Was ist ein Positionssensor?
Positionssensoren sind Sensoren, die zur Erkennung und Messung der Position von Objekten und Geräten verwendet werden.
Sie werden in einer Vielzahl von Industriezweigen eingesetzt, z. B. in Automobilen, Flugzeugen und Smartphones. Sie tragen dazu bei, den Betrieb und die Navigation von Geräten zu verbessern, indem sie genaue Positionsinformationen liefern.
Anwendungen von Positionssensoren
Positionssensoren werden in einem breiten Spektrum von Anwendungen eingesetzt, von Industriemaschinen bis hin zum täglichen Leben.
1. Verkaufsautomaten und Geldautomaten
Positionssensoren werden in Verkaufsautomaten und Geldautomaten eingesetzt. Sie erkennen Personen, die sich vor einem unbeaufsichtigten Gerät aufhalten und steuern das Ein- und Ausschalten des Displays des Geräts. Sie verhindern auch den Diebstahl der Geräte, indem sie z. B. die Neigung des Geräts erkennen.
2. Automatische Türen
Sie sind auch für die Sicherheit nützlich. Unter Sicherheitsaspekten werden sie eingesetzt, um Personen und Gegenstände an automatischen Türen zu erkennen und umgekehrt, um unbefugtes Betreten in Bereichen zu erkennen, in denen Personen nicht erkannt werden sollten. Unter Sicherheitsaspekten können sie auch zur sicheren Kipperkennung eingesetzt werden.
3. Parkplätze
Positionssensoren werden auch auf Parkplätzen eingesetzt. Sie werden zur Positionierung von Stellplätzen in mechanischen Parkhäusern und als Sensoren in mehrstöckigen Parkhäusern eingesetzt.
Sie können auch eingesetzt werden, um zu erkennen, wenn eine Bremsstange an der Ausfahrt eines Parkplatzes nicht blockiert werden kann, weil sie von einem Auto oder einem anderen Gegenstand getroffen wurde.
Funktionsweise der Positionssensoren
Positionssensoren erfassen die Position mit Hilfe eines Mediums wie Licht oder Magnetismus.
Optische und Ultraschall-Positionssensoren übertragen Licht- oder Ultraschallwellen als Medium und erkennen Reflexionen von Objekten, um eine Rückmeldung zu geben. Kapazitive Positionssensoren erfassen beispielsweise die Induktivität und geben eine Rückmeldung.
Positionssensoren, die auf diesen Prinzipien basieren, werden nach ihren jeweiligen Eigenschaften, ihrer Genauigkeit und ihrem Anwendungsbereich ausgewählt. Zuverlässige Positionsinformationen können auch durch die Kombination mehrerer Sensoren gewonnen werden: Trägheitsnavigationssysteme, die GPS und Trägheitssensoren kombinieren, werden eingesetzt, um die Genauigkeit und Aktualisierungsrate der Positionsinformationen zu verbessern.
Arten von Positionssensoren
Es gibt verschiedene Arten von Positionssensoren. Optische, magnetische und Ultraschallsensoren sind typische Beispiele:
1. Optische Positionssensoren
Optische Positionssensoren verwenden optische Methoden zur Messung der Position. Gängige Beispiele sind Encoder, d. h. Geräte, die Positionsinformationen aus Rotations- oder Linearbewegungen in digitale Signale umwandeln. Die 3D-Positionierungstechnologie mit Bildsensoren ist ebenfalls weit verbreitet.
2. Magnetische Positionssensoren
Magnetische Positionssensoren erfassen Positionsinformationen anhand von Änderungen der Magnetfelder. Es gibt Hall-Effekt-Sensoren und magnetisch-induktive Sensoren, die sich für den Einsatz in Umgebungen eignen, in denen magnetische Materialien vorhanden sind. Sie zeichnen sich durch ihre Unempfindlichkeit gegenüber Schmutz und Vibrationen aus.
3. Ultraschallpositionssensoren
Ultraschallpositionssensoren nutzen Schallwellen zur Messung von Entfernungs- und Positionsinformationen. Sie werden z. B. zur Hinderniserkennung bei Robotern und Fahrzeugen sowie zur Messung von Wasserständen eingesetzt.
Auswahl eines geeigneten Positionssensors
Auf dem Markt gibt es eine Vielzahl von Positionssensoren, so dass es notwendig ist, die Eigenschaften der einzelnen Sensoren zu verstehen, bevor man den richtigen auswählt:
1. Messgenauigkeit
Die erforderliche Genauigkeit eines Positionssensors hängt von dem zu messenden Objekt und anderen Faktoren ab. Wenn eine hohe Genauigkeit erforderlich ist, sind optische oder elektrische Sensoren geeignet. Ist die Genauigkeit dagegen nicht so wichtig, sind magnetische oder Ultraschallsensoren die richtige Wahl.
2. Betriebsumgebung
Welcher Sensor geeignet ist, hängt auch von der Betriebsumgebung ab. Magnetische Sensoren sind in Umgebungen mit viel Schmutz und Vibrationen geeignet. Ultraschallsensoren sind ebenfalls geeignet, wenn Wasser oder transparente Objekte erfasst werden müssen.
3. Budget
Die Preisspanne bei Positionssensoren variiert je nach Typ und Leistung. Es ist wichtig, dass Sie den richtigen Sensor für Ihr Budget auswählen. Allerdings können auch preiswerte Sensoren mit der richtigen Konfiguration und Kombination eine ausreichende Leistung erbringen.
Weitere Informationen zu Positionssensoren
3D-Sensoren für die Bewegungsverfolgung
Die Positionsmessung mit 3D-Positionssensoren wird in Systemen zur Bewegungsverfolgung eingesetzt. Die Bewegungsverfolgung wird in vielen Bereichen eingesetzt, unter anderem im Sport und in der Medizin, aber auch in der VR und der Computergrafik. Die Bewegungserfassung digitalisiert die Bewegungen von Personen und drückt die Mimik und Bewegungen von Charakteren aus.