Analoger Näherungssensor

Die Vorteile magneto-induktiver Sensoren

Die Auswertung von Wirbelströmen und magnetischer Feldstärke von Magneten sind seit langem etablierte Verfahren in der Abstandsmessung. Weniger bekannt ist, dass sich beide Verfahren kombinieren lassen. Solche magneto-induktiven Sensoren weisen eine Reihe interessanter Eigenschaften auf.

Ein magneto-induktiver Sensor wertet den Abstand zwischen dem so genannten Targetmagneten und dem Sensor aus. Je größer der Abstand, desto geringer die magnetische Feldstärke. Würde nur die Feldstärke eines Magneten zur Abstandsmessung genutzt, wäre die Kennlinie des Sensors stark nicht­linear, wie beispielsweise bei Hall-Sensoren. Hier schwächt sich der Signalhub zum Ende des Messbereichs hin deutlich ab. Deshalb wird dieser Sensortyp für die Messung größerer Abstände nur ungern genutzt. Die Kombination aus Wirbelstromverfahren und einem magnetisch sensitiven Element kompensiert diese Nichtlinearität und sorgt gewissermaßen für eine Selbstlinearisierung. Dadurch fällt die Kennlinie eines magneto-induktiven Sensors auch an der Grenze seines Messbereichs nicht ab.

Da ein magneto-induktiver Sensor auf die Magnetfeldstärke reagiert, lässt sich sein Messbereich über unterschiedliche Targetmagnete einstellen: je stärker ein Magnet, desto größer der Messbereich. Standardmäßig sind Targets für Messbereiche bis zu 55 mm möglich, für OEM-Projekte bis zu 80 mm. Trotz dieses großen Messbereichs können die Sensoren aufgrund ihrer hohen Empfindlichkeit selbst kleinste Wegänderungen erfassen. Typisch für die MainSensor-Reihe sind Auflösungen zwischen 10 und 30 µm. Damit ist das magneto-induktive Verfahren in beiden Disziplinen – Messbereich und Empfindlichkeit – dem Hall-Verfahren überlegen. Hall-Sensoren erreichen Messbereich von etwa 30 mm. Die Empfindlichkeit ist zwar am Messbereichs-Anfang etwas höher, nimmt aber zum Messbereichs-Ende stark ab und verlangt eine aufwendige Linearisierung. Ein weiterer Vorteil magneto-induktiver Sensoren: Sie können durch nicht ferromagnetische Stoffe wie Kunststoff-Abdeckungen oder Aluminium messen. Damit eignet sich das Messverfahren für druckdichte Behälter und geschlossene Systeme.

1. Teil: Die Vorteile magneto-induktiver Sensoren
2. Teil: Knackpunkte des Messprinzips
3. Teil: Auch für Drehzahl-Messungen geeignet

Weiterführende Links:

• Messtechnik / Sensorik: Führungswechsel bei Micro-Epsilon