AMA Fachverband für Sensorik Studie »Sensor-Trends 2014«

Der AMA Fachverband für Sensorik hat eine Untersuchung zum Thema »Sensor-Trends 2014« durchgeführt, welche die erwarteten kurz- bis mittelfristigen technologischen Entwicklungen in der elektromechanischen Sensorik anbieterneutral beleuchtet.

Sensoren gewinnen eine immer größere Bedeutung in vielen Bereichen der Industrie, angefangen bei der Automatisierungstechnik über die industrielle Produktion bis hin zur Medizintechnik. Der AMA Fachverband für Sensorik hat die strategisch wichtige Rolle der Sensoren zum Anlass für eine Studie genommen, die anhand exemplarisch ausgewählter Anwendungsgebiete die Erfahrungen der Autoren aus den im AMA organisierten Forschungseinrichtungen und des AMA-Wissenschaftsrates bündelt. Die Studie ist ausschließlich technologisch orientiert, ist also nicht als Marktstudie zu betrachten.

Die Ergebnisse im Überblick:

Sensoren für physikalische Messgrößen:

Bei den Sensoren mit elektromechanischen Messprinzipien erwarten die Experten, dass resistive und kapazitive Methoden weithin verbreitet bleiben. Mittelfristig werden die Messprinzipien resistiv und piezoresisitiv, magnetisch, piezoelektrisch, resonant sowie Ultraschall- und Mikrowellensensoren dominieren. Darüber hinaus gehen die Trends in Richtung Miniaturisierung, zunehmendem Einsatz von MEMS und beginnend NEMS (Nano-Electro-Mechanical Systems) sowie zu einem vermehrten Einsatz von Silizium-Messelementen auch bei kalorischen und chemischen Größen. Darüber hinaus erwartet man, dass Multisensoren Einzug in Massenanwendungen halten werden und eine direkte Sensor-Aktor-Kopplung zunehmend wichtig wird. Nicht zuletzt gehen die Anforderungen in Richtung robustere Prozessankopplung, verringerte Messunsicherheit und erhöhte Langzeitstabilität.

Bei den Gassensoren dominieren derzeit elektro-chemische und resistive Prinzipien. Laut AMA-Studie werden sich bis 2014 physikalische Methoden für Gaskonzentrationsmessungen durchsetzen, für die selektive Gasdetektion in kostenkritischen Anwendungen Potentialmessungen, und dort, wo der Preis akzeptabel ist, werden optische Methoden greifen. Ein weiterer Trend geht in Richtung zunehmendem Einsatz von Silizium-MEMS (»Hot Plate«) und damit verbunden auch eine verstärkte Integration mehrerer Sensoren auf einer Hot-Plate, auch unter Verwendung von Mustererkennung. Darüber hinaus ist natürlich auch hier wieder der Trend zu miniaturisierten und hochintegrierten Sensoren zu erkennen. Nicht zuletzt sieht der Verband bis 2014 einen Trend, nach dem Sensorelemente künftig zunehmend durch Foundrys gefertigt werden - hiermit werde die Herstellung kompletter Sensoren auch für den Mittelstand lukrativ.

Sensorelektronik und Halbleitertechnologie:

Insgesamt ist nach Angaben der Studie zu beobachten, dass sich aus bisher vergleichsweise einfachen Sensoren zunehmend höher integrierte und intelligentere Sensorsysteme entwickeln, mit immer leistungsfähigerer Hardware. Die gesteigerte Leistungsfähigkeit umfasst auch eine schnellere Signalverarbeitung mit verringertem Rauschen und höherer Auflösung, einen geringeren Energieverbrauch, höhere maximale Umgebungstemperaturen und kompaktere Maße. Zudem werde man in Zukunft immer häufiger auf die Meldung von Störgrößen oder erreichten Grenzwerten zurückgreifen, statt Messwerte zu übertragen.