Sensorik Aktuell: Sechs neue Produkte aus der Sensorik

Redakteur: Gudrun Zehrer

In diesem aktuellen Themencluster stellen wir sechs neue Produkte aus der Sensorik vor: Multiturn-Encoder für Kleinstmotoren, Sicherheits-Drehgeber mit kompakten Abmessungen, ein kapazitives Messsystem für lange Signalwege, drahtlose Drehmomenttechnologie, IO-Link-Radarsensoren zur Füllstandmessung sowie ein kleines triaxiales ICP-Sensormodell mit Stecker.

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Größenvergleich: Der 22 mm Multiturn-Kit-Encoder neben Walnuss und Apfel.
Größenvergleich: Der 22 mm Multiturn-Kit-Encoder neben Walnuss und Apfel.
(Bild: Posital)

Multiturn-Encoder für Kleinstmotoren

Posital bietet miniaturisierte 22 mm Multiturn-Kit-Encoder für Klein- und Kleinstantriebe an. Waren Klein- und Kleinstmotoren bislang mit Singleturn- bzw. Inkrementalgebern ausgerüstet, machen die kompakten magnetischen Multiturn-Kits den Weg frei für vollständiges Motorfeedback. Auch bei plötzlichem Stromausfall und Anlagenstillstand bleibt die energieautarke Zählelektronik der Mini-Kits auf Position: Lückenlos verfolgt sie im stromlosen Zustand die Bewegung der nachlaufenden Welle und gibt die gepufferten Positionswerte beim Restart präzise und nahtlos an die zentrale Steuerung weiter.

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Mit einem Durchmesser von 22 mm (Höhe: 23 mm) sind die Montagekits, die gerade mal 35 g wiegen, passgenau auf die gängigsten Kleinstmotoren abgestimmt. Problemlos lassen sie sich in vorhandene Motor-Designs integrieren, schnell und sicher installieren und kalibrieren. Während der rotierende Magnet am Ende der Welle fixiert wird, sind die übrigen Komponenten mit ein paar Handgriffen an der Rückseite des Motors installiert. Die Montage erfolgt unter normalen Fabrikbedingungen. Mit SSI und Biss C stehen zwei herstellerneutrale Schnittstellen bereit. Zudem gibt es eine integrierte Kalibrierfunktion: Nach kurzem Andrehen der Welle stellt sich das Kit automatisch auf den Motor ein und hinterlegt die Parameter im Speicher.

Sicherheits-Drehgeber mit kompakten Abmessungen

Mit dem TRK38 stellt TWK einen Singleturn-Magnet-Drehgeber vor, der mit Blick auf sicherheitsgerichtete Anwendungen entwickelt wurde. Mit einem Durchmesser von nur 38 mm und einer Länge von ebenfalls 38 mm eignet sich der Sensor für die Montage in beengten Bauräumen. Auch das Gewicht ist mit ca. 60 g gering. Der Safety-Drehgeber erfasst Position und Geschwindigkeit und erfüllt dabei die Anforderungen von SIL 2 (IEC 61508) und Performance Level d (EN 13849). Die Positionsauflösung beträgt 16 Bit pro Umdrehung. Die zertifizierte Ethercat-FSoE-Schnittstelle gewährleistet die zuverlässige Übertragung der sicherheitsgerichteten Signale an die übergeordnete Steuerung bzw. an ein Sicherheitsrelais sowie die Programmierung des Sensors. Das Aluminiumgehäuse sowie das gesamte Design sollen eine lange Lebensdauer selbst unter ungünstigen Bedingungen wie Vibrations- und Stoßbelastungen ermöglichen.

Mit diesem Eigenschaftsprofil eignet sich der TRK38 für Safety-Anwendungen in einem breiten Anwendungsbereich.

Kapazitives Messsystem für lange Signalwege

Das Capa-NCDT 61x4 ist ein aktives kapazitives System von Micro-Epsilon zur Messung von Weg, Abstand und Position in industriellen Messaufgaben. Es arbeitet mit aktivem Sensor und integriertem Vorverstärker und ermöglicht lange Kabelverbindungen bis zu 15 m.

Anders als bei gängigen kapazitiven Sensoren ist bei den aktiven Capa-NCDT-Sensoren der Vorverstärker im Sensor integriert. Dadurch wirken sich Kapazitätsänderungen im Kabel kaum auf das Messsignal aus. Dies bietet Vorteile bei der Bewegungsfreiheit und ermöglicht die Kabelführung mit Schleppketten und an Roboterarmen. Darüber hinaus können Kabellängen bis zu 15 m umgesetzt werden. Der aktive Flachsensor ist mit einem Keramik-Sensorelement aufgebaut und ist kompakt und robust gebaut. Der Sensor wird unter anderem im Maschinenbau wie auch in der Roboter- und Halbleiterfertigung eingesetzt. Das Capa-NCDT 61x4 wird werksseitig auf die gewünschte Kabellänge kalibriert, wodurch sich eine optimale Signalqualität erzielen lässt. Damit ist das Sensorsystem sofort einsatzbereit. Die Messdaten werden über die RS485-Schnittstelle oder über einen Analogausgang ausgegeben.

Drahtlose Drehmomenttechnologie

Althen Sensors & Controls hat eine neue Serie berührungsloser Drehmomentsensoren im Programm. Die Messtechnik der Torq-Sense SGR510/520-Sensoren basiert auf einer DNS-Vollbrücke und überträgt die Messsignale mit der bewährten Erkennung von akustischen Oberflächenwellen (AOW). Die Sensoren verfügen über eine Messkapazität von 250 Prozent über dem Messbereich. Dies ermöglicht es, die Spitzen eines Drehmomentsignals zuverlässig und ohne Datenverlust zu erfassen, auch wenn die Sensoren nahe an ihrer vollen Nennleistung betrieben werden. Verbunden mit einer mechanischen Überlastfähigkeit von mehr als 400 Prozent werden die neuen Aufnehmer laut Hersteller zu einer robusten Lösung für die Drehmomentmessung.

Störgeräusche und Signalverfälschungen, die mit einem Schleifring und anderen analogen Methoden zur Übertragung von Drehmomentdaten verbunden sind, werden bei dieser Konstruktion durch den Einsatz einer induktiven Signalübertragung, die berührungslos arbeitet, nahezu vollständig eliminiert. Der Torq-Sense SGR510/520 gleicht laut Althen alle Fremdkräfte aus, beispielsweise Biegemomente, die unbeabsichtigt auf den Sensor ausgeübt werden. Zusätzlich bietet der Aufnehmer eine verbesserte Empfindlichkeit sowie eine große Temperaturtoleranz.

Die Brücke besteht im Wesentlichen aus vier auf die zu überwachende Welle geklebten Dehnungsmessstreifen (DMS), die im Winkel von 45 Grad zur Rotationsachse angeordnet sind. Ein am Rotor montierter Mikrocontroller, der von einer induktiven Spule angetrieben wird, misst die Differenzwerte in jedem Dehnungsmessstreifen und überträgt sie digital über dieselbe Spule an den Empfänger zurück. Der Messbereich der SGR-Serie liegt bei 1 Nm bis 500 Nm mit einer Genauigkeit von +/- 0,1 Prozent und einer Auflösung von +/- 0,01 Prozent des Messwandlers. Die digitale Übertragung zwischen Messwelle und Empfänger schneidet alle zyklischen Schwankungen des Signals aufgrund der Wellenrotation ab und erzeugt eine digitale Abtastrate von 4.000 Abtastungen pro Sekunde.

Zu den weiteren Funktionen gehören ein optionaler einstellbarer Filter für den gleitenden Mittelwert, ein Stromversorgungsbereich von 12 VDC bis 32 VDC, vom Benutzer konfigurierbare analoge Ausgangsspannungen, eine Auswahl an RS232-Kommunikationen, eine USB-Schnittstelle, eine CAN-Bus-Schnittstelle, ein externes Ethernet-Gateway und virtuelle Labview-Instrumente.

IO-Link-Radarsensoren zur Füllstandmessung

Turcks Sensorfamilie LRS510 bietet umfangreiche Analysefunktionen für herausfordernde Füllstandapplikationen in Tanks und Silos. Die IO-Link-fähigen Radarsensoren ergänzen das Portfolio zur Füllstandmessung im Bereich von 0,35 bis 10 m. Die Geräte in Schutzart IP67/69K empfehlen sich vor allem für Füllstandapplikationen in der Fabrikautomation, in denen optische oder Ultraschallsensoren wegen ihrer begrenzten Reichweite oder aufgrund von Störfaktoren wie Staub, Wind oder Lichteinfall ungeeignet sind. Die frei strahlenden LRS-Radarsensoren bieten zudem detaillierte Analysefunktionen, die bislang den meist in der Prozessindustrie eingesetzten Highend-Radarsensoren vorbehalten waren. Der Verzicht auf einen metallischen Führstab begünstigt den Einsatz in hygienischen Bereichen und vereinfacht die Inbetriebnahme.

Die Bedieneinheit der LRS-Reihe mit kapazitiven Tastern und transluzenter Frontkappe folgt dem Konzept der Fluid-2.0-Sensorplattform von Turck und ermöglicht darüber die Ausgabe von Abstand-, Füllstand- und Volumenwerten. LRS-Sensoren sind entweder mit zwei Schaltausgängen oder mit einem Schalt- und einem Analogausgang verfügbar. Dank ihrer zusätzlichen IO-Link-Schnittstelle und der intelligenten, dezentralen Signalvorverarbeitung stellen alle Varianten auch Zusatzinformationen zur Verarbeitung in Condition-Monitoring-Anwendungen im IIoT bereit: neben der Signalstärke sind das Temperaturwerte, Betriebsstunden oder Schaltzyklen.

Ohne Zusatzsoftware können Anwender der IO-Link Master von Turck über den IODD Configurator den Radar Monitor aufrufen. Das browserbasierte Konfigurationstool stellt die Messkurve des Sensors grafisch dar und bietet Klartextzugriff auf alle relevanten Parameter. So lässt sich beispielsweise leicht das Störsignal eines Rührwerks oder Gitters ausblenden oder mittels Echtzeit-Feedback der Sensor ausrichten, um die Zuverlässigkeit der Füllstanderfassung in herausfordernden Applikationen zu maximieren.

Kleinstes triaxiales ICP-Sensormodell mit Stecker

Der Beschleunigungsaufnehmer Modell 356A06 von PCB Synotech bietet bei einer Empfindlichkeit von 5 mV/g einen Messbereich von 1.000 g und einen großen Frequenzbereich für viele Arten von Vibrationstests. Der hohe Schockschutz und sein hermetisch dichtes Titangehäuse machen den Sensor trotz seiner kleinen Maße robust. Mit dem Mini-4-Pin-Stecker ist das Kabel einfach austauschbar und der Sensor lässt sich einfach applizieren. Mit einem Gewicht von 1 g eignet sich der Sensor besonders für die Messung an kleinen Bauteilen und verhindert Mass-Loading-Effekte. Das Modell ist der kleinste erhältliche triaxiale ICP-Sensor mit Stecker, so PCB Synotech.

Der Sensor kann mit jeder ICP-Speisung betrieben werden, die mit 18 bis 30 VDC und 2 bis 20 mA Konstantstrom versorgt wird. Als Merkmale werden genannt: 6,4 mm Kantenlänge, Mini 8-36 4-Pin-Stecker, Schockschutz bis 10.000 g, Klebemontage. Typische Applikationen ergeben sich für Tests von kleinen Bauteilen, Modalanalyse oder Vibrationsmessungen bei beengten Platzverhältnissen.

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