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DC/DC-Wegsensoren Typ 8740, 8741
Anwendung
Mit induktiven Wegsensoren nach dem Differential-Transformator- Prinzip (LVDT) sind Wege und indirekt auch in Wege umformbare Grössen, wie Kräfte, Drücke, Dehnungen, Drehmomente, Schwingungen usw., messbar.
In vielen Bereichen der Technik (Industrie, Forschung, Entwicklung...) werden diese Sensoren wegen ihrer sehr guten Messqualität, des hohen Schutzgrades und der langen Lebensdauer eingesetzt.
Anwendungen sind Messen, Steuern, Regeln und Überwachen von langsamen und schnellen Bewegungen zwischen Maschinenteilen, Lagemessungen und Lageänderungen von Bauteilen und Fundamenten, Servoreglern, Ventilsteuerungen, Robotersteuerungen, Wachstumsmessungen usw.
Der Aufbau ist robust - die im Inneren angeordneten Spulen und Elektronik sind vergossen, so dass Erschütterungen und Vibration problemlos ertragen werden. Dadurch sind diese Sensoren auch für mobile Applikationen (z.B. in Fahrzeugen) und Prüfstände mit grossen Prüfzyklenzahlen geeignet.
Beschreibung
Diese induktiven Wegsensoren mit integrierter Elektronik enthalten einen Differential-Transformator und einen Trägerfrequenz-Messverstärker, die in einem Edelstahlgehäuse untergebracht und vergossen sind.
Der Differential-Transformator besteht aus einer Primär- und zwei Sekundärwicklungen, die symmetrisch zur Primärwicklung angeordnet sind. Mit der integrierten Elektronik wird die in den Sekundärspulen induzierte Wechselspannung demoduliert, gefiltert und verstärkt. Ein stabförmiger Kern ist innerhalb des Differential-Transformators verschiebbar.
Der Sensor liefert am Ausgang eine wegproportionale Spannung (DC), abhängig von der Lage des verschiebbaren Kerns im Inneren des Sensors.
Der Typ 8740 enthält einen ohne Federkraft axial frei beweglichen Kern mit 2 Gleitringen aus Teflon. Durch diese wird der Kern in der Durchgangsbohrung des Sensorkörpers zentriert. Zur mechanischen Kopplung des Kerns mit dem Messobjekt steht das Gewinde M2 am Ende der Schubstange zur Verfügung. Querkräfte auf die Schubstange sind zu vermeiden.
Beim Typ 8741 ist die Schubstange kugelgelagert. Durch eine Feder wird die Tastspitze gegen das Messobjekt gedrückt. Vorteilhaft ist diese Ausführung dann, wenn eine mechanische Kopplung entweder aufwändig oder nicht praktikabel ist. Auch hier führen Seitenkräfte zu einer verkürzten Lebensdauer. Gegen Verschmutzung und Spritzwasser ist die Messseite des Sensors mit einem Faltenbalg geschützt.
LVDT – wie funktioniert´s?
Anders als herkömmliche Messverfahren zeichnet sich das sogenannte induktive Messwertverfahren LVDT durch die hohe Genauigkeit einerseits und durch die direkte Umwandlung physikalischer Grössen wie Kraft und Grösse in Wegstrecken andererseits aus. Jeder LVDT-Sensor verfügt über einen integrierten Taster, der berührungsloses Arbeiten in zahlreichen Umgebungen ermöglicht. In vielen Bereichen sind die positiven Eigenschaften von LVDT gerade für Konstrukteure unverzichtbar geworden. Die meisten LVDTs sind aus Polymer-Fiberglas und halten dadurch selbst hohen Temperaturen und extremer Feuchtigkeit stand. Zur externen Elektronik des LVDTs gehört ein Aufnehmer, der über eine unendlich grosse Auflösung verfügt. Die auf der DC-Basis funktionierenden Geräte bestehen aus dem normalen induktiven Wegaufnehmersystem sowie einer Dünn- und Dickfilmtechnik. Einige LVDT-Modelle verfügen nicht über eine eingebaute Elektronik. Dafür bieten einige Anbieter externe Elektronikeinheiten. Darin enthalten sind beispielsweise Oszillatoren, Demodulatoren oder Verstärker. Einige LVDTs verfügen über sogenannte Tastfedern. Damit lässt sich ganz bewusst Kontakt zur jeweiligen Oberfläche darstellen. Dieser dient zu speziellen Oberflächenprüfungen.
LVDT – die Vorteile
Durch den reibungslosen Betrieb bei richtiger Anbringung ist die Lebensdauer eines LVDTs quasi unbegrenzt. Es tritt keinerlei mechanische Abnutzung auf, was insbesondere im Zusammenhang mit dynamischen Werkstoffprüfgeräten von Vorteil ist. Darüber hinaus eignet sich LVDT auch in extremen Umgebungsbedingungen. Es kann sogar korrosiven Gasen oder Flüssigkeiten ausgesetzt werden ohne dadurch Schaden zu nehmen. Auch dem ärgsten Schmutz und Staub hält ein LVDT stand. In Spezialbereichen lässt sich ein LVDT bis zu einer Temperatur von bis zu 600 Grad Celsius oder auch in einer gering radioaktiven Umgebung einsetzen. Die Messtechnik des LVDTs wird durch jeden dieser Faktoren in keiner Weise negativ beeinträchtigt.
LVDT – die Anwendungsmöglichkeiten
Sensorische Messgeräte wie LVDT findet man in zahlreichen unterschiedlichen Branchen. Sie alle haben gemeinsam, dass es bei den Messverfahren auf eine möglichst hohe Genauigkeit ankommt, die ihnen LVDT ermöglicht. Einige Bereiche, in denen man LVDT findet sind: Industrie, Luftfahrt, Verteidigung, Kraftwerksbau, Medizintechnik oder Schifffahrt. Anbieter von Mess- und Sensortechnik beliefern die Testlabore der unterschiedlichen Branchen mit der hochmodernen LVDT-Technologie.
LVDT – Angebot und Anschaffung
Die LVDT-Technologie ist als High Tech Anwendung nur für eine ausgewählte Zielgruppe entwickelt worden. Wer sich diese spezielle Form der Messtechnik anschafft, sollte eine dauerhafte Anwendung planen. Andernfalls lohnt sich das LVDT allein aus finanziellen Gründen nicht. Lassen Sie sich von den Anbietern bzw. den Herstellern von LVDT über die unterschiedlichen Modelle und deren Vorteile aufklären. Sollten die standardisierten Ausführungen nicht mit den Voraussetzungen in Ihrem Unternehmen zu kombinieren sein, können Sie sich auch massgeschneiderte LVDTs für Ihren Betrieb oder Ihr Labor anfertigen lassen. Die Individuallösung muss dabei nicht unbedingt viel teurer sein als der Standard. Häufig bedienen sich die Hersteller der LVDTs einer Art Baukastenprinzip, mit dem sich vorhandene Tools auf vielfältigste Art und Weise kombinieren lassen.
Charakteristische Merkmale
- Messbereiche 0 ... 1 mm bis 0 ... 150 mm
- Nichtlinearität ± 0,25 % v.E., optional bis 0,1 % v.E.
- Integrierter Messverstärker, Ausgang 0 ... 5 V
- Optional 0 ... 10 V, 4 ... 20 mA
- Unempfindlich gegen Vibration und Stoss durch vergossene Elektronik
- Sonderausführungen auf Anfrage (siehe Optionen)