Basic Knowledge: Induktive Sensoren

Induktive Sensoren zählen zu den Positionssensoren. Diese Sensoren können sowohl als schaltende Sensoren (2 Zustände) als auch als analoge Sensoren ausgeführt sein.

Grundsätzlich ist ein induktiver Näherungssensor in drei Funktionseinheiten aufgebaut. Die Einheiten setzen sich aus einem Oszillator, einer Auswerteeinheit und einer Ausgangsstufe zusammen. Die einzelnen Elemente der Funktionseinheiten nennen sich Ferritkern mit Spule, Oszillator, Demodulator, Komparator und Ausgangsverstärker. Oszillator sowie Spule und Ferritkern sind mit einem elektromagnetischen Schwingkreis umgeben.

Der Oszillator erzeugt mittels Schwingkreis ein elektromagnetisches Wechselfeld, das aus der aktiven Fläche des Sensors austritt. In jedem sich frontseitig nähernden Metallobjekt werden Wirbelströme induziert, welche dem Oszillator Energie entziehen. Dadurch resultiert am Oszillatorausgang eine Pegeländerung, die bei digitalen Sensoren über einen Schmitt-Trigger die Ausgangsstufe schaltet, oder bei messenden Sensoren in Abhängigkeit der Objektdistanz das analoge Ausgangssignal beeinflusst. Digital schaltende Sensoren stehen mit PNP-, NPN- oder Namur- Ausgang, messende Sensoren mit 0..10 V oder 4 ... 20 mA zur Verfügung.
Induktive Sensoren zeichnen sich durch kurze Ansprechzeiten, hohe Auflösung und vortreffliche Wiederholgenauigkeit aus. Die am Ausgang anstehenden Strom- und Spannungswerte sind je nach Sensortyp und erforderlichen Messbereich mehr oder weniger ausreichend proportional zum Abstand des zu erfassenden Gegenstandes.

Sensoren, welche für die jeweilige Anwendung nicht ausreichend hinsichtlich Ihren linearen Zusammenhangs zwischen der zu messenden, physikalischen Größe und dem Ausgangsstrom sind müssen mit einem Softwarealgorithmus linearisert werden.

Linearisierung mit Polynomen
Polynom steht für eine mathematische Funktion, welche die typische Ausgangskennlinie von Induktiv-Analogsensoren in ein lineares Signal konvertiert. Sie wird in die Software einer Steuerung integriert, um das S-förmige Signal des Sensors in eine liniare Größe umzuformen.

Linearisierungaalgorithmen werden eingesetzt, wenn

  • über den gesamten Messbereich ein linearer Signalverlauf gefordert ist
  • Schnelle Messungen ausgeführt werden müssen
  • Für den gesuchten Messbereich keine Sensoren mit linearer Ausgangskennlinie zur Verfügung stehen
  • Kostengünstige Lösungen gesucht werden

 

Gerne beraten wir Sie ausführlich zu diesem Thema.

 

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