Fachartikel aus MECHATRONIK 5/2016, S. 24 bis 25
Weg- und Winkelsensoren
Absolute Wegerfassung leicht gemacht
Induktive Weg- und Winkelsensoren. Die Sensorelemente haben durch das Prinzip der Differentialdrossel einen robusten und zuverlässigen Aufbau und bieten für den Anwender eine einfache Handhabung. Das verschleißfreie Messverfahren macht Regelungen hoch dynamischer Vorgänge möglich.
 |
| Induktive Wegaufnehmer erfassen kreisförmige Stößelbewegungen. (Bild: Jödden) |
Bernd Jödden
In der Weg- und Winkelmesstechnik 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 eine entsprechende Induktivitätsverteilung in den beiden Spulenhälften, die durch eine externe oder integrierteElektronikineinwegproportionales, analoges Signal umgewandelt wird. Diese einfache Art der absoluten Wegerfassung ermöglicht einen robusten und zuverlässigen Aufbau des Sensorelementes. Der Einbau in ein Edelstahl- oder NiFe-Gehäuse mit anschließendem Komplettverguss ergibt einen analogen Sensor, der im Temperaturbereich zwischen – 40°C und + 125°C eingesetzt werden kann, der problemlos die Schutzart IP68 (untertauchen bis zu 50 m) erreicht und der 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. Die erforderlichen Betriebsspannungen sind variabel und können den Anwendungen angepasst werden – beispielsweise 11 – 17 VDC bei Einsatz in Kraftfahrzeugen. 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.
www.abjoedden.de
Lesen Sie als MECHATRONIK-Abonnent oder über einen mechatronik.info-Premium-Account weiter und laden Sie sich hier den vollständigen Artikel "Absolute Wegerfassung leicht gemacht" als PDF-Datei herunter:
Downloads und Bestellmöglichkeiten