Sensoren, die berühren – Präzisionsmessungen mit induktiven Tastern

Induktive Wegsensoren von Micro-Epsilon haben sich in vielerorts bewährt. Die robusten Sensoren werden in der Automatisierung, Qualitätssicherung sowie im Maschinenbau eingesetzt.

Induktive Sensoren nehmen erheblichen Einfluss auf Effizienz, Genauigkeit und Zuverlässigkeit industrieller Automatisierungssysteme. Ihr breites Anwendungsspektrum, hohe Präzision, Signal- und Temperaturstabilität sowie ihr robuster Aufbau machen sie unverzichtbar in zahlreichen Branchen. Diese Sensoren erfassen Verschiebungen, Abstände oder Positionen der Messobjekte. Wegsensoren der induSENSOR-Baureihe sind weit verbreitet in Anwendungen der Prozessautomatisierung, Qualitätssicherung, Prüfständen, Hydraulik, Pneumatikzylindern und im Automobilbau. Die Sensoren werden sowohl in Einzel- als auch in Großserien-OEM-Anwendungen erfolgreich eingesetzt.

Micro-Epsilon hat bereits 1987 die ersten linearen induktiven Wegaufnehmer der LVDT-Reihe in das Produktportfolio aufgenommen. Seither hat das Unternehmen diese Baureihe immer weiter optimiert und um zusätzliche Messverfahren ergänzt. Dazu gehören neben den LVDT (DTA, DTD)-Sensoren auch die LDR-Halbbrückensensoren und die Eigenentwicklungen VIP, LVP, EDS und MDS. Die induktiven Sensoren von Micro-Epsilon bestehen grundsätzlich aus einer gewickelten Spule, die mit einer variierenden Erregerspannung versorgt wird. Modelle mit Stößel, Messhülse, Messrohr, Taster, integrierter oder externer Elektronik eröffnen zahlreiche Einsatzmöglichkeiten. Eine weitere Stärke des Unternehmens sind Eigenentwicklungen, die eine Anpassung an kundenspezifische Messaufgaben ermöglichen. Die induktiven Wegaufnehmer zeichnen sich durch Robustheit und Zuverlässigkeit bei rauen Bedingungen aus – mit hoher Signalgüte und Temperaturstabilität, Resistenz gegen Schock und Vibration sowie Unempfindlichkeit gegen Schmutz sowie Feuchtigkeit.

Induktive Weg- und Positionssensoren von Micro-Epsilon sind robust, zuverlässig sowie präzise und werden für Einzelanwendungen und Großserien unter anderem in der Prozessautomatisierung, Qualitätssicherung, an Prüfständen sowie in der Automobilindustrie eingesetzt.

Die Sensoren der LDR-Serie zeichnen sich durch eine kurze, kompakte Bauform mit geringem Durchmesser aus. Die kompakte Bauform und der kleine Sensordurchmesser erlauben den Einbau der Messsysteme auch unter eingeschränkten Platzverhältnissen. Bei diesem Messverfahren verfügt der Sensor über eine einzelne Spule mit Mittelabgriff (Halbbrücke). Im Inneren der Sensorspule, die aus symmetrisch aufgebauten Wicklungskammern besteht, bewegt sich ein ungeführter Stößel. Dieser Stößel ist über ein Gewinde mit dem bewegten Messobjekt verbunden. Durch die Bewegung des Stößels innerhalb der Spule wird ein elektrisches Signal erzeugt, das direkt proportional zum zurückgelegten Weg ist.

Die induktiven Sensoren der Serie EDS sind mit einem druckdichten Edelstahlgehäuse aufgebaut. Das Messprinzip der EDS-Serie basiert auf dem Wirbelstromeffekt. Der Wegsensor besteht aus einer Mess- und einer Kompensationsspule, die beide druckdicht in einem nicht ferromagnetischen Edelstahlstab montiert sind. Als Messobjekt dient eine Aluminiumhülse, die berührungslos am Gehäuse entlang bewegt werden kann. Werden beide Spulen mit Wechselstrom versorgt, so entstehen im Rohr zwei orthogonale Magnetfelder. Die elektronische Schaltung erzeugt aus dem Verhältnis der Impedanzen der Mess- und Kompensationsspule ein Signal und wandelt die Hülsenposition in ein lineares elektrisches Ausgangssignal von 4 bis 20 mA um. Dadurch werden Temperatureffekte im Wesentlichen kompensiert.

Induktive Sensoren der Serie LVDT und Mess-Taster

Die Wegaufnehmer der Reihe induSENSOR werden in der Automation, Qualitätssicherung, in Prüffeldern und der Fahrzeugtechnik eingesetzt. LVDT-Wegsensoren und -Messgeräte bestehen aus einer Primär- und zwei Sekundärspulen. Der LVDT-Wegsensor ist ein elektromechanischer Wandler, der die geradlinige Bewegung eines Objekts in ein elektrisches Signal umwandelt. Dabei ist das Objekt mechanisch mit dem Aufnehmer gekoppelt. Als Messobjekt fungiert ein stabförmiger Magnetkern. Dieser Kern bildet mit dem beweglichen Stößel bzw. der Sondenspitze eine Einheit. Ein elektronischer Oszillator versorgt die Primärspule mit einem Wechselstrom konstanter Frequenz. Die digitale Wandlung führt zum jeweiligen Ausgangssignal. Aufgrund dieses differenziellen Sensordesigns ist das Ausgangssignal der LVDT-Serie sehr stabil – insbesondere in der Mitte des Messbereichs.

Induktiver Taster mit kompaktem Kabelcontroller

Der induktive Taster induSENSOR DTD gehört ebenfalls zur LVDT-Reihe und ist für Serienlösungen in Maschinenbau und Automatisierung konzipiert. Das neue Sensorsystem besteht aus einem kompakten Taster und einem robusten Kabelcontroller. Dank der hohen Genauigkeit und der robusten Bauweise ist der induSENSOR DTD für industrielle Messaufgaben prädestiniert.

Der Aufbau des induSENSOR DTD ist sowohl äußerst kompakt als auch einfach gehalten. Die induktiven Sensoren werden beispielsweise zur Qualitätskontrolle und Produktionsüberwachung eingesetzt, wo sie Auflösungen bis in den Mikrometerbereich erreichen. Der Taster und der Controller sind über ein 3 m langes Kabel verbunden, welches so widerstandsfähig ist, dass es auch für Schleppkettenanwendungen verwendet werden kann. Der Sensor liefert auch in rauen Industrieumgebungen präzise Ergebnisse und erreicht hohe Temperaturstabilität. Zudem ist er sowohl schock- als auch vibrationsresistent. Der Controller ist in einem robusten Edelstahlgehäuse untergebracht, welches Schutz gegen Schmutz und Feuchtigkeit bietet.

Justierung und Kalibrierung des Systems erfolgen werksseitig. Dies hat den Vorteil, dass der Sensor per Plug & Play schnell einsatzbereit ist. Die Handhabung vereinfacht sich dadurch ebenfalls. Für den Einbau wird nur wenig Platz benötigt, da der Sensor lediglich einen Durchmesser von 8 mm und der Controller von 18 mm besitzt. Über eine Montageklammer ist der Sensor schnell an der richtigen Position montiert. Der Preis ist für Serienanwendungen mit hohen Stückzahlen optimiert. Erhältlich sind die Taster in den Messbereichen ±1 mm, ±3 mm, ±5 mm und ±10 mm. Das System verfügt über einen einstellbaren Strom– und Spannungsausgang sowie eine RS485 Schnittstelle.

Qualitätskontrolle in Produktionsprozessen

Die Einhaltung geometrischer Toleranzen bei mechanischen Bauteilen ist ein entscheidendes Qualitätsmerkmal. Die induktiven Sensoren ermöglichen eine 100%-Kontrolle in der Fertigung, Inline wie Offline. Sie prüfen hier präzise verschiedene Parameter wie die Planarität, Stufenhöhe, Durchbiegung oder Dicke. Möglich sind Maßhaltigkeitsprüfungen sowie Vergleichsmessungen mit Gut-Teilen. Für diesen Prozess ist eine hohe Reproduzierbarkeit nötig, die die induktiven Sensoren von Micro-Epsilon bieten. Zudem müssen häufig mehrere Messpunkte an einem Objekt geprüft werden, bei der die Multichannel-Lösungen von Micro-Epsilon von Vorteil sind.
 
Die Einhaltung geometrischer Toleranzen bei mechanischen Bauteilen ist ein entscheidendes Qualitätsmerkmal. Die induktiven Sensoren ermöglichen eine 100%-Kontrolle in der Fertigung, Inline wie Offline.

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