Drucksensoren sind spezielle Sensoren, die entwickelt wurden, um den Druck in verschiedenen Umgebungen und Anwendungen zu messen und zu erfassen. Sie sind in der Lage, mechanischen Druck in elektrische Signale oder digitale Ausgaben umzuwandeln, die dann von elektronischen Geräten oder Systemen interpretiert werden können. Drucksensoren spielen eine wichtige Rolle in vielen technischen und industriellen Anwendungen und sind entscheidend für die Erfassung und Überwachung von Druckveränderungen in verschiedenen Umgebungen.
Der Aufbau von Drucksensoren variiert
Ein Drucksensor ist in der Regel aus mehreren Komponenten aufgebaut, die es ihm ermöglichen, den Druck in seiner Umgebung zu erfassen und in ein elektrisches Signal umzuwandeln. Der typische Aufbau eines Drucksensors sieht wie folgt aus:
- Druckempfindliches Element: Dieses Element bildet den Kern des Drucksensors und reagiert auf die auf ihn ausgeübte Druckkraft. Je nach Art des Drucksensors kann das empfindliche Element aus unterschiedlichen Materialien bestehen, darunter piezoelektrische Kristalle, Dehnungsmessstreifen, Kapazitätselemente oder andere druckempfindliche Materialien.
- Gehäuse: Das Gehäuse oder der Sensorkörper schützt das empfindliche Element vor äußeren Einflüssen wie Feuchtigkeit, Staub und mechanischer Beanspruchung. Das Material ist abhängig von der Anwendung und der Funktionsweise des Drucksensors.
- Anschlüsse: Die Anschlüsse dienen dazu, das elektrische Signal vom Drucksensor zu übertragen. Diese können Kabel, Drähte oder Steckverbinder sein, die aus dem Sensor herausgeführt werden.
- Elektronik: In vielen modernen Drucksensoren ist eine integrierte Elektronik vorhanden, die das gemessene Signal verarbeitet und verstärkt. Diese Elektronik kann auch Kalibrierungen und Kompensationen durchführen, um genaue Messungen sicherzustellen.
- Ausgangssignal: Das Ausgangssignal des Drucksensors ist in der Regel ein elektrisches Signal, das proportional zum gemessenen Druck ist. Je nach Sensor und Anwendung kann es sich um ein Spannungs-, Strom- oder digitales Signal handeln.
Werden Drucksensoren für Eingabesysteme verwendet?
Ja, Drucksensoren sind geeignet für Eingabesysteme. Kapazitive Drucksensoren sind weit verbreitet. Sie werden für berührungsempfindliche Bildschirme wie bei Smartphones oder Tablet-Computern eingesetzt. Wenn unterschiedliche Materialien für Bedienfronten verwendet werden, gibt es geeignetere Lösungen. Für metallische Oberflächen wurden früher Piezoelektrische Sensoren verwendet. Heute gibt es die Agnostik Sensoren, die dank kompakter Bauweise sehr einfach handhabbar sind.
Der genaue Aufbau eines Drucksensors kann je nach Typ und Hersteller variieren.
Der Drucksensor Aufbau von Agnostik Sensoren
Agnostik Sensoren werden auf Leiterplatten bestückt. Für eine HMI Touch Bedienung werden diese Agnostik Module per Selbstklebefolie auf die Rückseite der Bedienfront geklebt. Jegliche mechanischen Einwirkungen auf der Bedienfläche werden durch die Sensoren aufgenommen und mit der Auswertesoftware in stabile, klare und nachvollziehbare Tastensignale umgewandelt. Der Agnostik Sensor ist ultrasensitiv. Bedienfronten aus Edelstahl von 1mm Dicke sind daher perfekt geeignet für den Agnostik Touch.
Möglich macht dies die Agnostik Drucksensor Funktionsweise. Selbst geringste Einwirkungen, ausgelöst durch eine Berührung auf der Bedienfront, genügen, um ein Tastensignal auszulösen. Dehnungen durch Temperatureinflüsse, Vibrationen oder Materialspannungen werden durch intelligente Algorithmen der integrierten Software erkannt. Die Agnostik Drucksensor Funktion, basierend auf Dehnungsmessstreifen, erzeugt durch Stress auf den Sensor eine Widerstandsänderung, die mess- und auswertbar ist. Damit ist die zusätzliche, erweiterte Funktion von einem 3D-Touch, Force Touch oder eben einer „druckabhängigen Tasteneingabe“ einfach nachvollziehbar. Es ist eine interessante Eigenheit der Agnostik Touch Technologie, welche die HMI-Eingabemöglichkeiten für die Zukunft erweitern und bequemer machen.
Die Funktionsweise von Drucksensoren
Der Agnostik Touch ist ein Beispiel für Drucksensoren bei Eingabesystemen. Je nach Anwendung variiert die Sensortechnologie. Im Allgemeinen basieren sie auf verschiedenen physikalischen Prinzipien, um Druckänderungen zu erkennen und zu quantifizieren. Es gibt verschiedene Arten von Drucksensoren, darunter kapazitive, resistive, piezoresistive, optische, piezoelektrische, ultraschallbasierte und DMS-Drucksensoren, die jeweils ihre eigenen Vorteile und Anwendungsbereiche haben. Der agnostische Drucksensor ist eine neue Technologie.
Typische Einsatzgebiete von Drucksensoren
Die Anwendungsbereiche von Drucksensoren sind vielfältig und reichen von der Automobilindustrie über die Medizintechnik bis hin zur Luft- und Raumfahrt. Sie werden beispielsweise in Fahrzeugen verwendet, um den Reifendruck zu überwachen, in medizinischen Geräten zur Blutdruckmessung und in Flugzeugen, um den Kabinendruck zu regeln. Drucksensoren sind auch in der Umweltüberwachung, in industriellen Anlagen und in vielen anderen Bereichen unverzichtbar, in denen die Messung und Kontrolle von Druck eine wichtige Rolle spielt. Die Anwendung von Drucksensoren bei Eingabesystemen ist eine unter vielen.
Übersicht Drucksensoren
Sie basieren auf Dehnungsmesstreifen und sind trotz geringer Dimensionen äusserst sensitiv und präzise. Eine spezielle Eigenheit ist die vollautomatische SMD-Bestückung auf Leiterplatten. Die Integration von Agnostik Sensoren mit Software ist deshalb äusserst kompakt.
Druckänderungen werden mit Dehnungsmessstreifen erfasst. Wenn Druck auf den Sensor ausgeübt wird, verändern sich die physiksalischen Eigenschaften der DMS, was zu einer Änderung des elektrischen Widerstands führt.
Sie verwenden die Veränderung der Kapazität zwischen zwei Elektroden, um Druck zu messen.
Sie verwenden eine Lichttechnologie, um Druckmessungen durchzuführen
Sie ändern ihren elektrischen Widerstand, wenn sie mechanischem Druck ausgesetzt sind.
Eine spezielle Art von resistivem Drucksensor. Sie basieren auf piezoresistiven Materialien, die ihren elektrischen Widerstand verändern, wenn sie Druck ausgesetzt werden. Sie werden insbesondere in Anwendungen eingesetzt, in denen äusserste Präzision und Empfindlichkeit erforderlich sind.
Sie basieren auf dem piezoelektrischen Effekt, bei dem bestimmte Materialien eine elektrische Ladung erzeugen, wenn sie mechanischem Stress oder Druck ausgesetzt sind.
Es werden Schallwellen verwendet, um Druck zu messen
