Die lange Lebensdauer und eine hohe Zuverlässigkeit ermöglichen den Einsatz der induktiven Wegaufnehmer in sensiblen Anwendungen wie der Industrieautomation.

Bild: a.b.jödden

Induktive, lineare Wegsensoren Präzise Messung des Weges

21.11.2019

Induktive Wegaufnehmer setzen die lineare Bewegung eines gekoppelten Objekts in ein proportionales, elektrisches Signal um. Ein neues Produkt wertet die Induktivitätsänderung aus, die durch axiale Verschiebung eines Mu-Metallkerns hervorgerufen wird. Messwege von wenigen Mikrometern bis zu 360 mm werden erfasst.

Die typische Ausführung eines induktiven Wegaufnehmers besteht aus einem hohlen Spulenkörper mit streng symmetrisch gewickelten Spulen, einer magnetischen Abschirmung mit hoher Permeabilität und einem runden, rostfreien Stahlgehäuse. Die Räume zwischen Spule und Gehäuse werden komplett mit aushärtendem Kunststoff vergossen. Durch den Spulenkörper bewegt sich der Stößel aus einer Nickel-Eisenlegierung und verändert die Induktivität der beiden Spulenhälften gegensinnig.

Die Bohrung des Spulenkörpers und der Durchmesser des Stößels sind so gewählt, dass eine berührungslose, verschleißfreie Bewegung erfolgen kann. Die kontaktlose Messung ist ein großer Vorteil der induktiven Wegaufnehmer und ermöglicht somit Einsätze unter anderem in Maschinen zur Materialprüfung und auf Vibrationsprüftischen.

Aufgrund der unendlichen Auflösung können kleinste Wegänderungen des Stößels gemessen werden, nur begrenzt durch das Rauschen der integrierten Elektronik. Die nahezu unbegrenzte Lebensdauer und eine hohe Zuverlässigkeit ermöglichen den Einsatz in sensiblen Anwendungen wie Flugzeugen, der Satellitentechnik und Industrieautomation.

Zweileiter-Technik

Die induktiven Wegaufnehmer SM343 von a.b.jödden sind für Messwege bis 20 mm und die Serie SM263 für Messwege bis 360 mm ausgelegt. Ein integrierter Microcontroller wertet die axiale Verschiebung des Mu-Metallkerns aus. Im nur 10 mm dicken Gehäuse ist die komplette Elektronik integriert, die ein wegproportionales Ausgangssignal liefert. Die geringe Stromaufnahme ermöglicht die Ausführung des Sensors in Zweileiter-Technik mit einem Ausgangssignal von 4...20 mA, das von vielen Auswerteeinheiten direkt verarbeitet werden kann.

Der endliche Wert (<4 mA) ermöglicht es, den Sensor ohne externe zusätzliche Energiezuführung permanent mit Energie zu versorgen. Auf diesem Weg kann damit auch eine interne Überwachung (Sensordefekt/Leitungsbruch) realisiert werden. Das Signal Live Zero („Lebender Nullpunkt”) ist typisch für Zweieiter-Sensoren mit hoher Verfügbarkeitskontrolle.

Für die Fehlersuche ist die Live-Zero-Beschaltung auch sehr vorteilhaft, weil der Signalverlauf mit einem Multimeter über die gesamte Übertragungsstrecke auswertbar ist. Als Betriebsspannung werden 9–32 VDC benötigt. Die minimale Betriebsspannung ist dabei abhängig vom Bürdenwiderstand RB (9V + RB (in Ohm) x 20 mA).

Bei den Tasterversionen wird der Stößel über eine integrierte Feder in die Ruhestellung gedrückt. Der elektrische Anschluss erfolgt über M12-Stecker. Die vergossene Bauweise (IP68) erlaubt den Einsatz der Sensoren auch bei extremen Umweltbedingungen wie Ölnebel, Schlamm, Regen, Staub sowie bei hohen Schock- und Vibrationsbelastungen.

Bildergalerie

  • Die vergossene Bauweise (IP68) erlaubt den Einsatz der Sensoren auch bei extremen Umweltbedingungen.

    Bild: a.b.jödden

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