Druckaufnehmer

Druckaufnehmer

Ein Druckaufnehmer ist ein Messgerät, welcher die Messgröße ‚Druck’ in ein elektrisches Signal umwandelt. Druckaufnehmer werden für verschiedene Zwecke einsetzten, unter anderem zur Füllstandsmessung mittels Messung des hydrostatischen Drucks, sowie in Pumpen, Kompressoren oder Prüfständen. Prinzipiell unterscheidet man Drucksensoren in Relativdrucksensoren, welche einen Druckunterschied relativ zur Atmosphäre oder einem inneren Vergleichsdruck messen, Absolutdrucksensoren, welche den Druck im Verhältnis zum Vakuum angeben und Differenzdrucksensoren, welche den Druckunterschied von zwei Eingängen messen. 


Ein Druckaufnehmer besteht aus einem Gehäuse mit dem Drucksensor und kann optional mit festen Abgleichelementen zur Kalibrierung von Null und Endpunkt, sowie Elementen zur Kompensation von Störeinflüssen, wie Vibrationen oder Temperaturschwankungen, ausgestattet werden. 

Als Drucksensor werden meistens piezoresistive Drucksensoren oder Dehnungsmessstreifen (DMS) verwendet.

Piezoresistive Drucksensoren besteht aus einer Membran mit aufgebrachten elektrischen Widerständen, zum Beispiel ein Siliziumkristall. Wird der Kristall einem Druck ausgesetzt, verändert sich sein spezifischer elektrischer Widerstand. Sensoren mit Piezoresistive Aufnehmer sind kostengünstig herzustellen und verfügen über eine hohe Empfindlichkeit. Der Siliziumkristall ist jedoch i.d.R. von einer Füllflüssigkeit umgeben um nicht direkt dem zu Druckmedium ausgesetzt zu sein. Dadurch entsteht eine starke Temperaturabhängigkeit, welche durch eine Differenzbildende Schaltung kompensiert werden muss. Piezoresistive Aufnehmer eignen sich für schnelle, genaue Druckmessungen und werden in weiten Bereichen der Pneumatik und Hydraulik verwendet.

Dehnungsmessstreifen (DMS) sind kleine metallische Leiterbahnen, welche mäanderförmig aufgebaut sind. Wirkt eine äußere Kraft auf den DMS so verändert sich die Länge des Leiters und damit sein elektrischer Widerstand. DMS werden zur Messung von Kräften, Dehnungen und Spannungen eingesetzt und finden nicht nur in Druckaufnehmer, sondern auch in Hochpräzisionswaagen Verwendung. Aufgrund der extrem kleinen Widerstandsänderungen muss i.d.R. ein Signalverstärker nachgeschaltet werden, um das Messsignal zu verstärken. 

Drucksensoren unterscheiden sich außerdem je nach verwendetem Druckmedium, und dem zu erwarteten Druckbereich. Es gilt zu beachten, dass Drucksensoren empfindlich auf Überlastung reagieren können. Je nach Bauart kann ein Druckaufnehmer bei Überschreitung des Messbereichs irreparabel beschädigt werden. Um einen exakten Messwert sicherzustellen ist auch auf eine richtige Installation des Bauteils zu achten. 

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