer Membran aufgebracht. Die Verformung der Membran ändert den Widerstand der DMS.
- Kapazitiv: Eine druckabhängige Änderung der Kapazität wird gemessen.
- Piezolektrisch: Druck erzeugt eine elektrische Ladung.
- Dünnfilm/Dickfilm: DMS-Elemente werden direkt auf eine Membran aufgebracht.
Das Ausgangssignal ist typischerweise ein standardisiertes Analogsignal (z.B. 0-10 V, 4-20 mA) oder ein digitales Signal (z.B. über IO-Link).
Anwendungsbereiche in der Automatisierung:
Drucksensoren sind in einer Vielzahl von Industrieanwendungen unverzichtbar:
- Hydraulik- und Pneumatiksysteme: Überwachung des Systemdrucks, Steuerung von Zylindern und Ventilen.
- Prozessüberwachung: Messung des Drucks in Rohrleitungen, Behältern, Tanks in der Chemie-, Lebensmittel-, Öl- & Gas-Industrie.
- Füllstandsmessung: Indirekte Füllstandsmessung über den hydrostatischen Druck in Flüssigkeitstanks.
- Pumpen und Kompressoren: Überwachung und Regelung des Ausgangsdrucks.
- Leckageerkennung: Überwachung von Druckabfällen.
- Filterüberwachung: Messung des Differenzdrucks über Filter.
Wichtige Kennwerte:
- Messbereich: Der Bereich des Drucks, den der Sensor messen kann.
- Genauigkeit: Die Abweichung des Messwerts vom tatsächlichen Wert.
- Temperaturkompensation: Die Stabilität des Sensors über einen Temperaturbereich.
- Überlastfähigkeit: Der maximale Druck, den der Sensor ohne Beschädigung aushält.
Drucksensoren sind entscheidend für die Sicherheit, Effizienz und Regelgüte vieler industrieller Prozesse.
→ Siehe auch: Sensor, Analogeingang, Messumformer, Füllstandssensor, Dehnungsmessstreifen
