EBVchip Titan mit 4…20-mA-Ausgang: Präzise Automotive-Sensoren mit Industrie-Schnittstelle

Klaus Schlund, EBV: »Unser Ziel besteht darin, mit EBVchips neue Technologien und neue Märkte zu schaffen. Dazu liefern wir den Herstellern die Marktinformationen, die wir aus den Informationen von Tausenden unserer Kunden herausdestillieren.«
Klaus Schlund, EBV: »Auf unsere Initiative hin entstanden die Titan-Drucksensoren mit einer industrietauglichen Ausgangsschnittstelle, wobei EBV Elektronik gemeinsam mit Sensata eine nachgeschaltete Elektronik zur Umwandlung des 0…5-V-Signals in einen Ausgangsstrom von 4…20 mA definiert hat.«

Preisgünstige, präzise und qualitativ hochwertige Drucksenoren sind im Automotive-Bereich längst Standard. Als neuer EBVchip »Titan« ist ein solcher Drucksensor jetzt auch für den industriellen Einsatz erhältlich: Zusammen mit Sensata hat EBV einen Automotive-Sensor an die industriellen Bedürfnisse angepasst und mit einer 4…20-mA-Schnittstelle ausgestattet.

Wie für die EBVchips typisch, entstand auch der »Titan« unmittelbar aus den Kundenanforderungen heraus, erklärt Klaus Schlund, Director EBVchips von EBV Elektronik. »Nachdem viele Kunden aus dem industriellen Umfeld sich bei unseren über 120  FAEs immer wieder nach preisgünstigen, aber sehr genauen und qualitativ hochwertigen Drucksensoren erkundigt haben, sind wir dieses Projekt im Rahmen der EBVchips angegangen.« EBV habe ja den Begriff »EBVchips« bewusst nicht nur auf Silizium begrenzt, so Schlund. Zu den EBV-Chips zählen auch Hybride, Leiterplatten, Module, Encoder oder in diesem Fall eben industrielle Sensoren im Einschraubgehäuse.

Den passenden Partner für die Umsetzung des Projekts »Titan« hat EBV mit dem niederländisch-amerikanischen Unternehmen Sensata Technologies gefunden. Sensata fertigt 75 Millionen Drucksensoren in dieser kapazitiv-keramischen Technologie pro Jahr für die Automobilbranche, die zwar den strengen Automotive-Qualitätskriterien entsprechen, aber allesamt über einen ratiometrischen 0…5-V-Ausgang verfügen. »Weil in der Industrie jedoch ein 4…20-mA-Ausgang üblicher Standard ist, waren die Sensoren ohne die Stromschnittstelle nur für sehr bestimmte Applikationen in der Industrie einsetzbar«, gibt Schlund zu bedenken. 

Damit die Sensoren allerdings auch im Industriebereich zum Einsatz kommen können, benötigen sie einen 4…20-mA-Ausgang. »Auf unsere Initiative hin entstanden die Titan-Drucksensoren mit einer industrietauglichen Ausgangsschnittstelle, wobei EBV Elektronik gemeinsam mit Sensata eine nachgeschaltete Elektronik zur Umwandlung des 0…5-V-Signals in einen Ausgangsstrom von 4…20 mA definiert hat.« EBV war dabei für die gesamte Definition auf der industriellen Schnittstellenseite zuständig. »Damit machen wir die von Sensata ursprünglich für Automotive-Anwendungen entwickelte Drucksensor-Technologie auch den Industriekunden zugänglich, so dass die Sensoren auch in der Prozessautomatisierung etc. zum Einsatz kommen können«, betont Schlund.

Die Titan-Sensoren zählen zu den genausten auf dem Markt

Erhältlich sind die EBVChips-Drucksensoren derzeit in Messing-Ausführungen für 0 bis 10 bar, 0 bis 20 bar und 0 bis 35 bar sowie als Ausführung in rostfreiem Stahl für 0 bis 45 bar. Bei Bedarf und entsprechendem Volumen besteht laut Klaus Schlund außerdem auch die Möglichkeit, Varianten mit anderen Steckverbindern, unterschiedlichen mechanischen Anbindungen oder Gehäusen etc. zu fertigen. Derzeit sind die Drucksensoren gemäß IP65, IP67 und IP6K9 (alle mit Kabel) klassifiziert.

Weil die Stromversorgung des Sensors über die Signalleitung erfolgt, kommen die Titan-Sensoren mit zwei Anschlussleitungen aus, die den in EMV-technisch schwierigen industriellen Umgebungen üblichen Anschlusslängen gemäß SAE-Spezifikation entsprechen. Dabei sind die industriellen Drucksensoren gegenüber Einstrahlungen bis 30 V/m immun.

»Über den gesamten Temperaturbereich von –20 °C bis +100 °C hinweg beträgt der Messfehler weniger als 2%; bei 25 °C macht der Messfehler über den gesamten Messbereich hinweg sogar nur 0,75% aus – und das über mehr als 10 Millionen spezifizierte Druckmesszyklen«, betont der EBV-Manager. »Damit zählen diese Bauteile zu den genausten auf dem Markt.« Die Betriebsspannung der verpolungsgeschützten Sensoren darf zwischen 6 und 30 VDC liegen, aber auch Spannungen bis 39 VDC überstehen die Sensoren unbeschadet.

Vibrationen bis 10 g mit einer Frequenz von 25 Hz bis 2000 Hz beeinträchtigen die Drucksensoren genauso wenig wie Stoßbeanspruchungen von 100 g aus einer beliebigen Richtung mit 6 Hz (halber Sinus). Stets liefern die UL- und RoHS-konformen, CE-zertifizierten Sensoren nach einer Antwortzeit von <10 ms ihr Messergebnis über den kostengünstigen, aber IP6K9-tauglichen Delphi-Packard-Steckverbinder zuverlässig nach außen. Als Dichtungsmaterial für den internen O-Ring verwendet Sensata Neopren, HNBR und Fluorosilikon. Der Berstdruck entspricht jeweils dem fünffachen Messdruck.

Mit ihrem Sechskant-Schraubanschluss (1/8“ Male, ¼“ Female) eignen sich die Drucksensoren laut Aussage von Schlund nicht nur für Einsätze in der industriellen Prozess-Automatisierung, sondern auch für Applikationen wie beispielsweise Pumpen und Kompressoren sowie HVAC (Heizung, Ventilation und Klimatisierung) und Gefriergeräte. Im Rahmen der Prozess-Automatisierung finden sich beispielsweise Anwendungen in den Bereichen Hydraulik, Pneumatik, Aufzüge, Flüssigkeiten und Gase. Zu den wichtigsten Pumpen- und Kompressor-Applikationen gehören industrielle Reinigungssysteme, (Auto-)Waschanlagen, Hochdruck-Reiniger auf Wasserbasis, Wasser- und Hilfspumpen sowie pneumatische Systeme. Der Bereich »HVAC und Gefriergeräte« umfasst nicht nur industrielle Gefriertechnik, sondern auch Gebäudeautomatisierung, Wärmepumpen sowie Kühl- und Gefriergeräte für Lebensmittel und Einzelhandel.