- Neigungssensoren
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Einführung und Geschichte
Vom Schalter zum Sensor
Die Technologie für Neigungs- oder Neigesensoren hat sich im Laufe der Jahre vom einfachen Neigungsschalter zu hochentwickelten vollelektronischen Sensoren entwickelt, die mehrere Sensortechnologien kombinieren.
Kippschalter
Vor vielen Jahren waren diese Geräte keine Sensoren, sondern Schalter, die aus einer rollenden Kugel mit darunter liegender leitfähiger Platte bestanden. Die Schalter wurden so konstruiert, dass ein ausreichender Neigungsgrad es der Kugel ermöglichte, mithilfe von extern einwirkenden physikalischen Kräften sich aus der Ausgangsposition herauszubewegen. In der Folge stellte die Kugel eine elektrische Verbindung mit der Platte her. Das so erzeugte Signal konnte dann für Schaltfunktionen oder zur Indikation verwendet werden.
Solche Sensoren wurden beispielsweise an der Außenseite von Zügen für die Querbeschleunigungserkennung genutzt. Somit konnte, sobald anhand des Schalters eine Kurvenfahrt signalisiert wurde, eine Schmierung des Spurkranzes realisiert werden.
Flüssigkeitsbasierte Sensoren
Neben den reinen Neigungsschaltern kamen immer häufiger auch flüssigkeitsbasierte Sensoren zur Anwendung. Diese Technologie hatte den Namen "Neigungssensor" erstmalig verdient.
links Ruhezustand, rechts ausgelenkt
- gemeinsame Elektrode
- rechte und linke Elektrode (+/-)
- leitende Flüssigkeit
- resultierender Neigungswinkel
- gemeinsame Anschlüsse
Flüssigkeitsbasierte Neigungssensoren enthielten resistive oder kapazitive Flüssigkeiten in einer abgedichteten Kontaktkammer. Wenn sich die Kapsel Ende an Ende kippt, fließt die Flüssigkeit zur einen oder zur anderen Seite, wodurch sich der Widerstand oder die Kapazität eines internen Schaltkreises ändert. So ließ sich beispielsweise der Ausgang des Schaltkreises direkt überwachen. Er konnte verstärkt oder in andere Ausgabeformate übersetzt werden. Während diese Sensoren in vielen Anwendungen genaue und zuverlässige Neigungsdaten liefern konnten, wiesen sie mehrere Schwächen auf: langsame Reaktion, Anfälligkeit für Vibrationen und stark begrenzte Lebensdauer.