Induktive Sensoren und LVDT - Messprinzip

Induktive Sensoren - Aufbau

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 Sensor. 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.

Aufbau von Induktiven Sensoren
Aufbau von Induktiven Sensoren

LVDT - Aufbau

LVDTs (Linear Variable Differential Transformers) sind Differentialtransformatoren, die mittels eines Tasters oder einer Schubstange auf einem Messobjekt messen.

Im Inneren eines LVDTs befindet sich eine Spule, die aus einer Primär- und zwei Sekundärwicklungen besteht, sowie ein Kern aus einer Eisen-Nickel-Legierung, der an der Schubstange befestigt ist. Die Sekundärwicklungen sind dabei entgegengesetzt trichterförmig gewickelt. Durch die Legierung erhält der Kern eine hohe magnetische Permeabilität und Temperaturfestigkeit.

Durch das Speisen der Primärwicklung mit Wechselspannung wird über den Kern eine Spannung in den Sekundärwicklungen induziert. Dabei heben sich die gegensätzlichen Spannungen der Sekundärwicklungen auf, wenn der Kern sich in Mittelposition befindet. Bewegt sich der Kern in Richtung einer der Sekundärwicklungen, erhöht sich in dieser die Spannung, während sie in der anderen absinkt. Diese Spannungsänderungen werden von der Folgeelektronik in ein analoges Ausgangssignal umgewandelt.

Aufbau von LVDTs
Aufbau von LVDTs
 
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