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Ausgewählte Ausgabe: 05-2017 Ansicht: Modernes Layout
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Induktive Weg- und Winkelsensoren

In der Messtechnik werden seit vielen Jahren induktive Weg- und Winkelaufnehmer eingesetzt. Die Technik dieser Sensoren basiert auf dem Prinzip der Differentialdrossel. Innerhalb eines Spulenkörpers wird ein NiFe-Kern axial bewegt. Die jeweilige Position des Kerns bewirkt dabei eine entsprechende Induktivitätsverteilung in den beiden Spulenhälften, die durch eine externe oder integrierte Elektronik in ein wegproportionales, analoges Signal umgewandelt wird (Bild 1).


Bild 1 Funktionsprinzip induktiver Weg- und Winkelaufnehmer

Bild 1
Funktionsprinzip induktiver Weg- und Winkelaufnehmer

Diese einfache Art der absoluten Wegerfassung ermöglicht einen robusten, zuverlässigen Aufbau des Sensorelementes. Der Einbau in ein Edelstahl- oder NiFe-Gehäuse mit anschließendem Komplettverguss ergibt einen analogen Sensor, der im Temperatur-bereich zwischen – 40 °C und + 125 °C eingesetzt werden kann, problemlos die Schutzart IP 68 (untertauchen bis zu 50 m) erreicht und bis 250 g schock- und vibrationsfest ist. Diese verschleißfrei arbeitende Messmethode ist für Wege bis 360 mm einsetzbar.
Die Auswerteelektronik versorgt die Sensoren mit einer hochkonstanten Wechselspannung. Das Messsignal wird phasenrichtig demoduliert, verstärkt und als normiertes Ausgangssignal 0(4) – 20 mA, 0 – 10 VDC oder ± 10 VDC zur Weiterverarbeitung ausgegeben. Die Elektronik kann je nach Anwendungsfall als 1- oder 2-kanalige Version in verschiedenen Gehäusen oder im Sensor integriert, ausgeführt werden. Die verwendete Wechselspannung zur Versorgung der induktiven Sensoren mit einer Frequenz von 10 kHz ermöglicht die Erfassung hoch dynamischer Messvorgänge. Die standardmäßig eingestellte Grenzfrequenz beträgt 800 Hz und kann auf Kundenwunsch auf 4 kHz erhöht werden. Die verschleißarme und wartungsfreie Ausführung der Sensoren bedeutet eine zuverlässige Funktion mit langer Lebensdauer (Bild 2).
KAP-jödden 2 BU

Bild 2
Induktive Wegaufnehmer mit integrierter oder für externe Elektronik

Der streng symmetrische Aufbau der Spulenhälften sorgt für eine sehr gute Linearität, hohe Reproduzierbarkeit, Hysteresefreiheit und Temperaturstabilität. Elektronische Temperaturkompensation und Linearisierung sind bei diesen Systemen nicht erforderlich.
Dem Anwender stehen mit diesen Sensoren sehr robuste, einfach zu handhabende, absolut messende Systeme zur Verfügung. Auch die vom Anwender durchzuführende Verdrahtung der Sensoren in der bewährten 2- oder 3-Leitertechnik ist einfach und zuverlässig. Jeder Sensor wird mit einer 2- oder 3-adrigen, ab- geschirmten Leitung verbunden. Der niederohmige Abschlusswiderstand in der Empfangselektronik (SPS, IPC oder Anzeigegerät) gewährleistet die sehr störsichere Übertragung der analogen Signale. Typische Einsatzgebiete dieser Sensoren sind u. a. die Istwert- erfassungen in geschlossen Regel- kreisen. Mit dem verschleißfreien Messverfahren sind Regelungen hoch dynamischer Vorgänge problemlos möglich.

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Autoren

Dipl.-Ing. Bernd Jödden

Geschäftsführender Gesellschafter, a.b.jödden

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