Sensor

Meng fanzhi

Sensoren haben die Aufgabe,inelektronisch geregelten Systemen die BetriBezuständ zu erfassen und sie in elektrische Signalgrößen umzuwandeln.

Eintellung von Sensoren

Sensoren werden unterschieden nach:

• Aufgabe (z.B. Ermittlung von Drehzahlen, Temperaturen, Drücken)
• Art des Ausgangssignals (z.B. analog, binär, digital)
• Kennlinienart (z.B. stetig linear, stetig nicht linear, nicht stetig)
• Physikalischer Wirkungsweise (z.B. induktiv, kapazitiv, optisch, thermisch)
• Anzahl der Integrationsstufen
• aktiv oder passiv

Integrationsstufen

Darunter versteht man, dass mehrere Schritte, die bis zur Verwertung des Singnals im Steuergerät notwendig sind, bereits innerhalb des Sensorgehäuses durchgeführt werden. Bei Sensoren der 3. Integrationsstufe wird beispielsweise die Information vom Sensor erfasst und in eine elektrische Spannung umgewandelt. Diese wird aufbereitet, z.B. verstärkt und anschließend digitalisiert. Dann wird das Signal in einer Auswerteelektronik so weit bearbeitet, dass es im Steuergerät direkt verwendet werden kann. Ein hoher Integrationsgrad ergibt folgende Vorteile:

Vorteile

• Der Sensor kann durch Übertragung des Signals über ein Bussystem mehrer Steuergeräte bedienen.
• Das Signal muss zur Verwendung in mehreren Steuergeräten nur einmal aufbereitet werden.
• Das Signal ist durch die Digitalsierung relativ störsicher.
• Steuergeräte können an verschiedene Sensoren leichter angepasst werden,da die Aufbereitung des Signals bereits im Sensor geschieht.
• Die Information des Sensorsignals kann bei Bedarf durch das Steuergerät abgerufen werden.

Nachteil

Sensoren der 2. und 3. Integrationsstufe können mit herkömmlichen Werkstattmitteln wie Multimeter oder Oszilloskop nicht mehr überprüft werden. Die Prüfung kann nur mittels eines Motortesters erfolgen.

Aktive Sensoren.

Darunter versteht man Sensoren, die zur Erfassung der physikalischen Größen eine eigene Spannungsversorgung benötigen. Beispiele für aktive Sensoren:

• Heißfilm-Luftmassenmesser
• Saugrohrdruckfühler
• Hallgeber
• Gierratensensor.

Passive Sensoren.

Sie benötigen im Gegensatz zu aktiven Sensoren keine eigene Spannungsversorgung. Beispiele für passive Sensoren: NTCs, Potentimometer, Klopfsensoren.

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Fragen:

Wie funktioniert den Regensensor?

Sendedioden (Leuchtdioden) geben ein Infrarotlicht ab, welches durch die Windschutzscheibe geleitet und an der äußeren Scheibenoberfläche reflektiert wird. Empfängerdioden (Fotodioden) empfangen das reflektierte Licht.

Bei einer trockenen Scheibenoberfläche erreicht das Infrarotlicht die Empfangsdiode nahezu mit voller Stärke (Totalreflexion).

Bei Regen dagegen wird es durch die Wassertropfen ausgekoppelt und gelangt nur noch teilweise dorthin.

Die Steuerungselektronik erkennt anhand dieser Signaldifferenz, dass sich Wassertropfen auf der Windschutzscheibe befinden und steuert die Wischanlage. Da diese Messungen permanent innerhalb des Wischbereiches vorgenommen werden, erkennt die Sensorik die Stärke des Niederschlags. Dementsprechend steuert sie Einzelwisch-Vorgänge ebenso wie Wisch-Intervalle mit optimalen Intervall-Zyklen und das Dauerwischen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten.

Funktion des Regensensors (vereinfacht)

Da die neue Generation der Regensensoren mit infrarotem Licht statt des bisher üblichen sichtbaren Lichts arbeitet, kann der Sensor im geschwärzten Bereich der Frontscheibe untergebracht werden. Damit ist der Regensensor von außen so gut wie nicht sichtbar.

Regensensor

Etwas ausführlichere Erklärung:

Der von der Leuchtdiode ausgesandte Lichtstrahl wir über ein Prisma zur Frontscheibe geleitet. Der Winkel, unter dem das Licht eingeleitet wird, ist so gewählt, dass das Licht an der Außenseite der Scheibe (Trennstelle Glas-Luft) zu 100% reflektiert. Dort wird der Lichtstrahl mehrfach zwischen Scheibenoberfläche und Sensorgehäuse reflektiert und anschließend über ein weiteres Prisma zur Fotodiode geleitet. Die empfangene Lichtmenge hängt von der Regenintensität ab, weil Regentropfen die Reflexion an der Glasoberfläche zum Teil aufheben. Mit zunehmender Benetzung der Scheibenoberfläche nimmt die prozentuale Lichtreflexion ab. Der Anteil der reflektierten Lichtmenge dient als Steuergröße für die Intervallzeit. Damit steuert der Regnsensor in Abhängigkeit von der "gemessenen" Regenmenge die Geschwindigkeit des Scheibenwischers. Ein Elektronikmodul erzeugt aus der Veränderung der Lichtmenge ein Signal zur Steuerung des Wischerbetriebs. Um Fehlinterpretationen durch Kondensationsfeuchte vorzubeugen, hält eine integrierte Heizung den Messbereich von innen trocken.

Zusammen mit elektronisch geregelten Wischerantrieben kann im Intervallbetrieb die Regelung der Wischgeschwindigkeit stufenlos erfolgen. Bei starkem Regen schaltet das Sensorsystem dann automatisch von Intervall- auf Dauerwischen um. Während deines plötzlich einsetzenden Wolkenbruchs oder in der Gischtfahne eines Lkw schaltet die Anlage sofort in die höchste Geschwindigkeitsstufe. Fallen nur noch vereinzelt Regentropfen, steuert die Elektronik die Wischgeschwindigkeit so, dass der Fahrer stets guten Durchblick hat. Trockenes Reiben der Wischerblätter auf der Frontscheibe und die damit starke Abnutzung des Wischerbblatts wird vermieden. Aktiviert wird der Regensensor am Lenkstockhebel. Die Empfindlichkeit des Ansprechverhaltens kann auch dort eingestellt werden. Bei BMW bezeichnet man das System mit AIC (Automatische Intervall Control). Der neue Regensensor bietet noch weitere Möglichkeiten. So lässt er sich z.B. zum automatischen Schließen von Fenstern und Schiebedach nutzen. Ausgestattet mit einem zusätzlichen Umgebungslicht-Sensor, kann er sogar das Fahrlicht steuern. So wird bei Dunkelheit oder der Einfahrt in einen Tunnel ohne Zutun des Fahrers das Licht eingeschaltet. Auch die automatische Scheinwerfer-Reinigungsanlage arbeitet nach dem Prinzip der im Regensensor verwendeten opto-elektronischen Messung. http://www.leifiphysik.de/web_ph07_g8/umwelt_technik/02regensensor/regensensor.htm

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