Der Begriff kommt natürlich wieder aus dem Lateinischen, ist Ihnen aber vielleicht schon aus dem Englischen geläufig. Dort hat er als 'sense' die Bedeutung von 'Sinn', was die mögliche Ursprungsbedeutung von 'Wahrnehmung' sinnvoll ergänzt. Es geht also mehr um die 'Sinne' eines Regelsystems als dass deren Ergebnisse immer einen 'Sinn' ergeben müssten. Im besten Fall tun sie schlicht, wofür sie konstruiert wurden.

Vor einer Mystifierung von Technik sollte man sich hüten. So ein Spruch wie, 'Das macht der jetzt extra.' Ist zwar entlastend, aber reichlich fehl am Platz. Der Brockhaus bezeichnet den Sensor schlicht als 'Messgrößenaufnehmer' und verweist zunächst einmal auf seine für die Praxis günstige geringe Baugröße und dank Massenfertigung geringen Preis. Daran laben sich bisweilen andere Industriezweige mit weit weniger großen Stückzahlen.

Es gibt also eine große Anzahl davon, was es auch schwierig macht, sie gewissen Tätigkeitsfeldern zuzuordnen. Oft wird dabei auf die nicht sehr stark eingegrenzten Tätigkeiten des Sensors, sondern die diversen Funktionen des Gesamtsystems abgehoben. Dabei ist der Wirkungsbereich eines Sensors eigentlich klar definiert, irreguläres Handeln seinerseits äußerst unerwünscht. Die Umsetzung pyhsikalischer, chemischer oder elektrischer Signale soll auf seine Lebensdauer bezogen immer in den gleichen Ergebnissen münden.

Man bezeichnet das als Reproduzierbarkeit, ein Begriff, der sich sonst eher auf wissenschaftliches Arbeiten bezieht. Etwas Erforschtes soll möglichst von anderen ohne große Voraussetzungen nachvollzogen werden können. Der Sensor hat es da viel einfacher. Er soll z.B. eine bestimmte Temperatur in stets das gleiche Spannungssignal verwandeln, über Jahre hinaus, ob neu oder kurz vor seinem Ende, ob im Fahrzeug eingebaut oder in einem Wasserbad.

Natürlich sind daran Voraussetzungen geknüpft, z.B. die einer stets gleichen Spannungsversorgung, definiert als Spannungsunterschied zwischen Plus und Minus, einen nicht immer verlässlichen Wert zur Masse der Karosserie erzeugend. Deshalb neuerdings die zusätzlichen Massekabel zur Erzeugung einer sogenannten 'Referenzspannung'. Aber was ist das eigentlich?

Es müsste verständlich sein, dass zum Messen, denn das tun Sensoren ja, eine sichere Basis nötig ist, oder? Für die Längenmessung hat man das Urmeter durch die Wellenlänge beim Caesium-Atom ersetzt, obwohl das schon aus sehr beständigem Platin war. Eine Referenz ist im Alltagsleben so eine Art objektivere Beurteilungsquelle. Fragen Sie die oder den, der/dem Sie vertrauen.

Man geht also von einer Spannung aus und hat meist nur die 5 Volt. Teilen Sie jetzt einmal den für die Messung realistischen Bereich von 4,8 V durch die 160°C zwischen -40°C und 120°C, dann bedeutet eine Schwankung der Ausgangsspannung von nur 0,3 V schon 10°C gemessenen Temperaturunterschied. Erkennen Sie jetzt, wie wichtig eine stets stabile, von äußeren Einflüssen und sich ergebenden Strömen weitgehend unabhängige Grundspannung ist, eben eine Referenzspannung?

Sehr stabile Referenzspannungen werden von Halbleiterelementen gemacht und dabei nicht zu große Ströme vorausgesetzt. Dabei ist auch die Unabhängigkeit von der Temperatur sehr wichtig. Eine Möglichkeit dazu: Bauteile mit z.B. NTC- und PTC-Eigenschaften miteinander koppeln. Halbleiterelemente sind inzwischen ebenfalls in die Sensoren integriert.

Jetzt unterscheidet man mehr schlecht als recht zwischen passiven und aktiven Bauelementen, letztere werden oft so bezeichnet wegen ihrer zusätzlichen Spannungsversorgung. Ganz flächendeckend wird diese Definition nicht verwendet, aber für den weiteren Verlauf dieses Buches wollen wir daran festhalten. Die Begriffe werden wir ohnehin sparsam verwenden, ebenso wie den des 'intelligenten' Sensors. Wir schreiben ihm einfach jedes Mal die Eigenschaft zu, z.B. mit dem Steuergerät kommunizieren zu können.

Sensoren kommen auch nicht immer einzeln vor, wenn man sie denn überhaupt leicht findet. Da sind dann auch schon einmal Kombinationen möglich, z.B. mit solchen, die noch andere Messungen durchführen. Früher konnten auch zwei in etwa gleich funktionierende in einem Gehäuse sein. Das hat aber aufgehört, seit die Signale entweder sogar schon von den Sensoren selbst oder von deren Steuergeräten auf ein Bussystem, z.B. CAN oder LIN, mit leichten Zugriffsmöglichkeiten gegeben werden.

Früher gab es beim Ausfall eines Signals einen festen Ersatzwert. Aber wie soll das z.B. bei der Motortemperatur gehen? Ist die durch diesen Wert repräsentierte Temperatur zu hoch, springt der kalte Motor evtl. nicht an, ist sie zu tief, kommt er nie in die Lambaregelung. Deshalb greift das Steuergerät auf die Werte anderen Sensoren zu, hier z.B. die Temperatur der Ansaugluft und berechnet vielleicht über die Zeit des Motorlaufs eine annähernd passende des Kühlmittels.