Positionssensor

Was ist ein Positionssensor?

Das bezieht sich auf einen Sensor, der die Position eines Zielobjekts misst und die Positionsinformationen des Objekts in digitale Informationen umwandelt und überträgt.

Es gibt berührende Typen, die die Position durch Berührung des Objekts ermitteln, und berührungslose Typen, die die Position durch Aussenden eines Lasers in Richtung des Objekts ermitteln, wobei sich das messbare Objekt und die Entfernung je nach dem verwendeten Prinzip unterscheiden. Neben den Lasern gibt es noch einige andere Arten von berührungslosen Sensoren.

Als Sensoren zur Positionsbestimmung werden häufig einige Wegsensoren verwendet, die die Verschiebung, z. B. den Betrag der Bewegung eines Objekts, messen.

Anwendungen von Positionssensoren

Positionssensoren kommen in allen Lebensbereichen zum Einsatz, einschließlich medizinischer, industrieller, robotertechnischer und infrastruktureller Anwendungen.

Positionssensoren müssen je nach Einsatzsituation unterschiedlich eingesetzt werden, da die erfassbaren Positionsinformationen vom Sensor abhängen, ob er ein-, zwei- oder dreidimensional ist.

Beispiele für den Einsatz von Sensoren zur Positionsbestimmung sind:

• Eine eindimensionale Information in Form der Position der Aufzugskabine wird durch einen berührenden Sensoren zur Positionsbestimmung ermittelt und der Aufzug wird angehalten.
• Berührungslose Positionssensoren messen die Position des vorausfahrenden Fahrzeugs in drei Dimensionen und sorgen so für einen sicheren Abstand zwischen den Fahrzeugen und verhindern Kollisionen.

Funktionsweise von Positionssensoren

In diesem Abschnitt werden die typischen Funktionsweisen von Positionssensoren beschrieben:

Kontaktart

Diese Sensoren messen die Position durch direkten Kontakt eines Teils, des sogenannten Kontaktgebers, mit dem Objekt. Sie können verwendet werden, wenn das Objekt eine Person ist.

Berührungsloser Typ

• Wirbelstromsensor
  Ein Hochfrequenzstrom wird durch die Spule des als Sensorkopf bezeichneten Teils geleitet, um ein Hochfrequenz-Magnetfeld zu erzeugen, und der Abstand zum Objekt wird anhand der Impedanzänderung der Spule gemessen. Da sich die Impedanz aufgrund der elektromagnetischen Induktion ändert, ist das Objekt auf Metall beschränkt.
• Phasendifferenz-Detektionsverfahren
  Bei dieser Methode wird ein Laser oder anderes Licht auf das Objekt gestrahlt, aus der Phasendifferenz zwischen dem ausgesandten und dem reflektierten Licht wird die Entfernung zum Objekt berechnet und die Position des Objekts bestimmt.
• Triangulationsverfahren
  Bei dieser Methode wird ein Laser oder ein anderes Licht senkrecht auf das Objekt gestrahlt, das reflektierte Licht wird erfasst, die Entfernung zum Objekt berechnet und die Position bestimmt.
• Optisches Verfahren
  Sichtbares oder infrarotes Licht wird auf das Objekt gestrahlt, das reflektierte Licht, das auf das Objekt trifft, und Änderungen der Lichtintensität werden erkannt und die Position des Objekts bestimmt.
• ToF-Verfahren
  Bei der ToF-Methode (Time of Flight) wird die Zeit gemessen, die ein eingestrahltes Infrarot-, Ultraschall- oder Laserlicht benötigt, um zurück zu reflektieren und die Position des Objekts zu bestimmen.