Die auf eine Fingerkuppe passenden Wiegand-Sensoren, von denen Sensorhersteller Posital jährlich mehr als eine Million Stück fertigt, bestehen aus kurzen Abschnitten von Wiegand-
Drähten, einer speziell konditionierten ferromagnetischen Legierung mit sehr spezifischen physikalischen Eigenschaften. Wird der ferromagnetische Draht einem sich verändernden externen Magnetfeld ausgesetzt, behält er zunächst seine magnetische Polarität bei. Erreicht das externe Magnetfeld jedoch einen bestimmten Schwellenwert, kehrt sich die Polarität des haarfeinen Wiegand-Drahtes abrupt um.
Dieser Polaritäts-Switch erfolgt innerhalb weniger Mikrosekunden und erzeugt über eine Kupferspule, die um den ferromagnetischen Spezialdraht gewickelt ist, einen deutlichen Stromimpuls. Dieser Impuls ist stark genug, um Logikschaltungen zu aktivieren und elektronische Chips mit geringer Leistung zu versorgen. Die Selbstversorgungskapazität der Wiegand-Sensoren sorgt dafür, dass sie zuverlässig und sicher Signale für Alarmsysteme liefern können – ganz ohne externe Stromversorgung oder lästige und störanfällige Backup- beziehungsweise Puffer-Batterien.
Für diverse Näherungsschalter
Wiegand-Sensoren können auf unterschiedliche Weise als Näherungsschalter genutzt werden. Ist etwa das zu erfassende Objekt von sich aus magnetisiert beziehungsweise mit einem oder mehreren kleinen Permanentmagneten bestückt, reagiert der Wiegand-Sensor sobald das Objekt ihm so nah kommt, dass eine Polaritätsumkehr erfolgt und den Spannungsimpuls erzeugt. Nutzen lässt sich dieser Effekt, um etwa Linear- oder Drehbewegungen exakt zu erfassen und zu messen.
Alternativ kann der Wiegand-Sensor als Näherungsschalter auch zwischen einem Satz Permanentmagneten installiert werden. Kommt ihm hier ein Objekt aus Eisen oder Stahl zu nahe, wird das Magnetfeld unmittelbar um den Wiegand-Sensor so weit verzerrt, dass ein Polaritätswechsel erfolgt und den Stromimpuls – und damit das Alarmsignal – auslöst.
Vorteile von Wiegand-Sensoren
Wiegand-Sensoren sind eigensicher, da sie aufgrund ihrer Eigenversorgung ohne externe Stromquellen funktionieren können. Es gibt keinen mechanischen Kontakt zwischen der Quelle des magnetischen Impulsfeldes und der Wiegand-Draht-Baugruppe – und damit keinerlei Verschleiß. Wiegand-Systeme sind zuverlässig und sicher für Milliarden von Zyklen konzipiert. Die Sensoren sind physikalisch robust und können über einen breit gestreuten Temperaturbereich betrieben werden. Sie sind unempfindlich gegen EMV-Störungen. Ihre Performance ist über einen Frequenzbereich von nahe Null bis weit über 30 kHz konstant. Posital bietet die Wiegand-Sensoren als montagefertige Baugruppe an. Herzstück ist der 15 mm lange Wiegand-Draht, der in eine feine Kupferspule eingebettet ist, wobei das kompakte Assembly in einer SMD-bestückbaren Kunststofftragstruktur verbaut ist.
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