Messwertaufnehmer – Hersteller und Lieferanten finden

Messwertaufnehmer sind technische Geräte, die eine physikalische, chemische oder elektrische Größe erfassen und in ein verwertbares elektrisches Signal umwandeln.

Dieses Signal kann anschließend von einer Steuerung, Anzeigeeinheit oder einem Datenerfassungssystem verarbeitet werden. Messwertaufnehmer bilden somit das Herzstück moderner Mess- und Automatisierungstechnik, da sie die Verbindung zwischen der realen und der digitalen Welt herstellen.

Nachfolgend eine Übersicht über das Grundprinzip und die Funktionsweise, unterschiedliche Typen und deren Messgrößen, Signaltypen und Schnittstellen von Messwertaufnehmern, sowie eine Übersicht über deren Verwendung und die Anforderungen an moderne Ausführungen: 

Grundprinzip und Funktionsweise von Messwertaufnehmern:

Die Funktionsweise von Messwertaufnehmern besteht aus drei grundlegenden Schritten:

1. Erfassung der Messgröße:
   Dies geschieht durch ein Sensorelement, das physikalisch mit der Messgröße interagiert – z. B. durch Verformung, Temperaturänderung, Magnetfelder oder Lichtabsorption.
2. Umwandlung in ein elektrisches Signal:
   Die gemessene Größe wird in eine elektrische Größe z. B. Spannung, Strom, Frequenz umgewandelt.
3. Signalaufbereitung:
   Das Rohsignal wird verstärkt, gefiltert, linearisiert oder digitalisiert, um es für nachgeschaltete Systeme nutzbar zu machen.

Die Art des Wandlungsprinzips, ob mechanisch, optisch, piezoelektrisch, magnetisch, chemisch usw., hängt von der jeweiligen Messgröße ab.

Typen von Messwertaufnehmern und deren Messgrößen:

Messwertaufnehmer sind hochspezialisiert und lassen sich nach der jeweiligen Messgröße unterteilen:

1. Mechanische Größen:
   a. Drucksensoren: Messen den statischen oder dynamischen Druck von Flüssigkeiten und Gasen, häufig mittels piezoresistiver oder kapazitiver Elemente.
   b. Kraftsensoren: Wandeln mechanische Kraft in ein elektrisches Signal um, oft mithilfe von Dehnungsmessstreifen.
   c. Weg- und Abstandssensoren: Nutzen optische, induktive, kapazitive oder Ultraschallverfahren zur Positionsbestimmung.
   d. Drehmomentsensoren: Messen die Torsion einer Welle, häufig mit Dehnmessstreifen oder magnetischen Verfahren.
2. Thermische Größen:
   a. Temperatursensoren: Dazu gehören Thermoelemente, Widerstandsthermometer, Halbleiter-Temperatursensoren oder Infrarotsensoren.
   b. Wärmestromsensoren: Bestimmen den Wärmefluss durch eine Materialschicht, oft durch thermoelektrische Prinzipien.
3. Elektrische und magnetische Größen:
   a. Strom- und Spannungsmessumformer: Erfassen elektrische Größen in Stromversorgungen, Schaltungen oder Anlagen.
   b. Magnetfeldsensoren: Nutzen den Hall-Effekt oder magnetoresistive Prinzipien zur Messung von Feldstärken.
4. Chemische und physikalisch-chemische Größen:
   a. Gassensoren: Erfassen Konzentrationen bestimmter Gase (z. B. Sauerstoff, CO₂, Ammoniak) durch elektrochemische, optische oder Halbleiterverfahren.
   b. pH-Sensoren und Leitfähigkeitssensoren: Finden Anwendung in der Prozess- und Umweltmesstechnik zur Bestimmung chemischer Eigenschaften von Flüssigkeiten.
   c. Feuchtesensoren: Messen die relative oder absolute Feuchte in Luft oder Materialien.

Signaltypen und Schnittstellen von Messwertaufnehmern:

Die meisten modernen Messwertaufnehmer geben standardisierte Ausgangssignale aus:

1. Analogsignale: Häufig 4–20 mA oder 0–10 V, geeignet für einfache Übertragungswege.
2. Digitale Schnittstellen: Wie I²C, SPI, CAN, Modbus oder IO-Link für intelligente Sensoren mit Zusatzfunktionen.
3. Feldbussysteme: Wie Profibus, EtherCAT oder Profinet in der industriellen Automatisierung.

Je nach Anwendung kann der Messwertaufnehmer bereits intern kalibriert, temperaturkompensiert und selbstdiagnosefähig sein.

Verwendung von Messwertaufnehmern:

Messwertaufnehmer werden in nahezu allen technischen Bereichen eingesetzt. Die wichtigsten Anwendungsfelder umfassen:

1. Automatisierungstechnik:
In industriellen Produktionsanlagen überwachen Sensoren kontinuierlich Druck, Temperatur, Position, Geschwindigkeit, Durchfluss und andere Prozessgrößen.
Die Signale dienen der Regelung, Steuerung und Sicherheit.

2. Energietechnik:
Messwertaufnehmer erfassen Parameter wie Strom, Spannung, Frequenz, Leistung oder Isolationswerte in Energieverteilungsanlagen, Umspannwerken und Transformatoren.

3. Fahrzeugtechnik:
Messwertaufnehmer sind elementar für Fahrdynamikregelungen, Airbags, Motorsteuerung, Abgasmessung oder Batteriemanagementsysteme.

4. Medizintechnik:
Hier werden biokompatible Sensoren zur Messung von Vitalparametern wie Blutdruck, Körpertemperatur, Glukosewerten oder Atemgasen eingesetzt.

5. Gebäudetechnik:
In Heizungs-, Klima- und Lüftungssystemen messen Sensoren Temperatur, Feuchte, CO₂-Gehalt und Lichtintensität zur Regelung von Komfort und Energieeffizienz.

6. Umweltmesstechnik:
Zur Erfassung von Wetterdaten, Luftqualität, Wasseranalysen oder Emissionen werden spezialisierte Messwertaufnehmer verwendet.

Anforderungen an moderne Messwertaufnehmer:

• Genauigkeit und Wiederholbarkeit: Besonders in der Qualitätssicherung oder Regelungstechnik entscheidend.
• Langzeitstabilität: Wichtig bei Dauermessungen über Jahre, etwa in Energieanlagen oder Umweltstationen.
• Schnelle Ansprechzeit: Vor allem bei dynamischen Prozessen (z. B. Explosionserkennung oder Stoßmessungen).
• Robustheit: Schutz gegen Staub, Wasser, Vibrationen, chemische Einflüsse und Temperatur.
• Kalibrierbarkeit: Zur Rückführbarkeit der Messwerte auf nationale Standards.

Messwertaufnehmer sind unverzichtbare Komponenten in nahezu allen technischen, industriellen und wissenschaftlichen Anwendungen. Ihre Hauptaufgabe ist die präzise Erfassung realer Größen und deren Umwandlung in ein verwertbares Signal. Die Vielfalt an verfügbaren Technologien erlaubt eine genaue Anpassung an unterschiedlichste Messaufgaben. Mit dem Aufkommen intelligenter Sensoren (Smart Sensors) und der Integration in digitale Systeme wird der Messwertaufnehmer zunehmend zur Schlüsselkomponente im Zeitalter von Industrie 4.0 und dem Internet der Dinge (IoT).

Hier ist eine Übersicht der wichtigsten Punkte, die Sie beim Kauf von Messwerttaufnehmern beachten sollten.

Der Kauf von Messwerttaufnehmern zur Erfassung mechanischer, thermischer, elektrischer oder chemisch-physikalischer Größen erfordert eine ganzheitliche Betrachtung technischer, anwendungsspezifischer und wirtschaftlicher Kriterien. Dabei geht es nicht nur um die reine Messfunktion, sondern um das Zusammenspiel von Präzision, Robustheit, Integration, Kalibrierung und Systemkompatibilität.

• Zunächst muss exakt definiert werden, welche physikalische Größe erfasst werden soll und unter welchen Bedingungen:
• Mechanische Größen: Kraft, Druck, Drehmoment, Gewicht
• Thermische Größen: Temperatur, Wärmefluss
• Elektrische Größen: Spannung, Strom, Widerstand, Kapazität
• Chemisch-physikalische Größen: pH-Wert, Leitfähigkeit, Konzentration, Feuchte
• Jede dieser Größen erfordert eine andere Sensortechnologie – und damit andere Anforderungen an Bauform, Signalverarbeitung und Material.
• Entscheident für die Erfassung der gewünschten Messwerte ist die Wahl des richtigen Messprinzips:
• Dehnungsmessstreifen (DMS): Für mechanische Größen wie Kraft und Druck
• Thermoelemente oder RTDs (Pt100): Für Temperaturmessungen
• Hall-Effekt oder induktive Verfahren: Für elektrische und magnetische Größen
• Ionenselektive Elektroden oder optochemische Sensoren: Für chemisch-physikalische Messgrößen
• Die Wahl des Messprinzips bestimmt die Empfindlichkeit, Robustheit und die Signalverarbeitung.
• Die Auswahl des Aufnehmers muss zum erwarteten Messbereich passen – weder zu groß (verliert an Auflösung), noch zu klein (Gefahr der Überlastung).
• Gleichzeitig ist die gewünschte Auflösung und Genauigkeit zu prüfen, je nachdem ob es um grobe Prozessüberwachung oder hochpräzise Laboranwendungen geht.
• Besonders wichtig ist, dass der Aufnehmer mechanisch zur Einbausituation passt:
• Größe und Geometrie: Muss in bestehende Anlagen integrierbar sein
• Einbauposition: Horizontal, vertikal, rotationssymmetrisch
• Befestigungsmöglichkeiten: Flansch, Schraubmontage, Stecksysteme
• Kabelführung und Steckertypen: Muss zur Verkabelung vor Ort passen
• Je nach Umgebung muss der Messertaufnehmer besonders robust sein:
• Korrosionsbeständigkeit: Etwa bei chemischen Prozessen oder im Außenbereich
• Temperaturbeständigkeit: Für Hochtemperaturanwendungen oder Kryotechnik
• Dichtheit (IP-Schutzklasse): Z. B. IP67 oder höher bei Feuchtigkeit oder Schmutz
• Mechanische Belastbarkeit: Vibration, Schock, Druckimpulse
• Der Messwertaufnehmer muss zur vorhandenen Auswertetechnik und Automatisierungsumgebung passen:
• Analogsignale: z. B. mV/V, 0–10 V, 4–20 mA
• Digitale Schnittstellen: z. B. CANopen, Modbus, EtherCAT, IO-Link
• Kompatibilität zu Steuerungen und Datenloggern
• EMV-Schutz und Störfestigkeit: Besonders wichtig in elektrischen oder industriellen Umgebungen
• Nur kalibrierte Sensoren liefern verlässliche Messwerte daher ist eine Werkskalibrierung mit Prüfprotokoll eine Mindestanforderung.
• DAkkS-Kalibrierung oder gleichwertig für höchste Anforderungen z. B. QS nach ISO 9001, Automotive, Pharma.
• Eine Rückführbarkeit auf nationale Normen garantiert Vergleichbarkeit. Rekalibrierzyklen sollten je nach Einsatzintensität festgelegt werden.
• Ein Messwertaufnehmer muss über Jahre hinweg stabil messen:
• Daher sollte die Nullpunkt- und Sensordrift in Abhängigkeit von Temperatur, Alterung und mechanischer Beanspruchung bewertet werden.
• Das Kriechverhalten bei konstanter Last Beachtung finden. Vor allem bei mechanischen Größen.
• Gerade im industriellen oder sicherheitsrelevanten Umfeld sind Konformitäten entscheidend:
• CE-Kennzeichnung und produktspezifische EU-Richtlinien.
• ATEX-Zulassung für explosionsgefährdete Bereiche.
• RoHS- und REACH-Konformität.
• Spezifische Branchenanforderungen wie GMP (Pharma), HACCP (Lebensmittel), SIL (Prozessindustrie).
• Die Qualität des Messwertaufnehmers ist eng verknüpft mit den Erfahrungswerten und Referenzen, dem technischen Support und Applikationsberatung des Herstellers.
• Nicht allein der Stückpreis ist entscheidend, sondern die Gesamtwirtschaftlichkeit.

Besonders entscheidend sind ein klar definierter Einsatzzweck, die Wahl des passenden Messprinzips, eine saubere Integration in die Messkette sowie die Unterstützung durch einen erfahrenen Hersteller. Nur so kann ein Messsystem aufgebaut werden, das dauerhaft präzise, stabil und wartungsarm arbeitet – unabhängig davon, ob es mechanische Kräfte, Temperaturen, elektrische Größen oder chemisch-physikalische Parameter erfasst.

Messwertaufnehmer können von verschiedenen Anbietern bezogen werden. Umfassende Informationen über Hersteller und Lieferanten von Messwertaufnehmern aus aller Welt finden Sie auf Exportpages.