Sensoren, die berühren

Industrielle Automatisierung steigert Effizienz und optimiert Prozesse in vielen Branchen. Dabei sind Sensoren essenziell: Sie erfassen und verarbeiten Daten zur Steuerung und Überwachung. Die robusten, präzisen und zuverlässigen induktiven Sensoren von Micro-Epsilon bewähren sich in Prozessautomatisierung, Qualitätssicherung, Prüfständen und der Automobilindustrie. 

Induktive Sensoren prägen Effizienz, Genauigkeit und Zuverlässigkeit moderner Automatisierungssysteme. Dank hoher Präzision, Stabilität und Robustheit sind sie in vielen Branchen unverzichtbar. Sie erfassen Verschiebungen, Abstände oder Positionen und kommen in Prozessautomatisierung, Qualitätssicherung, Prüfständen, Hydraulik, Pneumatik und im Automobilbau zum Einsatz – sowohl in Einzel- als auch Großserienanwendungen. 

Seit 1987 bietet Micro-Epsilon induktive Wegaufnehmer an und hat die Produktpalette stetig erweitert. Neben LVDT-Sensoren (DTA, DTD) zählen dazu LDR-Halbbrückensensoren sowie Eigenentwicklungen wie VIP, LVP, EDS und MDS. Modelle mit Stößel, Messhülse oder integrierter Elektronik ermöglichen flexible Anwendungen. Eigenentwicklungen erlauben zudem kundenspezifische Anpassungen. Die Sensoren sind für den industriellen Einsatz ausgelegt und überzeugen durch hohe Signalgüte, Temperaturstabilität sowie Resistenz gegen Schock, Vibration, Schmutz und Feuchtigkeit. 

Die Sensoren basieren auf gewickelten Spulen, die mit variierender Erregerspannung betrieben werden. Dadurch sind Messungen auch durch Materialien wie Kunststoff, Keramik, Öl oder nicht ferromagnetischen Stahl möglich. 

Die LDR-Serie zeichnet sich durch kompakte Bauweise und geringen Durchmesser aus und eignet sich für beengte Einbausituationen. Ihr Halbbrückenprinzip erzeugt ein Signal, das proportional zum Weg des Stößels ist. 

Die EDS-Serie nutzt den Wirbelstromeffekt: Zwei Spulen in einem druckdichten Edelstahlgehäuse erzeugen Magnetfelder, deren Impedanzverhältnis die Position einer Aluminiumhülse ermittelt. Das resultierende Ausgangssignal von 4–20 mA kompensiert Temperatureffekte und sorgt für präzise Messungen unter rauen Bedingungen. 

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. 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. 

Vorteile induktiver Sensoren 

Die Vielzahl der kompatiblen induktiven Wegsensoren und Messtaster von Micro-Epsilon eröffnet zahlreiche Anwendungsgebiete in der Automatisierungstechnik und im Maschinenbau. Möglich sind sowohl Inline- als auch Offline-Messungen. Die Sensoren können zudem auf einfache Weise an die Anforderungen der jeweiligen Messaufgabe angepasst werden z.B. durch verschiedene Montageleistungen sowie zahlreiche Dienstleistungen wie Justierung und Linearisierung verbunden mit Herstellerprüfzertifikaten. Das Standardportfolio bietet darüber hinaus ein modulares Baukastenprinzip, nach welchem sich Sensoren der Reihen LVDT und LDR mit Ein-, Zwei- oder Mehrkanalcontrollern kombinieren lassen. Die Controller sind robust und industrieoptimiert konstruiert. Des Weiteren besteht die Möglichkeit die Sensoren per USB-Konverter-Kabel sowie über moderne digitale Schnittstellenmodule an Ethernet, EtherCAT sowie PROFINET anzubinden. Das Unternehmen bietet außerdem die Software sensorTOOL, die unter anderem Messdatenanzeige, Parametrierung, Skalierung, Visualisierung und Export ermöglicht. Mit hoher Reproduzierbarkeit und Temperaturstabilität bieten diese Sensoren eine einfache, präzise und langlebige Lösung. Das Preis-Leistungs-Verhältnis ist für Serienanwendungen optimiert. 

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 denen die Multichannel-Lösungen von Micro-Epsilon von Vorteil sind. 

Geometrische Prüfung von Baustoffen 

Bei der Entwicklung von leistungsfähigen Baustoffen werden zahlreiche Materialtests durchgeführt. Zur geometrischen Prüfung sind induktive Wegsensoren von Micro-Epsilon im Einsatz, welche die Verformungen des Materials unter Belastung messen. Hierzu zählen vor allem thermische Belastungen bei Temperaturtests, aber auch mechanische Belastungen, z.B. bei Zug- oder Durchbiegeversuchen. 

Die Sensoren sind äußerst robust aufgebaut und überzeugen durch eine hohe Messgenauigkeit. Die Controller sind mehrkanalfähig und daher ideal geeignet, um mehrere Messsignale gleichzeitig aufzunehmen. 

Autor: Dipl.-Ing.(FH) Christian Niederhofer ist Produktmanager/Gruppenleiter Vertrieb Sensorik bei der Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG