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WILLKOMMEN IM SENSOR KOSMOS WELCOME TO THE SENSOR COSMOS

WILLKOMMEN IM SENSOR KOSMOS WELCOME TO ... - Sensitec

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Winkelmessung – Grundlagen | Angle Measurement – Basic PrinciplesWinkelmessungangle measurementEine der Hauptanwendungen für MR-Sensoren ist die Winkelmessung. Das berührungslose, verschleißfreieMessprinzip, kombiniert mit hoher Genauigkeit und höchster Dynamik, macht den MR-Sensor zu eineridealen Wahl für den Maschinenbauer. MR-Sensoren bieten unterschiedliche Möglichkeiten, einen Winkelzu messen. Jede von ihnen ist optimiert für die Anforderungen der spezifischen Anwendung.Für die Winkelmessung gibt es zwei verschiedene Messkonzepte: DieMessung am Wellenende und am Wellenumfang. Für die Messungam Wellenende wird ein 2-poliger Magnet für die Winkelmessungverwendet. Für die Messung am Wellenumfang stehen demAnwender zwei Möglichkeiten zur Verfügung. Es kann sowohl einaktiv magnetisierter Polring eingesetzt werden als auch ein Zahnrad.Der aktive Polring ist hierbei z. B. aus einem elastomergebundenenHartferrit mit abwechselnden Nord-Süd-Polen magnetisiert.Wird ein Zahnrad als passive Maßverkörperung verwendet, mussdieses aus einem weichmagnetischen Metall gefertigt sein. Fürdie Messung des Winkels am Wellenende an einem rotierendenMagneten wird ein MR-Sensor der AA700-Serie genutzt, da dieserdie FreePITCH ® -Technologie nutzt und er somit an keine besonderePolteilung gebunden ist. Wird ein Multipolring für die typischeMessung am Wellenumfang verwendet, eignet sich ein an diePollängen angepasster Sensor am besten. Hier bieten sich die aufder FIXPITCH ® -Technologie basierenden Sensoren der AL700-Serie,wie zum Beispiel der AL798 für 1 mm Pollänge (2 mm Polpaarlänge),an. Bei der Verwendung von Zahnrädern eignen sich die Sensorender GLM-Serie am besten. Bei diesen ist der notwendige Magnet fürdas Hilfsmagnetfeld bereits im Sensor integriert. Die GLM-Sensorenfunktionieren nicht nur für die Messung an Zahnrädern – bereitsan zahnähnlichen Strukturen (zum Beispiel einer Metallscheibe mitLöchern) liefern die Sensoren Sinus- und Kosinus-Signale, die sichgut für die Weiterverarbeitung eignen.In einigen Anwendungen wird eine Referenz für die Grundfunktionbenötigt. Diese Referenz wird durch einen zweiten Sensor realisiert,wie zum Beispiel durch den Magnetfeldsensor GF705 oder GF708.Eine Referenzstelle auf einer zweiten magnetischen Spur auf demaktiven Polring wird durch diese Sensoren erfasst und zur Erzeugungeines Z-Impulses verwendet. Beim Einsatz einer passiven Maßverkörperungkann ein einzelner Zahn oder eine einzelne Nut auf einemweiteren Ring zur Erzeugung der Referenz eingesetzt werden.MR-Sensoren für die Winkelmessung bestehen aus MR-Widerstandsstreifen,die zu zwei Wheatstone-Brücken zusammengeschaltetsind. Sie liefern differenzielle Sinus- / Kosinus-Signale. Durch dieseSchaltung werden Temperatureffekte reduziert und die Ausgangsamplitudeerhöht.In den Sensormodulen von Sensitec werden die Signale mit zusätzlicherElektronik konditioniert, um die vom Sensor gelieferten Signaleso zu wandeln, dass der Anwender sie in seiner Applikation leichterverarbeiten kann.MR-Sensor am Wellenende mit Dipol-MagnetMR sensor at shaft end with dipole magnetTypische Ausgangssignale sind 1-Volt Spitze-Spitze oder digitaleQuadratur-Signale (AB-Signale). Es sind aber auch digitale serielleProtokolle, wie zum Beispiel SSI oder BiSS möglich. Offset undPhasenverschiebungen der Sinus- / Kosinus-Signale können mit derSignalkonditionierung kompensiert werden. Die Auflösung wird durchdie verwendeten MR-Sensoren und die Einstellungen in der Elektronikbestimmt. Genauigkeiten im Winkelminutenbereich können somiterreicht werden. Mit besonderen Designs können auch Genauigkeitenim Winkelsekundenbereich erzielt werden. Ein großer Vorteil der MR-Sensoren in der Winkelmessung ist der kontaktlose und verschleißfreieEinsatz. Der Abstand zwischen der Maßverkörperung und demSensor kann je nach verwendetem Design einige Millimeter betragen.Schmutz und Öl zwischen der Maßverkörperung und dem Sensorhaben keinen Einfluss auf das Messergebnis. Durch die sehr hoheWiederholgenauigkeit ist das Sensorsystem für Positionierungsaufgabenideal geeignet. Die extreme Dynamik des MR-Sensors erlaubtHochgeschwindigkeitsanwendungen mit extrem hohen Beschleunigungen.Der weite zulässige Umgebungstemperaturbereich erlaubtauch einen Einsatz unter extremen Einsatzbedingungen, zum Beispielin Messsonden für Öllochbohrungen (bei 200 °C und 1000 bar) oderin Weltraumanwendungen. MR-Sensoren können ebenfalls für dieKonstruktion von Drehgebern in Kernstrahlung und Vakuum eingesetztwerden. In den meisten Anwendungen ist die Elektronik derbegrenzende Faktor und nicht der Sensor.24

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