Magnetostriktive Wegaufnehemer

Magnetostriktive Wegaufnehemer sind lineare Wegmesssysteme, die auf dem Prinzip der Magnetostriktion funktionieren. Sie arbeiten berührungslos, absolut und verschleißfrei und finden in der Industrie ein breites Anwendungsspektrum. Sie werden in Pressen, Kunststoffspritzgießmaschinen und Maschinen zur Holzbearbeitung genauso eingesetzt, wie zur Positionserfassung in hydraulischen Zylindern und Ventilantrieben.

Synonym(e): Magnetostriktion, magnetorestriktiv

Grundlagen der magnetostriktiven Technologie

Um was es sich handelt

Magnetostriktion ist eine Eigenschaft ferromagnetischer (eisenbasierter, magnetisierbarer) Werkstoffe, durch die Werkstoffe ihre Form oder Größe ändern, wenn ein Magnetfeld vorhanden ist. Neben zahlreichen anderen praktischen Nutzungsmöglichkeiten eignet sich dieser magnetostriktive Effekt ideal für industrielle Sensoren zur Messung der linearen Position.

Wie wird die Technologie bei Sensoren zur Messung der linearen Position verwendet?

Prinzipieller Aufbau der Messstrecke eines magnetostriktiven Wegaufnehmers

Magnetostriktive lineare Positionssensor verwenden ein Abtastelement aus einer Eisenlegierung, das überlicherweise als Wellenleiter bezeichnet wird.

1. Der Wellenleiter befindet sich normalerweise in einem Druckrohr aus Edelstahl oder in einer Aluminiumextrusion.
2. Der Positionsmagnet ist am beweglichen Teil der Maschine oder am Kolben eines hydraulischen oder pneumatischen Zylinders angebracht.
3. Bei den Messungen wird ein kurzer (1 bis 3 Mikrosekunden) elektrischer Impuls an einen Leiter gesendet, der am Wellenleiter angebracht ist, wodurch ein Magnetfeld aufgebaut wird, das sich entlang des Wellenleiters ausbreiten soll.
4. Das Magnetfeld des Positionsmagneten wirkt mit dem erzeugten Magnetfeld zusammen und löst dabei einen mechanischen Impuls aus, der auf dem Wellenleiter erzeugt wird.
5. Dieser mechanische Impuls bewegt sich mit gleichmäßiger Geschwindigkeit und wird am Signalumwandler erfasst.

Die Zeit zwischen dem ursprünglichen elektrischen Impuls und dem empfangenen mechanischen Impuls stellt genau die absolute Position des Positionsmagneten dar und damit letztlich der Maschine oder des hydraulischen Zylinders.

Vorteile und Informationen

Hydraulikzylinder mit Wegmesssystem

Robust und verschleißfrei

• kein mechanischer Kontakt zwischen Magnet und Abtastelement
• unempfindlich gegen Schmutz, Staub und andere mögliche Kontaminanten
• in vielen verschiedenen Formfaktoren für zahlreiche Anwendungen erhältlich

Absolut

• Ergebnis der Zeitmessung stellt die absolute Maschinenposition dar
• viele analoge und digitale Schnittstellentypen erhältlich
• absolutes System, keine Referenzfahrt nach Spannungsunterbrechung erforderlich

Genau

• Erfassung von Positionsänderungen im Bereich von 1 Mikrometer (1/1000stel eines Millimeters) möglich
• absolute Positionsgenauigkeit auf ± 30 Mikrometer

Kritische Punkte

Starke externe Magnetfelder

Da Magnetostriktion auf dem Zusammenwirken von Magnetfeldern beruht, können sehr starke externe Magnetfelder in unmittelbarer Nähe zum Abtastelement Probleme verursachen.