Einführung in die Sensorik: Grundlagen

Die Informationstechnologie wird oft als der wichtigste Faktor für die weitere Entwicklung von Wissenschaft, Technik und Wirtschaft angesehen, denn Informationen werden für alle Prozesse in der Industrie, der Medizin und der Verwaltung des täglichen Lebens benötigt. Neben anderen Wissensquellen, wie z.B. Smartphone-Daten zur Verkehrssteuerung, liefern in vielen Fällen Sensoren die Informationen, mit denen sich Prozesse überwachen, steuern oder deren Zustände bestimmen lassen. Die Zahl der jährlich hergestellten Sensoren verdoppelt sich alle fünf Jahre und beträgt inzwischen mehrere Zehnmilliarden. Sensoren sind dabei dasjenige Element eines Messsystems, das auf eine vorgegebene Messgröße reagiert und ein entsprechendes Ausgangssignal liefert. Dieses Büchlein aus der "essentials"-Reihe stellt die allgemeine Funktionsweise und die grundlegenden Eigenschaften von Sensoren dar und leitet daraus die für die Praxis wichtigen Sensorparameter ab, wie sie üblicherweise auch in den entsprechenden Datenblättern zu finden sind. Der Fokus liegt dabei weniger auf der nahezu unendlichen Vielfalt an Sensorvarianten, sondern auf den übergreifenden Systematiken, Prinzipien und Methoden, die sich dann einfach auch auf andere Sensoren übertragen lassen. Viele praktische Beispiele veranschaulichen die Darstellungen, so dass dieses Büchlein besonders gut sowohl für Einsteiger in das Gebiet der Sensorik als auch für Studierende in technischen Studiengängen nutzbar ist. Das Buch ist die Zusammenfassung einer Vorlesung zu den Grundlagen der Sensorik, die seit fast 30 Jahren an der TU Dresden gehalten wurde (G.G.) und die jetzt an der TU Dresden von Thomas Härtling und an der Johannes-Kepler-Universität Linz von Marco da Silva weiter geführt wird.

Gerald Gerlach received the Dipl.-Ing. and Dr.-Ing. degrees in electrical engineering from TU Dresden, Germany, in 1983 and 1987, respectively. From 1983 to 1991, he worked in research and development in the field of sensors and measuring devices for several companies. In 1993, he became a Full Professor with the Faculty of Electrical and Computer Engineering, TU Dresden, where he was the Head of the Solid-State Electronics Laboratory from 1996 to 2024. He was the Vice President and the President of EUREL (The Convention of National Societies of Electrical Engineers of Europe), from 2007 to 2008. From 2002 to 2009, he served as a member for the Advisory Board of the VDE (German Association of Engineers in Electrical Engineering, Electronics, Information Technology). From 2007 to 2010, he served as the President for the German Society for Measurement and Automatic Control (GMA). He has coauthored more than 300 articles in scientific journals. He is coauthor or coeditor of 11 textbooks and monographies. He is also an inventor or a co-inventor of more than 50 patents. More than 80 Ph.D. students have earned their doctorate under his supervision. His research interests include sensor and semiconductor technology, simulation and modeling of micromechanical devices, and development of solid-state sensors, especially pyroelectric infrared sensors and piezoresistive chemical sensors, and polymer-based actuators. Dr. Gerlach served as an Associate Editor-in-Chief for the IEEE SENSORS JOURNAL from 2012 to 2021. Adressen/Affiliationen der Co-Autoren:   Prof. Dr. rer. nat. et Ing. habil. Thomas Härtling Abteilungsleiter: Geschäftsentwicklung Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS Maria-Reiche-Str. 2 01109 Dresden Telefon +49 351 88815-550 thomas.haertling@ikts.fraunhofer.de   Univ.-Prof. Dr.-Ing. Marco Da Silva Johannes Kepler Universität Linz Institut für Elektrische Messtechnik Tel. +43-732 2468 5921 marco.dasilva@jku.at  

Einleitung.- Sensorik und Messtechnik.- Was ist ein Sensor?.- Messverfahren, Messprinzipien, Messmethoden.- Eigenschaften realer Sensoren.- Systemtheoretische Sensormodelle.- Messunsicherheit.