Die Weg- und Abstandsmessung ist eine der häufigsten Anwendungen der Sensorik und Messtechnik überhaupt. Dabei messen wir Längen, Wege und ihre Änderungen in ganz unterschiedlichen Größenordnungen:

• Atome und Elementarteilchen liegen beispielsweise bei unter einem Nanometer (10^-9m) und werden mit Streuexperimenten und Rasterkraftmikroskopen vermessen.
• Wenn wir über den irdischen Maßstab hinausgehen, dann reden wir beim Sonnensystem über 12 Milliarden Kilometer (12 Billionen Meter =  12x10¹²m = 12 Terameter),  bei der Milchstraße über 100.000 Lichtjahre (ungefähr 1 Trilliarde Meter = 10²¹m = 1 Zettameter) und beim beobachtbaren Universum über mindestens 78 Milliarden Lichtjahre (etwas über 700 Quadrillionen Meter = 700x10²⁴m = 700 Yottameter).
• Zurück auf der Erde spielt sich (fast) alles im menschlichen Maßstab ab: von Millimetern beim Basteln und Handwerken bis zu Kilometern für Reisen. In der industriellen Fertigung geht es bei der Chipfertigung oder der Oberflächenbearbeitung aber auch bis in den Bereich von einigen Dutzend Mikro- bis Nanometern.
  
  

Anwendungen

Durch das Messen von Wegen und Abständen, lassen sich viele Anwendungen realisieren. Das reicht von der Schwingungsmessung, über das Erfassen von Füllstandshöhen und Schichtdicken bis zum Erkennen von Unwuchten, von der Positionierung in automatisierten Produktionsprozessen über die Kontrolle von Hydrauliken bis zur Stellungssteuerung von Rotoren in Windenergieananlagen. Und im Alltag begegnet uns die moderne Wegmessung auch bei Einparkhilfen und Laserentfernungsmessern im Handwerk.

Messprinzipien

So vielfältig wie die Anwendungen sind auch die eingesetzten physikalischen Prinzipien. Bei der Messung wird grundsätzlich zwischen direkten und indirekten Methoden unterschieden. Bei der direkten Messung wird die zu messende Größe unmittelbar mit einem Maßstab verglichen – wie bei einem Zollstock. Deutlich häufiger ist in der Industrie aber die indirekte Messung zu finden. Hier wird nicht direkt die Entfernung gemessen, sondern eine andere, von der Entfernung abhängige Größe. Dies ist zum Beispiel die Laufzeit eines Laserstrahls oder die Änderung der Magnetfeldstärke.

Da viele physikalische Effekte abstandsabhängig sind, findet sich für praktisch jede Umgebung, jede Größenordnung und für jede Aufgabe ein passendes Messprinzip – was natürlich zur weiten Verbreitung der Wegmessung beiträgt. Die eingesetzten 1-D-Messprinzipien zur Wegmessung umfassen dabei unter anderem

• Hall-Sensoren,
• Magnetoresistive Sensoren,
• Induktive Sensoren,
• Wirbelstromsensoren,
• Kapazitive Sensoren,
• Interferometer und
• Ultraschallsensoren.
  
  

Autor: Jens Reineking

Nach oben