Lineare Wegerfassung in der Sensortechnik

Lineare Wegerfassung für Hydraulik, Pneumatik und andere Linearantriebe

Bei linearen Bewegungen ist die exakte Erfassung der Position stets eine anspruchsvolle Aufgabe. Dort, wo einfache Endlagenschalter nicht mehr ausreichen, müssen präzisere Systeme eingesetzt werden. Berührungslose Wegsensoren wie beispielsweise ein induktiver Linearwegsensor sind eine interessante Option.

Lineare Wegerfassung in der Industrie

Berührungslöse Wegsensoren können auf vier Arten hergestellt werden:

• Radar
• Ultraschall
• Laser
• Induktion

Radar und Ultraschall funktionieren nach dem ähnlichen Prinzip: Eine Schallwelle wird ausgesendet und reflektiert. Aus der Zeit zwischen Emission und Detektion errechnet ein Steuergerät die Distanz. Diese Sensortypen sind für Aufgaben mit hohen Toleranzen völlig ausreichend.

Berührungslose Wegsensoren auf Laserbasis sind wesentlich präziser. Jedoch sind sie auch sehr teuer und erfordern stets ein freies Sichtfeld zwischen dem Laser-Emitter und dem Reflektor bzw. dem Empfänger.

Ein induktiver Linearwegsensor ist für die lineare Wegerfassung die ideale Verbindung aus Einbaukomfort, Präzision und wiederholgenauer Zuverlässigkeit.

Induktiver Linearwegsensor: Aufbau und Funktion

Wie sein Name schon sagt, arbeiten diese berührungslose Wegsensoren mit dem Induktionsprinzip.

Ein Induktiver Linearwegsensor besteht aus einer Wicklung aus isoliertem Kupferdraht, einer Hülse und dem verschiebbaren Zentralstab. Der Eisenstab ist am inneren Ende mit einem Gleitstopfen ausgeführt. Die Hülse endet in einem Deckel mit einem zentralen Loch. Das Loch im Deckel und der Gleitstopfeh halten den Eisenstab gerade und beweglich. Die Kupferspule wird durch eine externe Quelle unter Strom gesetzt und das Magnetfeld (oder, je nach Ausführung, der Widerstand) gemessen. Der Eisenstab wird in die Spule eingeführt. Der einfahrende Stab verändert das Magnetfeld in der Spule. Diese Veränderung wird registriert und in die lineare Wegerfassung umgerechnet. Diese lineare Wegerfassung ist hoch präzise und sehr zuverlässig. Je nachdem, wie empfindlich berührungslose Wegsensoren ausgeführt sind, können Distanzen im Bereich von Millimeterbruchteilen zuverlässig erfasst werden.

Induktiver Linearwegsensor: Einsatz und Verwendung

Ein induktiver Linearwegsensor wird überall dort benötigt, wo eine lineare Bewegung über ihre gesamte Länge an jeder beliebigen Stelle präzise gestoppt werden soll. Damit unterscheidet sich Lineare Wegerfassung deutlich von den recht unpräzisen Endlagenschaltern. Diese stoppen die linerare Bewegung nur, um einen Schaden am Aktor zu vermeiden. Die linerare Wegerfassung durch Berührungslose Wegsensoren gewährleistet aber eine wiederholgenau präzise Steuer- und Regelbarkeit einer linearen Bewegung. Das eröffnet vor allem der Prozess- und Dosiertechnik ganz neue Möglichkeiten. Ein induktiver Linearwegsensor wird beispielsweise in folgenden Funktionen eingesetzt:

• Füllstandsmessung
• Dosieranlagen
• Picksysteme
• Umlenkungen von Transport- und Förderbahnen
• Angepasste Press- und Biegekräfte

Ein induktiver Linearwegsensor kann damit einen recht "dummen" Hydraulikzylinder, Pneumatikzylinder oder Spindeln zu einem präzise einstellbaren und frei programmierbaren Aktor erweitern. In Verbindung mit einem sensorisch unterstütztem Regelkreis und einer leistungsstarken Steuerung sind auch anspruchsvolle Aufgaben mit dieser Technik umsetzbar. Berührungslose Wegsensoren können so auch in der mobilen Robotik ganz neue Akzente setzen und die bestehenden Ansätze deutlich effizienter und leistungsstärker gestalten. Ein induktiver Linearwegsensor ist darüber hinaus sehr robust, zuverlässig und vergleichsweise preiswert.