Elektroniknet Logo

»Focus-Box« optimiert Magnetsensoren

Genauere Drehzahl- und Positionsmessungen

Montagebedingte Messabweichungen von Magnetsensoren lassen sich mit der »Focus-Box« kompensieren. Zusätzlich kann die Einbausituation auf einen Blick bewertet werden.
Montagebedingte Messabweichungen von Magnetsensoren lassen sich mit der »Focus-Box« kompensieren. Zusätzlich kann die Einbausituation auf einen Blick bewertet werden.
© Sensitec

In der Anwendung sind Sensoren zur Positions- und Drehzahlmessung nie exakt so montiert wie bei der Endprüfung nach dem Herstellungsprozess. Bei Magnetsensoren kann das zu Ungenauigkeiten führen. Mit der »Focus-Box« lassen sie sich schnell beheben.

Mit der Focus-Box können Entwickler in der Endanwendung einen Signal-Abgleich durchführen und Parameter wie Amplitude, Offset und Phasenwinkel des Magnetsensors automatisch so anpassen lassen, dass ein optimales Sinus- und Cosinus-Signal entsteht. Der Prozess dauert laut Hersteller Sensitec nur Sekunden und wird für die Magnetsensor-Module EBx7811 angeboten.

Anbieter zum Thema

zu Matchmaker+

Sensor-Montage verursacht Messabweichungen

Die Sensoren werden zwar bei der Herstellung in einer Endprüfung kalibriert, aber die dafür genutzte Einbausituation entspricht in der Regel nie der realen Anwendung. Bei Magnetsensoren kann das zu Ungenauigkeiten führen, denn hier wird zur Positions- und Drehzahlmessungen am Messobjekt ein Zahnrad montiert und der Magnetsensor misst die Feldstärkenänderung durch die vorbeiziehenden Zahnradzähne. Die Sensoren werden anhand von einem Testaufbau so kalibriert, dass der Sensor pro vorbeiziehendem Zahn eine saubere Signalperiode ausgibt. Wichtig dafür ist, dass der Abstand zwischen Magnetsensor und Zahnrad nicht größer als ein Virtel der Zahnradteilung ist. Das kann bei der Justage in der Endanwendung nicht immer berücksichtigt werden. »Abweichungen von einer idealen Justage führen zu einem Einfluss auf die Sensorparameter und auch eine nicht optimale Zahnstruktur beeinflusst leicht die Signalform und Signalqualität«, erklärt Sensitecs Leiter des Produktmanagements René Buß. »Im Ergebnis bedeutet das, dass es recht schwierig bis fast unmöglich ist, in der Endanwendung die gleiche Performance des Sensorsystems zu erhalten wie bei dem Endabgleich am Endprüfplatz nach dem Herstellprozess.«

Vollautomatischer Parameterabgleich in der Endanwendung

Um diese montagebedingten Einflüsse auszugleichen, wurde die Focus-Box entwickelt. Sie gleicht die Sensorparameter in der Endanwendung erneut ab und hinterlegt sie im integrierten Speicher des Sensormoduls. Einflüsse durch Toleranzen bei der Montage und der Einfluss der Zahnstruktur werden so größtenteils kompensiert. Damit muss die Sensormontage nicht mehr mit höchster Präzision erfolgen und verkürzt sich. Für den Abgleichprozess ist lediglich eine gleichförmige Drehung der Welle nötig. Die Anpassung der Parameter wird vollautomatisch durchgeführt und eine Datei mit Ergebnisdokumentation angelegt. So kann mit wenig Aufwand auch eine Dokumentation des Sensoreinbaus, beispielsweise während des Produktionsprozesses oder einem Serviceeinsatz, durchgeführt werden.

Montage auf einen Blick bewerten

Mit der mitgelieferten PC-Software werden die Sensorsignale in einer Lissajous-Figur anschaulich mit einem Zielkorridor dargestellt, sodass die Bewertung der Einbausituation auf einen Blick erfolgen kann. Bei einem Abgleichprozess werden die Signale zudem vor und nach dem Abgleich im Vergleich angezeigt, zusammen mit den maximal möglichen Grenzwerten der Anpassung. Dadurch lässt sich erkennen, ob bereits die Grenzen dessen erreicht sind, was durch den Parameterabgleich kompensiert werden kann oder ob sich kleinere Verschiebungen des Sensors, wie sie im laufenden Betrieb typischerweise auftreten, durch weitere Abgleiche noch auffangen lassen.

Anwendungen für magnetoresistive Sensoren

Das Paar aus Zahnrad und Magnetsensor wird bevorzugt eingesetzt, wenn schnelle Bewegungen und hohen Drehzahlen erfasst werden sollen und die beweglichen Teile dabei nur wenig Führungs- bzw.- Lagespiel haben dürfen. Die Module EBx7811 werden laut Buß oft für Hochfrequenzspindeln eingesetzt. »Hier zeigt sich auch der Vorteil einer wenig ausgeprägten und flach ausgeführten Zahnstruktur, denn eine gröbere Struktur verursacht bei hohen Drehzahlen eine extreme Geräuschentwicklung sowie einen zusätzlichen Temperatureintrag in das System«, erklärt Buß. »Auch für Anwendungen bei denen aggressive Medien in der Umgebung des Encoders durch beispielsweise Schmieröle oder Lagerfette auftreten können, bietet sich die berührungslose Zahnsensormesslösung an. Magnetische Maßverkörperungen, die oftmals auf Kunststoff- oder Elastomermaterial basieren, können durch die aggressiven Medien beeinflusst oder zerstört werden.«

»Focus-Box« in Bestandssoftware einbinden

Mit Magnetsensoren lässt sich eine breite Palette an Anwendungen abdecken. Es stehen verschiedene Sensortypen zur Verfügung, die auf unterschiedliche Zahnteilungen angepasst wurden. Insgesamt gelten Magnetsensoren als sehr leistungsfähig bei Auflösung, Genauigkeit und Dynamik. Das Sensormodul EBx7811 ist mit digitaler Quadraturschnittstelle mit frei einstellbarer Auflösung oder einer analogen Version mit Standardschnittstelle mit 1 Vss verfügbar. Zusammen mit dem Abgleichtool »Focus-Box« können Sensoren nach dem Zahnrad-Encoder-Prinzip schneller montiert werden und arbeiten präziser. Um die Box auch in die eigene Fertigungssoftware einzubinden, hat Sensitec angekündigt, eine offene Schnittstelle (API) folgen zu lassen.


Das könnte Sie auch interessieren

Verwandte Artikel

SENSITEC GmbH