Berührungslose Induktive Sensoren

Berührungslose Induktive Sensoren

Induktive berührungslose Abstandssensoren erzeugen ein hochfrequentes elektromagnetisches Feld. In metallischen Messobjekten innerhalb des Feldes werden hierdurch Wirbelströme erzeugt, die zu einer Veränderung der Induktivität führen. Diese Verstimmung der Induktivität wird wiederum durch den Abstand, dem Material und der Größe des Objektes beeinflusst. Der Sensor erfasst die Änderung der Induktivität und wandelt sie in ein proportionales Ausgangssignal um.

Vorteile von berührungslosen induktiven Sensoren

  • Das berührungslose Messsystem ist verschleißfrei und wird durch Schmutz und Staub nicht beeinflusst.
  • Induktive Sensoren zeichnen sich durch sehr hohe Auflösungen von bis zu 0,012 µm aus.
  • Das kleine Gehäuse mit Außengewinde ermöglicht eine schnelle und sichere Montage.
  • Durch die hohe Schutzklasse von IP67, optional sogar IP69k, und einen Temperaturbereich von -40 bis +70 °C können die induktiven Sensoren auch unter extremen Bedingungen sicher eingesetzt werden.
Induktive Sensoren ISZL

Induktive Sensoren ISZL

Messbereiche0...6 mm, 0...8 mm, 0...24 mm
Linearität max.±0,025 mm
Auflösung max.0,01 mm
Ausgang analog4...20 mA, 0...10 V
SchutzklasseIP67
DownloadDatenblatt ISZL
Bedienungsanleitung ISZL
CAD-Daten (auf Anfrage)
Induktiver Sensor ISZH

Induktiver Sensor ISZH

Messbereich0...2 mm
Linearität max.±60 µm
Auflösung max.0,012 µm
Ausgang analog0...20 mA
SchutzklasseIP67
DownloadDatenblatt ISZH
Bedienungsanleitung ISZH
CAD-Daten (auf Anfrage)
Induktiver Sensor ISIP

Induktive Sensoren ISIP

Messbereich0...7 mm
Linearität max.±0,35 mm
Auflösung max.0,005 mm
Ausgang analog4...20 mA
SchutzklasseIP68/IP69K
DownloadDatenblatt ISIP
Bedienungsanleitung ISIP
CAD-Daten (auf Anfrage)

Induktive Sensoren - Messprinzip und Aufbau

Berührungslose induktive Distanzsensoren erzeugen um ihre Sensorfläche ein hochfrequentes elektromagnetisches Feld. Dieses Feld wird von metallischen Objekten beeinflusst und zwar in Abhängigkeit von der Objektgröße, dem Material und dem Abstand zum induktiven Distanzsensor. Der Sensor erfasst diese Änderung und wandelt sie in ein proportionales Ausgangssignal um. Diese Messung findet berührungslos und somit verschleißfrei statt.

Im inneren eines induktiven Sensors erzeugt ein Oszillator ein elektromagnetisches Wechselfeld mit Hilfe eines Schwingkreises. Dieses Feld tritt an der aktiven Fläche des Sensors aus. Wenn sich ein metallisches Objekt der aktiven Fläche nähert, entziehen die, in dem Objekt induzierten, Wirbelströme dem Oszillator Energie. Hierdurch entsteht am Oszillatorausgang eine Pegeländerung, die in Abhängigkeit von der Distanz des Objektes das Ausgangssignal beeinflusst und eine induktive lineare Messung ermöglicht.

Aufbau von Induktiven Sensoren
Aufbau von Induktiven Sensoren

Induktive Positions-Sensoren - Montage

Bei induktiven Positionssensoren hat die Einbausituation einen großen Einfluss auf die Qualität der Messung. Eine fehlerhafte Montage kann die Messbereiche und Linearität der induktiven Sensoren negativ beeinflussen. Hierbei ist vor allem der Abstand zu elektrisch leitenden Material um den wichtig. Beim Einsatz von mehreren induktiven Weggebern ist zudem der Abstand zwischen den Weggebern zu beachten, damit die induktive lineare Messung ohne Störung erfolgt.

In den Datenblätter der induktiven Sensoren ist die jeweilige optimale Einbauart angegeben.

Montageart bündig

Induktive Sensoren mit bündiger Montageart
Induktive Sensoren mit bündiger Montageart

Induktive Sensoren mit bündiger Einbauart sind so konstruiert, dass die aktive Fläche (Orange in der Abbildung) seitlich abgeschirmt ist. Dadurch kann der Sensorkopf auch in elektrisch leitendem Material bündig eingebaut werden. Wenn mehrere induktive Weggeber nebeneinander verwendet werden sollen, muss zwischen den Sensoren ein Abstand, der mindestens dem Durchmesser der Sensoren entspricht, eingehalten werden.

Montageart quasi bündig

Induktive Sensoren mit quasi bündiger Montageart
Induktive Sensoren mit quasi bündiger Montageart

Bei der quasi-bündige Einbauart muss ein kleiner Bereich um den Sensorkopf frei von elektrisch leitenden Material sein. Der Bereich entspricht einem drittel des Messbereichs des Sensors. Beim Einsatz von mehreren Sensoren mit quasi-bündiger Einbauart ist darauf zu achten, dass ein Abstand von mindestens dem doppelten Durchmesser der Sensoren eingehalten wird.

Montageart nicht-bündig

Induktive Sensoren mit nicht-bündiger Montageart
Induktive Sensoren mit nicht-bündiger Montageart

Induktive Abstandssensoren mit nicht-bündiger Einbauart erfordern einen größeren Freiraum um den Sensorkopf, verfügen dafür aber meist über größere Messbereiche. Die nicht-bündige Einbauart erfordert einen freien Bereich, der mindestens dem doppeltem Messbereich entspricht. Der Abstand zwischen zwei induktiven Abstandssensoren darf den dreifachen Sensordurchmesser nicht unterschreiten.

Einfluss der Größe des Messobjekts

Bei der Messung mit induktiven Sensoren ist auf eine Ausreichende Größe des Messobjekts zu achten. In den Datenblätter wird die Mindestzielgröße anhand einer Normmessplatte beschrieben. Unterschreitet das Messobjekt die Mindestzielgröße, so verringert sich der Messbereich der Sensoren, wie auf der folgenden Grafik zu erkennen ist.

Einfluss der Messobjektgröße
Einfluss der Messobjektgröße

Einfluss des Material des Messobjekts

Induktive Sensoren von WayCon sind für die Messung auf Baustahl optimiert. Diese Stahlart zeichnet sich durch weichmagnetische Eigenschaften aus (Permeabilitätskoeffizient >1). Wird auf ein anderes metallisches Zielmaterial gemessen ändern sich der Messbereich und die Linearität des Sensors.

Einfluss des Messobjektmaterial
Einfluss des Messobjektmaterial

Einfluss von Temperaturänderungen

Induktive Sensoren werden als hochpräzise, empfindliche Messgeräte durch Temperaturschwankungen während der Messung beeinflusst. Optimaler Weise sollten Messungen mit induktiven Sensoren daher bei konstanter Temperatur durchgeführt werden. Stark schwankende Temperaturen vermindern Messbereich und Linearität des Messsystems.

Einfluss von Temperaturänderungen
Einfluss von Temperaturänderungen

Kontaktlose induktive Sensoren - Anwendungen

Induktiver-Sensor-Schienenverkehr

Induktive Sensoren tragen zur Verkehrssicherheit bei

Wartung und Sicherstellung der Betriebssicherheit von ICE Zügen ist eine Notwendigkeit. Induktive Sensoren überprüfen das Fahrgestell auf Verformungen, welche bei den extremen Belastungen im Schienenverkehr auftreten.

Induktive Sensoren in der Medizintechnik

LVDT Medizintechnik

Medizinische Geräte sind Präzisionswerkzeuge, die teilweise in Reinräumen gefertigt werden müssen. Induktive Sensoren werden hier eingesetzt um die Toleranzen oder Dosierungen zu überprüfen.

Sichere Spaltmessung an Kugellagern und Gleitlagern

Induktive Sensoren Gleitlager

Die Einhaltung des Spaltmaßes zwischen Lagerfläche und Welle wird mit induktiven Sensoren überprüft. Dieses Spaltmaß muss permanent eingehalten werden, damit keine Beschädigung auftritt. Gleitlager besitzen einen Ölfilm, der den direkten Kontakt zwischen Welle und Lagerfläche verhindern soll. Der Sensor ignoriert den Ölfilm und misst direkt auf die Welle, um das Spaltmaß zu überprüfen. Solche Lager finden sich z. B. bei Windkraftanlagen.

 
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WayCon Positionsmesstechnik GmbH

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