Korrekt erkannt

Position und Bewegung zu erfassen, ist eine der Standardaufgaben in der Sensorik. Der „Teufel“ steckt auch hier in den Applikations-typischen Details. Vier Technologien im Vergleich.

Position und Bewegung zu erfassen, ist eine der Standardaufgaben in der Sensorik. Der „Teufel“ steckt auch hier in den Applikations-typischen Details. Vier Technologien im Vergleich.

Jede der gängigen Sensorlösungen, um Position und Bewegung exakt zu erfassen – sei es Drehgeber, Seilzuggeber, lineares Messsystem oder Inklinometer – hat ihre Vor- und Nachteile. Ausschlaggebend sind somit immer die jeweilige Anwendung und deren Umfeld. Aus diesem Grund sollte die Auswahl einer Sensorlösung auf folgenden Fragen basieren:

  • Mit welcher Genauigkeit soll die Messung erfolgen?
  • In welcher Geschwindigkeit werden die Mess-Ergebnisse benötigt?
  • Welche Kommunikations-Schnittstellen stehen in der Steuerung zur Verfügung?
  • Unter welchen Umweltbedingungen (Temperatur/ Feuchtigkeit) müssen die Messungen erfolgen?
  • Wie viel Einbauraum steht zur Verfügung?
  • Sind besondere Schocks, Vibrationen oder magnetische Störfelder zu erwarten?

Anhand dieser Kriterien lässt sich bestimmen, welche Technologie für die Anwendung am besten geeignet ist.

Ist genau auch genau genug?

Was ist für die spezielle Anwendung wichtiger – die absolute Genauigkeit oder die Wiederholgenauigkeit? Der Unterschied lässt sich am Beispiel einer Plattenschneidmaschine gut erläutern: Ist es wichtig, dass jede Platte exakt 1m lang ist, ist die absolute Genauigkeit gefordert. Ist es aber wichtiger, dass alle geschnittenen Platten exakt dieselbe Länge haben, kommt es auf die Wiederholgenauigkeit an.

Systeme mit hoher absoluter Genauigkeit sind in der Regel teurer als Systeme mit hoher Wiederholgenauigkeit. Um die Kosten so gering wie möglich zu halten, gilt es, nur die Genauigkeit zu fordern, die tatsächlich gebraucht wird.

Wer mit einem Drehgeber arbeitet, verwendet in der Regel die entsprechende Welle oder Achse, die dem zu erfassenden Wert „am nächsten“ ist. Die gängigste Lösung ist es, Position und Bewegung direkt am Antrieb abzuleiten. Dazu ist der Drehgeber die ideale Lösung – insbesondere der Hohlwellendrehgeber, der sich direkt auf die Antriebswelle montieren lässt. Hierbei muss jedoch zugleich das Spiel in der Mechanik berücksichtigt werden, das unter Umständen die Genauigkeit des Sensors beeinträchtigt. In solchen Fällen kann auch ein direkter Messpunkt ausgesucht werden, wozu Seilzuggeber, Inklinometer oder lineare Messsysteme zur Verfügung stehen. Seilzuggeber wandeln lineare Bewegungen – durch Aus- und Einzug eines Seiles – in Drehbewegungen um, die dann mit einem Drehgeber oder Potentiometer erfasst werden. Seilzüge haben Messbereiche von wenigen Zentimetern bis zu 40m und werden bevorzugt in der Handhabungstechnik eingesetzt.

Inklinometer dienen zur Messung 2-dimensionaler Neigungen und werden direkt auf die zu messende Fläche aufgebracht. Je nach Ausführung sind Messbereiche von ± 10 °, ± 45 ° oder ± 60 ° lieferbar.

Lineare Messsysteme verwenden ein codiertes, magnetisches Band oder einen Ring. Dies kann in einer Vielfalt geometrischer Formen realisiert werden und ermöglicht so eine nahe Installation am Messpunkt.