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antriebstechnik 7/2016

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SENSORIK UND MESSTECHNIK

SENSORIK UND MESSTECHNIK Grenzgänger Welche Vorteile haben Wirbelstrom-Sensoren gegenüber induktiven Wegsensoren? Stefan Stelzl Wirbelstromwegsensoren nehmen unter den induktiven Mess verfahren eine Sonderstellung ein und vereinen mehrere Vorteile. Sie messen verschleißfrei und berührungslos mit höchster Präzision und Auflösung. Sie zeigen sich unempfindlich gegenüber äußeren Einflüssen wie Schmutz, Druck oder schwankenden Temperaturen und sind daher geradezu ideale Partner in rauen Industrieumgebungen. Dipl.-Ing. Stefan Stelzl ist Produktmanager Sensorik bei der Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG in Ortenburg D ie Wirbelstrom-Sensoren der Reihe EddyNCDT von Micro-Epsilon sind konzipiert zur Erfassung von Weg, Abstand, Verschiebung, Position, Schwingung und Vibration. Die berührungslosen Wirbelstromsensoren eignen sich zur Messung im rauen Industrieumfeld, auch wenn Druck, Schmutz oder Temperaturschwankungen auf sie einwirken. Durch das physikalische Messprinzip sind sie in der Lage, durch nicht-leitende Werkstoffe hindurch zu mes- sen. Messungen erfolgen sehr schnell mit bis zu 100 kHz. Die vielzähligen Modelle erlauben die Auswahl des jeweils geeigneten Sensors für die jeweilige Anwendung. Das Messprinzip Dieses Messverfahren nimmt unter den induktiven Messverfahren eine Sonderstellung ein. Der Effekt zur Messung via Wirbelstrom beruht auf dem Entzug von Energie aus einem 26 antriebstechnik 7/2016

NEWSLETTER Schwingkreis. Diese Energie ist zur Induktion von Wirbelströmen in elektrisch leitfähige Materialien nötig. Hierbei wird eine Spule mit Wechselstrom gespeist, worauf sich ein Magnetfeld um die Spule ausbildet. Befindet sich nun ein elektrisch leitender Gegenstand in diesem Magnetfeld, entstehen darin – gemäß dem Faradayschen Induktionsgesetz – Wirbelströme, die ein Feld bilden. Dieses Feld wirkt dem Feld der Spule entgegen, was eine Änderung der Spulenimpedanz nach sich zieht. Diese Impedanz lässt sich als Änderung der Amplitude und der Phasenlage der Sensorspule als messbare Größe am Controller abgreifen. Das Verfahren ist zur Messung gegen alle elektrisch leitenden Materialien einsetzbar. Eine spezielle Spulenwicklung der Micro- Epsilon Sensoren ermöglicht besonders kleine Sensorbauformen, die auch bei hohen Temperaturen einsetzbar sind. Da Wirbelströme Isolatoren ungehindert durchdringen, können sogar Metalle hinter einer isolierenden Schicht als Messobjekt dienen. Staub, Schmutz und Öl beeinflussen die Messung daher nicht. Diese Tatsache und der robuste, temperaturkompensierte Aufbau der Sensoren ermöglichen hochpräzise Messungen in schwieriger industrieller Umgebung. Maximale Signalstabilität Um die hohe Messgenauigkeit auch bei schwankenden Temperaturen sicherzustellen, sind die Sensoren von Micro-Epsilon temperaturkompensiert. Denn Schwankungen der Umgebungstemperatur sind einer der wesentlichen Faktoren, die die Genauigkeit von Sensoren beeinflussen. Insbesondere bei Wegsensoren, die mit Auflösungen im Mikrometerbereich arbeiten, verfälschen Temperatureinflüsse die Messergebnisse. Zahlreiche Wegsensoren von Micro-Epsilon werden daher aktiv temperaturkompensiert und liefern so auch bei Temperaturschwankungen eine hohe Signalstabilität. Generell kann man zwei Effekte unterscheiden, welche das Messsignal bei Temperaturänderungen beeinflussen: Zum einen sind dies mechanische Veränderungen, bei denen sich hauptsächlich die geometrischen Maße des Sensors und des Messobjektes ändern, indem sich die Materialien unterschiedlich ausdehnen oder zusammenziehen. Zum anderen sind es elektrische Einflüsse, die größeren Einfluss nehmen, als die mechanischen Veränderungen. Hier ändern sich elektromagnetische Eigenschaften. Micro-Epsilon nutzt zur Verbesserung der Temperaturstabilität eine aktive Temperaturkompensation. Somit werden mit aufwendigen Verfahren Temperatureffekte eingerechnet. Die Wirbelstromwegsensoren der Reihe EddyNCDT werden bei Umgebungstemperaturen im Bereich von –40 bis über +200 °C eingesetzt und zeigen sich unempfindlich gegen Temperaturschwankungen. Durch den innovativen Aufbau bzw. die aktive Temperaturkompensation besitzen die Sensoren eine extrem hohe Temperaturstabilität. In den Spezifikationen verschiedenster Hersteller ist dagegen oftmals nicht ersichtlich, ob die angebotenen Systeme eine Temperaturkompensation besitzen. Es finden Der E-Mail-Service für Anwender aus dem gesamten Umfeld mechanischer und elektrischer Antriebstechnik. Aktuelle Nachrichten rund um mechanische, thermische und elektrische Antriebstechnik, sowie deren Steuerungen und Regelungen. IMMER AKTUELL INFORMIERT 01 Wenn induktive Wegsensoren an ihre Grenzen stoßen – Wirbelstrom-Wegsensoren EddyNCDT 3001 Jetzt kostenlos anmelden! http://bit.ly/News_VFV

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