Novotechnik

Trends in der kontaktlosen Weg-und Winkelmesstechnik

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Magnetostriktive Wegaufnehmer setzen neue Maßstäbe

Für lange Messbereiche bieten sich Wegaufnehmer an, die nach dem magnetostriktiven NOVOSTRIKTIV-Verfahren arbeiten. Die in Nürnberg gezeigte Baureihe TP1 gibt es für Messbereiche zwischen 50 und 4500 mm, wahlweise mit freiem d.h. berührungslosem oder geführtem Positionsgeber. Sowohl Mechanik als auch Messelement und Auswerte-Elektronik wurden optimiert, um eine möglichst hohe Störunempfindlichkeit zu erreichen. Auch bei störenden Feldern in der Umgebung, Vibrationen der Maschine oder Schockbelastungen liefern die Messaufnehmer dadurch stabile Ausgangssignale mit Linearitätswerten bis 10 μm. Die Auflösung ist unabhängig von der Messlänge und beträgt bei digitalen Varianten 1 μm.

Besonderer Wert wurde bei den Wegaufnehmern auf die Sicherheit der internen Messwertaufbereitung gelegt sowie auf die Datenausgabe mit einer Update-Rate von 16 kHz. Den Positionswert errechnet die Elektronik aus dem Wert der digitalisierten Messzeit und der bekannten Geschwindigkeit der Torsionswelle. Der ermittelte Positionswert wird auf Plausibilität überprüft, linearisiert und entsprechend der Schnittstelle aufbereitet. Zur Wahl stehen neben analogen Strom- und Spannungsschnittstellen auch Start-Stop-, SSI- und DyMoS-Schnittstelle. Ausführungen mit inkrementeller bzw. Quadratur-Schnittstelle eignen sich als Ersatz für bei Linearbewegungen aufwändige Drehgeberlösungen. Auch als robustere Alternative zu Glasmaßstäben sind sie oft das Mittel der Wahl, da für viele Applikationen die geforderte Genauigkeit mit magnetostriktiven Wegaufnehmern durchaus erreicht wird. Die Wegaufnehmer erfüllen serienmäßig die Anforderungen der Schutzart IP67 bzw. IP68 und das selbst in kritischen Anwendungen über die gesamte Lebensdauer hinweg; diese ist dank des kontaktlosen Messprinzips mechanisch praktisch unbegrenzt.

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Robuste Multiturn-Sensoren für Automotive und Industrie

Multiturn-Sensoren, die auf herkömmlichen Funktionsprinzipien basieren, sind für viele Anwendungen in Industrie oder Automotive-Bereich eher ungeeignet: Sie brauchen entweder eine dauerhafte Stromversorgung, verwenden für den Umdrehungszähler verschleißbehaftete Getriebe oder sind für den Einsatzbereich zu aufwändig und damit oft zu teuer. Um hier Abhilfe zu schaffen, hat Novotechnik die GMR-Technologie (Giant-Magneto-Resistance) zur Serienreife entwickelt und setzt sie in den Multiturn-Sensoren der Baureihe RSM 2800 ein. Der Messbereich ist zwischen 2 und 16 Umdrehungen einstellbar und wird als stetige, analoge Kennlinie ausgegeben. Zudem gibt es Varianten mit verschiedenen Versorgungs- und Ausgangsspannungen. Die Auflösung der Analogschnittstelle beträgt aktuell 16 Bit. Geschwindigkeiten bis 800 U/min sind möglich. Durch Implementierung digitaler Schnittstellen (SSI, SPI und CAN) werden künftig bis zu 18 Bit Gesamtauflösung (Winkel und Umdrehung) erreicht. Gleichzeitig gibt es auch zweikanalige Varianten, sodass sich der Multiturn auch für sicherheitsrelevante Anwendungen eignet.

Auch in puncto Genauigkeit können die GMR-Sensoren überzeugen: Über den gesamten Messbereich liegen die Linearitätsabweichungen unter 0,05 Prozent. Die robusten Sensoren erfüllen serienmäßig die Anforderungen bis Schutzart IP67, sind also staubdicht und gegen zeitweiliges Untertauchen geschützt. Sie lassen sich gut in die jeweilige Applikation integrieren. Die Welle wurde so ausgestaltet, dass sie einfach und winkelindexiert von einem entsprechenden kundenseitigen Gegenstück aufgenommen werden kann. Typische Einsatzbereiche für die Sensoren gibt es in so genannten True-Power-on-Systemen, beispielsweise in der Kfz-Technik bei elektronischen Lenksystemen, aber auch in den verschiedensten industriellen Anwendungen.

SPS/IPC/Drives Halle 4A, Stand 113

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