{"id":80873,"date":"2024-04-13T14:00:55","date_gmt":"2024-04-13T12:00:55","guid":{"rendered":"https:\/\/botland.com.pl\/blog\/czujnik-zblizeniowy-co-to-jest-i-do-czego-sluzy\/"},"modified":"2026-04-08T10:59:11","modified_gmt":"2026-04-08T08:59:11","slug":"naeherungssensor-was-ist-das-und-wofuer-wird-er-verwendet","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/botland.de\/blog\/naeherungssensor-was-ist-das-und-wofuer-wird-er-verwendet\/","title":{"rendered":"N\u00e4herungssensor – Was ist das und wof\u00fcr wird er verwendet?"},"content":{"rendered":"Lesezeit<\/span> 4<\/span> min.<\/span><\/span>\t\t
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Was sind N\u00e4herungssensoren?<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Es ist leicht zu erraten, dass es sich um Ger\u00e4te handelt, die die Anwesenheit von Objekten in ihrer Umgebung ohne direkten Kontakt erkennen k\u00f6nnen, aber oft endet das Wissen dort. Eine der wichtigsten Eigenschaften von N\u00e4herungssensoren<\/strong><\/a> ist ihre F\u00e4higkeit, unter verschiedenen Bedingungen zu arbeiten, einschlie\u00dflich Feuchtigkeit, Staub oder unterschiedlichen Wetterbedingungen. Das macht sie so weit verbreitet in der Industrie, in Anwendungen wie Produktionsautomatisierung, Leitung, Zugangskontrolle oder Sicherheitssystemen. Wenn sich ein leitf\u00e4higes Objekt dem Sensor n\u00e4hert, induziert dies einen elektrischen Strom in der internen Spule des Sensors. Je nach Anwendung k\u00f6nnen N\u00e4herungssensoren so kalibriert werden, dass sie auf unterschiedliche Entfernungen reagieren, was sie vielseitig und anpassungsf\u00e4hig macht, um bestimmte Aufgaben zu erf\u00fcllen.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Optische N\u00e4herungssensoren<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Bei n\u00e4herer Betrachtung kommt man an der Physik nicht vorbei, und optische N\u00e4herungssensoren<\/strong> sind eine der beliebtesten Varianten. Sie funktionieren nach dem Prinzip, dass sie Licht von einer LED<\/strong><\/a> ausstrahlen und das reflektierte Licht mit einer Fotodiode erfassen. Aber ein Schritt nach dem anderen. Optische N\u00e4herungssensoren senden einen Lichtstrahl in Richtung eines Objekts. Wenn sich ein Objekt in Reichweite des Sensors befindet, wird das Licht von ihm reflektiert und kehrt zum Sensor zur\u00fcck, wo es von der Fotodiode erfasst wird. Anhand einer \u00c4nderung der Intensit\u00e4t des reflektierten Lichts kann der Sensor feststellen, ob sich ein Objekt in Reichweite befindet oder nicht. Der Lichtstrahl wird von der Oberfl\u00e4che des Objekts reflektiert und kehrt zum Sensor zur\u00fcck. Transparenzsensoren erkennen das Vorhandensein eines Objekts anhand der Ver\u00e4nderung der Intensit\u00e4t des Lichts, das durch das Objekt f\u00e4llt.<\/p>\n

Glasfasersensoren<\/strong> hingegen verwenden optische Fasern zum Senden und Empfangen von Licht, so dass die Detektoren auch in schwer zug\u00e4nglichen Bereichen angebracht werden k\u00f6nnen. Ihre Hauptvorteile sind ihre Schnelligkeit und Pr\u00e4zision, insbesondere in Systemen, die eine sofortige Reaktion erfordern, und ihre Unempfindlichkeit gegen\u00fcber Verunreinigungen im Vergleich zu anderen Arten von Sensoren. Zu den Einschr\u00e4nkungen geh\u00f6ren eine geringere Leistung bei der Erkennung von Objekten mit geringer oder sehr hoher Lichtabsorption und die Anf\u00e4lligkeit, von starken Lichtquellen “geblendet” zu werden.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Induktive N\u00e4herungssensoren<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Induktive N\u00e4herungssensoren<\/strong><\/a>nutzen das Prinzip der elektromagnetischen Induktion, um Objekte in ihrer Umgebung zu erkennen. Das Prinzip basiert auf Ver\u00e4nderungen im elektromagnetischen Feld, das um die Sensorspule herum erzeugt wird. Ein elektrischer Strom flie\u00dft durch die Spule und dann wird ein elektromagnetisches Feld um sie herum erzeugt.<\/p>\n

Wenn sich ein leitf\u00e4higes Objekt dem Sensor n\u00e4hert, findet die erste Interaktion statt und das von der Induktionsspule erzeugte elektromagnetische Feld wirkt auf das Objekt. Die elektromagnetische Induktion erzeugt ein rotierendes Magnetfeld um das Objekt. Wenn sich ein Objekt dem Sensor n\u00e4hert, \u00e4ndert sich die Impedanz des elektromagnetischen Feldes um die Spule.<\/p>\n

Diese \u00c4nderung der Impedanz wird vom Sensor aufgezeichnet. Und da \u00c4nderungen im elektromagnetischen Feld von der Elektronik des Sensors interpretiert werden, sind diese \u00c4nderungen signifikant genug, um die Anwesenheit eines Objekts zu registrieren, wenn es sich in der Reichweite des Sensors befindet.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\"\"\t\t\t\t\t\t\t\t<\/a>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t
LJ12A3-4-Z\/BY 4mm 6-36V induktiver N\u00e4herungssensor.<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Sie haben ungew\u00f6hnliche Formen, u. a. f\u00fcr konische oder zylindrische Magnetfelder, und werden h\u00e4ufig zum Aufsp\u00fcren von metallischen Objekten verwendet, da Metalle ausgezeichnete elektrische Leiter sind und erhebliche \u00c4nderungen des Feldes hervorrufen. Sie werden vor allem in der Industrie eingesetzt, um die Anwesenheit oder Abwesenheit von Objekten auf Produktionsb\u00e4ndern zu \u00fcberwachen, von Ingenieuren, die eine Positionserkennung von Metallteilen ben\u00f6tigen, und von Entwicklern von Sicherheitssystemen, die die Anwesenheit von Eindringlingen oder unerw\u00fcnschten Objekten erkennen sollen.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Laser-N\u00e4herungssensoren<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Zur\u00fcck zur Optik. Ein Laser-N\u00e4herungssensor<\/strong><\/a> arbeitet nach einem \u00e4hnlichen Prinzip wie optische N\u00e4herungssensoren, verwendet aber einen Laserstrahl<\/strong> anstelle von normalem Licht. Er erzeugt einen Laserstrahl, der auf das zu messende Objekt gerichtet ist. Der Laserstrahl trifft auf die Oberfl\u00e4che des Objekts und wird zum Sensor zur\u00fcckreflektiert. Der Sensor misst die Zeit, die von dem Moment, in dem der Strahl gesendet wird, bis zu dem Moment, in dem er vom Objekt reflektiert wird und zur\u00fcckkehrt, vergeht. Anhand dieser Zeit und der Lichtgeschwindigkeit, die etwa 299792458 m\/s betr\u00e4gt, berechnet der Sensor die Entfernung zum Objekt mit wirklich beeindruckender Pr\u00e4zision.<\/p>\n

Manchmal sind Lasersensoren in der Lage, Messungen durchzuf\u00fchren, die mehrere Meter oder im Falle fortschrittlicher Ger\u00e4te sogar mehrere Kilometer weit reichen. Zu der Liste der Industrien im vorigen Absatz k\u00f6nnen wir hier moderne Entwicklungen in der Automobilindustrie hinzuf\u00fcgen, die Hindernisabstandsmessungen in autonomen Autos, topografische Messungen, Gel\u00e4ndekartierung und schlie\u00dflich die Robotik verwenden, wo pr\u00e4zise Abstandsmessungen f\u00fcr die Roboternavigation entscheidend sind.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Ultraschall-N\u00e4herungssensoren<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\"\"\t\t\t\t\t\t\t\t<\/a>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t
Ultraschall-Abstandssensor HC-SR04 2-200cm - justPi.<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Ultraschallwellen<\/strong> sind Schwingungen mit Frequenzen oberhalb des menschlichen H\u00f6rbereichs (>20 kHz), die sich durch Luft oder Fl\u00fcssigkeiten ausbreiten k\u00f6nnen. Diese Techniken, die z. B. auf dem Dopplereffekt<\/strong><\/a> beruhen, werden zur Messung von Str\u00f6mungen, zur Erkennung von Objekten, zur Konzentrationsanalyse und zur Abstandsmessung eingesetzt – nat\u00fcrlich ohne physischen Kontakt.<\/p>\n

Ultraschall-Sensoren<\/strong><\/a> werden daher zur Erkennung einer breiten Palette von Materialien eingesetzt, unabh\u00e4ngig von deren Form, Transparenz oder Farbe. Der Sensor erzeugt einen Ultraschallwellenimpuls, der sich mit einer sehr hohen Frequenz und jenseits des H\u00f6rbereichs des menschlichen Ohrs durch die Luft ausbreitet. Eine Abwandlung des vorherigen Sensortyps ist eine Ultraschallwelle anstelle von Licht – sie trifft auf ein Objekt, wird zum Sensor zur\u00fcckreflektiert und der Sensor misst die verstrichene Zeit ab dem Zeitpunkt, an dem der Impuls gesendet, vom Objekt reflektiert und zur\u00fcckgesendet wird.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Dabei hilft die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Ultraschallwelle in der Luft, die unter normalen Bedingungen konstant bei etwa 343 Metern pro Sekunde liegt. Man findet sie zum Beispiel in Autos, wo sie beim Einparken helfen, Kollisionen zu vermeiden, indem sie Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs erkennen, bei der Messung des Fl\u00fcssigkeitsstands in Wasser- oder Kraftstofftanks oder in medizinischen Ultraschallger\u00e4ten.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Kapazitive N\u00e4herungssensoren<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Und nicht zuletzt. Ein kapazitiver Sensor <\/strong> besteht aus zwei Elektroden: einer Sensorelektrode und einer zweiten Masseelektrode. Die Elektroden bilden einen Kondensator, und eine \u00c4nderung des Abstands zwischen ihnen beeinflusst die Kapazit\u00e4t dieses Kondensators. Wenn sich ein Objekt dem Sensor n\u00e4hert, \u00e4ndert sich die Kapazit\u00e4t des Kondensators. Je n\u00e4her das Objekt ist, desto gr\u00f6\u00dfer ist die Ver\u00e4nderung der Kapazit\u00e4t. Diese Kapazit\u00e4ts\u00e4nderung wird gemessen und in ein elektrisches Signal umgewandelt. Die Elektronik im Sensor misst Kapazit\u00e4ts\u00e4nderungen und wandelt sie in ein Ausgangssignal um, das zur Bestimmung der Entfernung zwischen dem Sensor und dem Objekt verwendet werden kann.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Auswahl des N\u00e4herungssensors<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Sie haben es erraten: Es gibt keine endg\u00fcltige Antwort auf die Frage, welche Sensoren am besten sind, und die Wahl h\u00e4ngt von der jeweiligen Anwendung und den Anforderungen ab. Wir haben jedoch einige Szenarien zusammengestellt.<\/p>\n

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  • Optische Sensoren<\/strong> – schnelle und pr\u00e4zise Erkennung vor allem in der Qualit\u00e4tskontrolle, bei Sicherheitssystemen und in der industriellen Automatisierung.<\/li>\n
  • Induktive Sensoren<\/strong> – Erkennung in der Industrie, z.B. Zugangskontrolle, Sortierung, Anwesenheit von Metallteilen auf Produktionsb\u00e4ndern.<\/li>\n
  • Lasersensoren<\/strong> – hochpr\u00e4zise und weitreichend, Navigation, Feldmessungen.<\/li>\n
  • Ultraschallsensoren<\/strong> – wo sich Hindernisse auf verschiedenen Oberfl\u00e4chen befinden k\u00f6nnen, Amateur- und professionelle mobile Robotik.<\/li>\n
  • Kapazitive Sensoren<\/strong> – Kontrolle von T\u00fcrbewegungen, \u00dcberwachung der Anwesenheit von Objekten, Zugangskontrolle.<\/li>\n<\/ul>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

    Es wurde schon so viel \u00fcber sie geschrieben, und sie bleiben ein faszinierendes und \u00e4u\u00dferst wichtiges Element im Bereich der Technologie. 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