Endüktif Sensörlerin Çalışma Şekli
Endüktif sensörler metal objeleri temassız olarak algılar ve sensör ile ölçüm objesi arasındaki mesafeyi elektromanyetik endüksiyon ile ölçer. Bunun için bir akım bir bobinden geçer, bu da bobinin etrafında bir elektromanyetik alan oluşturur. Örneğin çelik veya alüminyum gibi elektrik ileten bir obje manyetik alana yaklaştığında, manyetik alan değiştirilir. Endüktif sensör manyetik alandaki değişikliği algılar ve bu değişikliği değerlendirerek yakındaki bir metal objenin olup olmadığını belirler.
Çeşitli anahtarlama çıkışları
Dijital anahtarlama çıkışında, sensör elektrik ileten bir obje algıladığında hemen bir sinyal bulunur. Mesafe, analog bir çıkış üzerinden oransal gerilim sinyali olarak, ya 4 mA…20 mA akım değeri olarak ya da 0 V…10 V gerilim değeri olarak verilebilir. IO-Link arayüzüne sahip endüktif sensörlerde, anahtarlama çıkışları (NPN, PNP veya push-pull ) açıcı veya kapatıcı olarak ve de anahtarlama mesafeleri yapılandırılabilir.
Endüktif sensörlerde anahtarlama mesafeleri
Anahtarlama mesafesi, bir standart ölçüm plakasının endüktif sensörün aktif yüzeyine yaklaştığı ve bir sinyal değişimine neden olduğu bir mesafedir. Standart ölçüm plakası, d = 1 mm kalınlığında çelik, topraklanmış kare bir plakadır. Bir obje aktif yüzeyden uzaklaştığında sensör daha uzun süre devrede kalır. Bunun aksine, obje aktif yüzeye doğru hareket ettiğinde sensör daha kısa süre devrede olur. Anahtarlama mesafesine bağlı olarak açma ve kapatma noktası arasındaki yüzde farkına anahtarlama histerezi denir. Anahtarlama mesafesi ayrıca anma anahtarlama mesafesi (Sn), gerçek anahtarlama mesafesi (Sr), efektif anahtarlama mesafesi (Su) ve çalışma mesafesi (Sa) değerlerine bölünür.
Korrekturfaktor 1
Einfluss von verschiedenen Materialien auf den Schaltabstand
Der Korrekturfaktor eines induktiven Sensors bezieht sich auf den angegebenen Schaltabstand für ein Objekt aus Stahl (EN 60947-5-2). Soll ein Objekt aus einem anderen Werkstoff detektiert werden, muss der Schaltabstand um den angegebenen Korrekturfaktor angepasst werden. Induktive Sensoren mit Korrekturfaktor 1 weisen für alle Metalle den gleichen Schaltabstand auf. Der Korrekturfaktor 1 ist von großer Bedeutung in Anwendungen, bei denen das Material des zu erfassenden Objektes variieren kann. Bei induktiven Sensoren ist der Korrekturfaktor im Datenblatt angegeben.
Schaltfrequenz bei induktiven Sensoren
Die Schaltfrequenz entspricht der maximal möglichen Anzahl von Schaltvorgängen pro Sekunde, wenn der Abstand zwischen den zu erfassenden Objekten gleich der Größe des einzelnen Objektes in Hertz (Hz) ist, das heißt bei einem Tastverhältnis von 1:2.
Einbausituationen induktiver Sensoren
Induktive Sensoren werden in einer Vielzahl an Anwendungsbereichen eingesetzt und ermöglichen eine zuverlässige Detektion kleinster Teile sowie eine sichere Erkennung von Endpositionen. Da die induktiven Sensoren auf elektrisch leitfähige Objekte und Materialien reagieren, muss beim Einbau genügend Abstand zu metallischen Objekten eingehalten werden, um ein ungewolltes Schalten des Sensors zu vermeiden. Die Einbaubedingungen sind dem Datenblatt des jeweiligen Sensors zu entnehmen.
Bündige Sensoren
Bündige Sensoren können ohne Überstand in elektrisch leitende Materialien montiert werden, da sie einen Metallring um den Sensorkopf haben, der den Sensor vor Einflüssen durch das umliegende Material schützt. Diese Abschirmung bewirkt eine Reduktion des elektromagnetischen Feldes und somit einen geringeren Schaltabstand. Der bündige Einbau schützt den Sensor vor Beschädigungen und verhindert, dass vorbeifahrende Objekte am Sensor hängen bleiben. Dadurch eignen sie sich besonders für enge Einbausituationen.
Nicht bündige Sensoren
Bei nicht bündigen Sensoren ist die aktive Fläche nicht von einem Metallgehäuse umgeben. Dadurch wird das erzeugte Magnetfeld nicht durch das Gehäuse abgeschirmt und es kann sich ein größeres Feld aufbauen. Induktive Sensoren mit nicht bündigem Einbau haben den größten Schaltabstand, stehen jedoch deutlich aus der umgebenden Fläche hervor. Der bündige Einbau von diesen Sensoren ist nur in Materialien möglich, die nicht leitend sind.
weproTec und Alternativfrequenz
weproTec ist die Abkürzung für wenglor proximity switch technology, eine von wenglor patentierte Technologie für induktive Sensoren. Induktive Sensoren mit weproTec können sehr nah nebeneinander oder gegenüberliegend im Abstandsbereich B1 montiert werden. In diesem Bereich beeinflussen sich die Sensoren gegenseitig nicht. Dies wird erreicht, indem sich die Sensoren miteinander synchronisieren und zeitversetzt zueinander pulsen.
Alternativfrequenz ist eine einfachere Form der weproTec-Technologie, bei der eine alternative Arbeitsfrequenz parametriert werden kann. Dadurch stören sich zwei Sensoren in unmittelbarer Nähe nicht gegenseitig, wenn bei einem die Alternativfrequenz aktiviert ist und beim anderen nicht aktiviert ist. Sie arbeiten jeweils mit einer anderen Arbeitsfrequenz.
Übersicht der induktiven Sensoren
Unterschied zwischen induktiven Sensoren und optoelektronischen Sensoren
Sowohl induktive Sensoren als auch optoelektronische Sensoren ermöglichen dank ihrer unterschiedlichen Funktionsprinzipien und damit einhergehenden Vorteilen eine breite Einsatzvielfalt, die den unterschiedlichsten Anforderungen gerecht wird.
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