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Induktive Wegaufnehmer

Maßnehmen mit Stößel oder Messfahne

| Autor/ Redakteur: Dipl.-Ing Bernd Jödden* / Sariana Kunze

Ob für externe oder mit integrierter Elektronik, programmierbar oder in Form eines Messtasters – induktive Wegaufnehmer gibt es in vielfältigen Ausführungen für unterschiedlichste Messaufgaben.

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Programmierbare induktive Wegaufnehmer.
Programmierbare induktive Wegaufnehmer.
(a.b.jödden)

Die typische Ausführung eines induktiven Wegaufnehmers besteht aus einem hohlen Spulenkörper mit streng symmetrisch gewickelten Spulen, einer ferromagnetischen Abschirmung mit hoher Permeabilität und einem runden rostfreien Stahlgehäuse. Die Freiräume zwischen Spule und Gehäuse werden komplett mit aushärtendem Kunststoff vergossen.

Durch den Spulenkörper bewegt sich der Stößel einer Nickel-Eisenlegierung und verändert die Induktivität der beiden Spulenhälften gegensinnig. Die Bohrung des Spulenkörpers und der Durchmesser des Stößels sind so gewählt, dass die Bewegung berührungslos und somit verschleißfrei erfolgt.

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Kleinste Wegänderungen des Stößels sind wegen der unendlichen Auflösung messbar. Der frei bewegliche Stößel hat keinen Anschlag und kann aus dem Wegaufnehmer herausgezogen werden. Bei auftretenden Überhüben wird er somit nicht zerstört. Nur axiale Bewegungen des Stößels führen zu einer Induktivitätsänderung. Radiale Bewegungen zur Messrichtung werden nicht miterfasst, so dass auch Hebelbewegungen messbar sind.

Feintaster mit Elektronik-Modulen

Induktive Messtaster der Serie SM22 messen in vielen Montage- und Prüfautomaten. Bei der dargestellten Anwendung wird mit einer zylinderförmigen Tastspitze die vorgeschriebene Befüllung einer Kapsel gemessen. Mit den auswechselbaren Messeinsätzen werden die Taster an die jeweilige Messaufgabe angepasst. Die hohe Taktzeit erfordert eine schnelle Reaktion der Taster und der nachgeschalteten Auswertung. Die Messtaster werden an ein Elektronik-Modul der Serie SM12 angeschlossen. Das für max. 2 Kanäle ausgelegte Modul im Gehäuse für Normschienenträger wird im Schaltschrank montiert und enthält die Einstellpotentiometer für Nullpunkt und Verstärkung.

Die maximale Länge des Verbindungskabels zwischen den Tastern und der Elektronik beträgt bis zu 100 m. Die Taster arbeiten nach dem Prinzip der induktiven Halbbrücke. Dabei wird ein NiFe-Kern durch den hohlen Spulenkörper geführt. Die Position des Kerns erzeugt eine, der Position des Kerns proportionale, gegensinnige Induktivitätsveränderung der beiden in Reihe geschalteten Spulen.

Die Auswerteelektronik versorgt die Taster mit einer hochkonstanten Wechselspannung, demoduliert phasenrichtig, verstärkt und gibt das Messsignal als normiertes Ausgangssignal 0(4) – 20mA, 0 – 10VDC oder ±10VDC zur Weiterverarbeitung aus. Die verwendete 10 kHz Trägerfrequenz ermöglicht die Erfassung hoch dynamischer Messvorgänge. Die standardmäßig eingestellte Grenzfrequenz beträgt 800Hz und kann auf Kundenwunsch auf 4kHz erhöht werden.

Verschleißarm und wartungsfrei ausgeführt, arbeiten die Taster zuverlässig mit einer langen Lebensdauer. Weitere Ausführungen haben die Auswerteelektronik bereits integriert. Die erforderlichen Betriebsspannungen der Elektronik-Module sind variabel und können den Anwendungen angepasst werden, wie z.B. 11 – 17VDC beim Einsatz in Kraftfahrzeugen.

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