Alles aus einer Hand 

a.b.jödden, die Sensorspezialisten vom Niederrhein, kann seit nunmehr 25 Jahren seine Kunden vor allem mit induktiven Wegaufnehmern, Neigungs- und Beschleunigungssensoren begeistern.  

Bekannt ist das Unternehmen a.b.jödden vor allem für die kundenspezifische Fertigung auch in kleinen Stückzahlen. Möglich macht dies eine Art Baukastenprinzip. So bleiben auch die Kosten überschaubar. Zu all diesen Themen berät das kleine Team aus Krefeld gerne telefonisch, per Mail oder über LinkedIn. Zum Anfang des Jahres erweiterte a.b.jödden den Service und verkündete, dass nun CAD-Modelle aller angebotenen Sensoren kostenlos auf der Konstrukteursplattform www.Traceparts.com zur Verfügung stehen.  

Nun folgt zur SENSOR+TEST 2024 der nächste große Schritt: Um die Anforderungen der Kunden noch besser zu erfüllen, wurden zwei neue Produktlinien hinzugefügt. Neben Neigungs-, Beschleunigungs- und Vibrationssensoren der Kelag Künzli Elektronik AG und den robusten, induktiven Wegaufnehmern der Schreiber Messtechnik GmbH gesellen sich noch dielektrische Polymersensoren von Delfa Systems und der Datalogger Dydaqtec der gbm mbh hinzu. 

Alles zueinander passend 

Diese Sensoren werden vor allem im Bausektor eingesetzt. Dort überwachen sie die Neigung von Bauwerken oder Baumaschinen. Sie können dank ihrer geringen Baugröße auch in vielen weiteren Bereichen Optimierungsarbeit leisten. So können z. B. Mähwerke von Mähdreschern oder empfindliche Gastanks in Echtzeit überwacht werden.  

Die Basis der Fertigung solcher Systeme ist die 3D-Mems Technologie. 

Bei dieser Technologie wird die Prüfmasse aus einem Stück hochreinem Silizium herausgeätzt. Dieses Teil wird hermetisch dicht und isoliert zwischen zwei ebenfalls hochreinen Silizium-Platten eingeschlossen, die gleichzeitig die Kondensatorplatten bilden. Dieser hermetische Einschluss schützt das Sensorelement gegenüber Feuchtigkeit. Durch das Auffüllen mit Gas unter Druck wird das Dämpfungsverhalten der Prüfmasse bestimmt und störende Vibration vermindert. Das einkristalline Material verleiht dem Messbalken eine hohe Schockfestigkeit (20000 g) und gleichzeitig eine sehr hohe Reproduzierbarkeit. Weitere große Vorteile der 3D-MEMS-Technologie sind die Unempfindlichkeit gegenüber Verformungen, das wesentlich größere Nutzsignal und dadurch bedingt größere Auflösungen bzw. Genauigkeiten. Die symmetrische Bauform vermindert den Temperatur-Koeffizienten beträchtlich. 

Das Sensorelement ist nur 1,4 x 1,4 x 2 mm groß und aus drei verschiedenen Wafern ausgesägt. Diese drei Elemente werden in einem speziellen Verfahren mit den Glaszwischenschichten verschweißt und sind hermetisch dicht. Die 3D-MEMS Sensoren erreichen bei einer Auflösung von bis 0,008° eine Reproduzierbarkeit besser als 0,01° und eine Langzeitstabilität von 0,03° über 1 Jahr. 

Sie werden mit integriertem ASIC und einem Ausgangssignal von 0,5…4,5 V über den Messbereich in SMD-Gehäusen von 5 x 10,5 x 11,3 mm Größe angeboten.

Induktive Wegaufnehmer  

Lineare Wege lassen sich mit analogen, induktiven Wegaufnehmern optimal messen. Diese bewährte, robuste Technik wird z. B. zur Beladungsmessung von Bahnen oder in der Kraftwerkstechnik eingesetzt. 

Im Inneren eines Spulenkörpers erfolgt eine axiale Verschiebung eines NiFe-Kerns. Die Position des Kerns in der Spule führt zu einer spezifischen Verteilung der Induktivität in den beiden Hälften der Spule. Diese Induktivitätsverteilung wird entweder durch eine externe oder in den Sensor integrierte Elektronik in ein analoges Signal umgewandelt, welches proportional zur gemessenen Strecke ist. Diese unkomplizierte Methode zur Erfassung absoluter Wegstrecken ermöglicht die Schaffung eines robusten und zuverlässigen Sensorsystems.  

Durch die Integration in ein Gehäuse aus Edelstahl oder NiFe und anschließendem Verguss, entsteht ein analoger Sensor, der im Temperaturbereich von -40° C bis +125° C betrieben werden kann. Dieser erreicht mühelos den Schutzgrad IP68 und ist stoß- sowie vibrationsfest bis zu einer Belastung von 250 g. 

Mit diesen Sensoren stehen den Anwendern äußerst robuste, leicht bedienbare und absolut messende Systeme zur Verfügung. Auch die Verdrahtung der Sensoren durch den Anwender in der bewährten 2- oder 3-Leitertechnik gestaltet sich einfach und zuverlässig.  

Dielektrische Polymersensoren 

Während analoge, induktive Wegaufnehmer vor allem in Bereichen eingesetzt werden, wo eine präzise, berührungslose Messung eines linearen Weges gefragt is, kann die DEAP- Sensorik in allen Bereichen genutzt werden, die eine Streckung, Stauchung oder Druck erfahren, auch wenn diese nicht linear sind. Das schließt seitliche Verschiebungen mit ein. Möglich macht dies der besondere Aufbau der DEAP, welcher im Grundsatz aus drei Schichten besteht. Die Basis bildet eine flexible, dielektrische Elastomerfolie. Beschichtet ist diese Folie beidseitig mit einer leitfähigen Oberfläche. So bildet dieses Konstrukt einen verformbaren Kondensator, der Dehnungen von bis zu 100 % erlaubt und diese auch erfassen kann.  

Wird dieser Kondensator nun mit einer externen Kraft beaufschlagt, die auf den Sensor drückt oder diesen auseinanderzieht, vergrößert sich die leitfähige Oberfläche. Die Vergrößerung dieser Elektrodenfläche ist direkt proportional zur elektrischen Kapazität, welche sich wiederrum auslesen lässt.  

Durch geschicktes Ableiten dieser Werte kann sogar die Art der Krafteinwirkung, also zum Beispiel kreisrund oder eckig, ermittelt werden. Diese wertvollen Daten können dann in unterschiedlichen Anwendungsgebieten genutzt werden. 

Diese Technologie ermöglicht z. B. "Motion Capturing" an Maschinen in der Industrie, Landwirtschaft und Infrastruktur. Hier erlaubt die Flexibilität einfachste Integration oder Nachrüstung. 

IIoT-Datalogger 

Hochgenaue Messwerterfassung + Usability + Connectivity = dydaqlog. Dieser Datenlogger vereint die Vorteile flexibel einstellbarer Sensoreingänge, genauer und zuverlässiger Datenaufzeichnung mit einfacher, intuitiver Einrichtung und Bedienung sowie nahtloser Anbindung an industrielle Cloud-Lösungen. Die Messdaten sind jederzeit und überall verfügbar im Industrial Internet of Things IIoT. Alle Sensoren, die von der a.b.jödden gmbh vertrieben werden, können problemlos in dieses System eingegliedert werden. 

Da der Logger auch als Webserver mit eigener Oberfläche und sogar als Hotspot arbeitet, kann die Auswertung genau dort stattfinden, wo der Kunde es wünscht. Die 16 differentiellen Analogeingänge mit 24 Bit Auflösung und 10 Hz Abtastrate pro Kanal erlauben eine große Bandbreite an Betriebsmöglichkeiten. Natürlich sind auch je 6 digitale Ein- und Ausgänge an Bord. Der Eingangsspannungsbereich ist mit ± 10 / 5 / 3 / 1,6 V bzw. ± 800 / 400 / 200 / 100 mV genauso flexibel wie der Versorgungsspannungsbereich, der zwischen 10 ~ 36 VDC variieren darf. 

Bilder: Michael Heßhaus/Midjourney; gbm mbh 

Autor: Michael Heßhaus, Marketing und Vertrieb, a.b.jödden gmbh, Krefeld