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2026-03-06T18:33:30Z

Kommaregeln der deutschen Sprache#Infinitivgruppe (via JWB)

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Ein Abstands-/ '''Wegsensor''' dient zur [[Messung]] des [[Abstand]]es zwischen einem Objekt und einem Bezugspunkt oder von [[Länge (Physik)|Längen]]<nowiki/>änderungen. Dabei wird die Änderung des Weges in ein [[Einheitssignal]] umgewandelt, oder über ein [[Feldbus]] an das Steuergerät übermittelt. Andere Begriffe hierfür sind ''Wegmesssystem'', ''Wegaufnehmer'', ''Abstandssensor'', ''Positionssensor'' oder ''Distanzsensor''.
Dieser Artikel bietet eine Übersicht der Funktionsprinzipien aus dem Bereich der [[Automatisierungstechnik]], außerhalb davon gibt es noch andere Verfahren → siehe [[Entfernungsmessung]]. Eine ausführliche Beschreibung steht in den verlinkten Artikeln.

Im Gegensatz dazu erzeugen [[Näherungsschalter]] ein Schaltsignal bei Annäherung an ein Objekt.

== Funktionsprinzipien ==
[[Datei:Potentiometer linear.svg|mini|120px|Potentiometergeber]]
[[Datei:Inductive sensor scheme.svg|mini|120px|Induktiver Sensor]]
[[Datei:Capacitive sensor grounded scheme.svg|mini|120px|Kapazitiver Sensor]]
=== Widerstandsänderung ===
* Der [[Potentiometergeber]] hat einen Schleifer auf einem Widerstand an dem eine konstante Spannung anliegt. Er liefert direkt eine linear vom Weg abhängige Ausgangsspannung. Nachteilig ist der Verschleiß durch die Reibung des Schleifers.
* Der [[Dehnungsmessstreifen]] verändert seinen elektrischen Widerstand durch Längen- und Querschnittsänderung.

=== Variable Induktivität ===
Bei einem [[Induktiver Sensor|induktiven Sensor]] verändert sich die [[Induktivität]] einer Spule. Entweder wird das metallische Objekt berührungslos gemessen oder mit einem Tastkopf ein metallischer Kern in der Spule bewegt (Tauchanker).

* Der [[Differentialtransformator]] (LVDT) hat einen beweglichen Kern der den Kopplungsfaktor zu zwei Sekundärspulen beeinflusst.
* Beim [[Querankergeber]] wird der Luftspalt eines Magnetkreises verändert.
* Beim [[Halb-Differenzial-Kurzschlussringgeber|Kurzschlussringgeber]] wird der wirksame Luftspalt eines Magnetkreises verändert.
* Der ''Magneto-induktive Abstandssensor'' (MDS) misst den Abstand eines Magnetfeldes auch hinter einer nicht magnetischen Trennwand.<ref>[https://www.micro-epsilon.de/displacement-position-sensors/magneto-inductive-sensor/ Magneto-induktive Abstandssensoren] von [[Micro-Epsilon]]</ref>
* Der [[Wirbelstromsensor]] kann auch nicht magnetische, aber Strom leitende Materialien berührungslos messen.

=== Variable Kapazität ===
Der [[Kapazitiver Sensor|Kapazitive Sensor]] besteht aus zwei voneinander isolierten metallischen Teilen. Er bildet mit dem Messobjekt einen [[Kondensator (Elektrotechnik)|Kondensator]] mit variabler [[Elektrische Kapazität|Kapazität]]. Der Messeffekt beruht dabei auf einer geometrischen Veränderung des Abstandes der beiden Kondensatorflächen untereinander oder einer seitlichen Verschiebung dieser, was zu einer Veränderung der effektiv wirksamen Kondensatorfläche führt.<ref>{{Internetquelle |autor=Jörg Böttcher |url=https://messtechnik-und-sensorik.org/kapazitive-und-induktive-abstandssensoren |titel=Online-Kompendium Messtechnik und Sensorik: Kapazitive und induktive Abstandssensoren |abruf=2019-07-31 }}</ref>
=== Variabler Lichtstrom ===
[[Datei:Sensor obstacle de.svg|mini|Schattenbildverfahren]]
* Nach dem [[Schattenbildverfahren]] wird ein rechtwinklig zur Bewegung angeordneter [[Lichtvorhang]] beschattet und daraus der Abstand bestimmt (optische Mikrometer).
* Der [[Faseroptischer Sensor|Faseroptische Wegsensor]] wertet die Helligkeit einer Lichtschranke aus.
* Das [[Videoextensometer]] misst mittels einer rechtwinklig zur Bewegung angeordneten Kamera, berührungslos Wege und [[Dehnung]] bei [[Zugversuch|Zugprüfungen]].

=== Impulse zählen ===
[[Datei:Linear Scale Scheme.svg|mini|Schema eines Glasmaßstabes]]
Der [[Inkrementalgeber]] hat eine periodische Maßverkörperung (Striche auf Glas oder Metall, Magnetisierung auf einem Magnetband, Zähne einer Zahnstange). Der Sensorkopf wird daran vorbeigeführt und gibt Signale aus, die in der Auswerteelektronik vor- und rückwärts gezählt werden. Er misst nur die Differenz zur Position nach dem Einschalten. [[Absolutwertgeber]] haben mehrere Spuren und zeigen sofort die absolute Position an.

Durch Messung der Intensität der Signale innerhalb einer Teilungsperiode kann die [[Auflösung (Digitaltechnik)|Auflösung]] erhöht werden.

* Der [[Glasmaßstab]] nutzt dieses Prinzip.
* Das [[Laserinterferometer]] zählt die Interferenzen von Laserlicht.

=== Laufzeitmessung ===
[[Datei:Radar animation.gif|mini|Prinzip der Laufzeitmessung]]
Über die Messung der Zeit, die ein Signal benötigt, um die Messstrecke zu durchqueren, wird der Abstand berechnet. {{Hauptartikel|Laufzeitmessung}}
* [[Laserentfernungsmesser]], der [[PMD-Sensor]], [[Lidar]] und [[Radar]]sensoren messen die Laufzeit von elektromagnetischen Wellen. {{Hauptartikel|Elektrooptische Entfernungsmessung}}
* [[Ultraschallsensor]]en und das [[Sonar]] messen die Laufzeit von Schallwellen.
* Der [[Magnetostriktiver Wegaufnehmer|Magnetostriktive Wegaufnehmer]] bestimmt den Abstand eines ringförmigen Magnetes durch Laufzeitmessung einer Torsionswelle in einem Rohr.

=== Triangulation ===
[[Datei:Laserprofilometer DE.svg|mini|Lasertriangulation]]
Durch genaue [[Winkelmessung]] innerhalb von Dreiecken kann der Abstand berechnet werden.
* Der [[Lasertriangulation]]s-Sensor nutzt dieses Prinzip.

=== Weitere Verfahren ===
* Eine [[Position Sensitive Device#Analoge Sensoren|ortsauflösende Photodiode]] wandelt die Position eines Lichtpunktes in Stromänderungen.
* In der [[Fluidtechnik]] kann mit dem System [[Düse-Prallplatte]] ein kleiner Weg (0,017–0,02 mm) in ein Drucksignal gewandelt werden.<ref>Hans-Jürgen Gevatter (Hrsg.): ''Automatisierungstechnik 2: Geräte'', Springer, 2000, S. 229, ({{Google Buch | BuchID = 38sdrn89nZIC | Seite = 229}})</ref>

Mit der Umwandlung in eine Drehbewegung sind auch viele [[Winkellagegeber]] verwendbar zum Beispiel:
* [[Seilzuglängengeber]]
* [[Wegimpulsgeber]] für Schienenfahrzeuge

Kleinste Entfernungen z. B. bei der [[Rauheitsmessung]] werden optisch gemessen durch:
* [[Konfokaltechnik]]: Verschiebung der Schärfeebene, Messung über separaten Wegsensor.
* [[Chromatisch-konfokale Abstandsmessung]]: Abstand wird von der reflektierten Wellenlänge abgeleitet.
* [[Konoskopische Holografie]]: Rekonstruktion des Abstandes aus den Winkelinformationen des reflektierten Lichts.

== Kalibrierung ==
Die Zuordnung der Wegänderung zu einem analogen bzw. digitalen Signal und ggf. die Festlegung eines [[Nullpunkt]]es erfolgt durch eine [[Kalibrierung]]. So entspricht beispielsweise eine Wegänderung von 1 mm einer Spannung von 1 V.

In der [[Messtechnik]] erfolgt die Kalibrierung durch [[Kalibrierlabor]]e. Diese sind häufig durch die [[Deutsche Akkreditierungsstelle]] zertifiziert.

== Anwendungen ==
Die Wegmessung wird beispielsweise beim Betrieb von [[Computerized Numerical Control|CNC]]-Steuerungen oder [[Positioniersystem]]en eingesetzt. Ein [[Dehnungssensor]] wird in der [[Werkstoffprüfung]] oder Überwachung von Maschinen eingesetzt.

Wegmesssensoren können in der Automatisierungstechnik z. B. zur [[Qualitätssicherung]] und zur Überwachung eines laufenden [[Prozess (Technik)|Prozesses]] eingesetzt werden. So kann die Veränderung einer Höhe, eines Außendurchmessers, die Dicke aber auch die Länge des Objekts während des Produktionsprozesses kontrolliert werden. Weicht der entsprechende Wert vom Sollwert ab, kann in die Produktion eingegriffen werden.

== Siehe auch ==
* [[Füllstandmessung]]
* [[Höhenmessung]]
* [[Schichtdickenmessung]]

== Literatur ==
* T. Burkhardt, A. Feinäugle, S. Fericean, A. Forkl: ''Lineare Weg- und Abstandssensoren: Berührungslose Messsysteme für den industriellen Einsatz.'' Neuhausen 2004, ISBN 3937889078.
* David S. Nyce: ''Linear Position Sensors: Theory and Application.'' New Jersey, John Wiley & Sons Inc., New Jersey 2003.

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Sensor]]
[[Kategorie:Dimensionales Messgerät]]

Wegsensor - Versionsgeschichte

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