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Drehgeber
Hall-Effekt-Sensoren Potentiometer Seilzugsensoren Neigungssensoren Elektronik-Module SwiftComm
Funkschnittstelle für Drehgeber
Zubehörprodukte für Sensoren Geber-
Modellvergleich
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ATEX und UL
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Sicherheit PL und SIL
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Die richtige Sensorik wählen

BEI Sensors bietet verschiedene Techniken zur Drehzahl- und Positionsbestimmung an. Wichtig ist die Wahl der geeigneten Technik für Ihre spezielle Anwendung. Dabei sind Faktoren wie Einsatzumgebung, erforderlicher Präzisionsgrad, Ausgangstyp, Drehzahl und physikalische Konfiguration zu berücksichtigen. Die Beschreibung der unterschiedlichen Technologien in diesem Leitfaden soll Ihnen die Auswahl der optimalen Produkte zur Drehzahl- und Positionsmessung erleichtern.

Optische Technologie

Optische Technologie von BEI - 5 Schlüsselkriterien — Geber / Sensoren

Die optische Messtechnik nutzt die Lichtunterbrechung zur Bewegungserkennung. Optische Geber verfügen über eine interne Codescheibe mit lichtundurchlässigen Linien oder Mustern, die sich im Pfad einer Lichtquelle (meist einer LED) drehen. Die Codescheibe fungiert als Blende, die abwechselnd den Weg des Lichts zu einem internen Photodetektor blockiert (AUS) bzw. freigibt (EIN). Der Detektor misst den alternierenden Lichtstrahl, der von der Geberelektronik in ein elektrisches Signal umgewandelt wird. Dieses Signal wird über den Geberausgang an ein externes Steuerungssystem gesendet. Die optische Messtechnik weist die höchste Präzision und Auflösung aller Techniken zur Positionsmessung auf. Sie ist magnetischen Störungen gegenüber resistent und bietet bei Verwendung eines Metallgehäuses hochgradig EMV Festigkeit.

Die gute Abdichtung der optischen Geber von BEI Sensors erlaubt den Einsatz in rauen und schmutzigen Umgebungen. Sie sind zudem extrem stoß- und vibrationsfest; sie halten Stoßimpulsen von 50 g über 11 ms und Vibrationen von 20 g (5 bis 2000 Hz) stand.

Diese Widerstandsfähigkeit macht die BEI-Geber für die meisten industriellen Anwendungen geeignet. Die optischen Geber von BEI eignen sich ideal für zahlreiche industrielle Prozesse, wie Fördertechnik, Maschinensteuerung, Landwirtschaftsmaschinen, ferngesteuerten Prozesse, Robotertechnik, Aufzüge, Baumaschinen, Krane, Motorrückführung und alle Arten von Regelungssystemen.

This level of robustness makes BEI encoders well-suited for most industrial applications. BEI optical encoders are ideal for numerous types of industrial processes, such as oil well drilling, machine control, agricultural machinery, web process control, robotics, elevators, construction equipment, cranes, motor feedback and any closed loop control systems.

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Magnet-/Hall-Effekt-Technologie

Magnet-/Hall-Effekt-Technologie von BEI - 5 Schlüsselkriterien — Geber / Sensoren

Die magnetische Messtechnik nutzt Veränderungen in Magnetfeldern für die Bewegungserkennung. Die Produkte von BEI Sensors beinhalten Magnettechnik in zwei Ausführungen: Digitalgeber und analoge Hall-Effekt-Positionssensoren.

Magnetgeber verwenden eine magnetisierte Scheibe mit zahlreichen, in Form radialer Linien oder Muster angeordneten Nord-/Süd-Polpaaren. Anstelle eines Photodetektors verwenden Magnetgeber einen ASIC, der während der Scheibendrehung alternierende Nord- und Südpole detektiert. Die interne Elektronik wandelt die vom ASIC detektieren Änderungen der Magnetpole in ein digitales elektrisches Signal um und geben diese am Ausgang des Geräts wieder.

Bei Hall-Effekt-Sensoren ist die interne Scheibe mit einem einzelnen Polpaar magnetisiert. Die Scheibe ist am Sensorrotor befestigt, der wiederum an die zu messende Bewegung gekoppelt wird. Der ASIC des Sensors detektiert die Änderung der Feldlinen des Magnetfelds, während die Scheibe darüber rotiert. Diese Änderungen des Magnetfelds werden in ein Analogsignal umgewandelt, das sich ratiometrisch (proportional) zum Winkel der rotierenden Scheibe verhält.

Hall-Effekt-Sensoren kommen typischerweise bei der Drehwinkelbestimmung mit Analogausgang zum Einsatz, Magnetgeber hingegen meist bei der Detektion von Drehzahl und -richtung mit Digitalausgang.

Magnetgeber weisen tendenziell eine geringere Auflösung und Präzision auf als optische Geber und sind anfälliger gegenüber umgebungsbedingten magnetischen Störungen. Beide Produkte eignen sich jedoch für Umgebungen mit hohen Temperaturen und extremer Stoßbelastung.

Ideale Anwendungsbereiche für Magnetgeber sind Windenergie, Holzernte, Bahnmotoren und Fahrbahnausbesserung. Hall-Effekt-Sensoren überzeugen in Bereichen wie Lenkung, Pedal- und Gashebelbetätigung bei Bau- und Off-Roadfahrzeugen, Tänzersteuerung in bahnverarbeitenden Anlagen, Mengenregelventile und Öffner für Aufzugtüren.

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Potentiometer-Technologie

BEI Magnetic Hall-Effect Technology - 5 key factors - encoder sensors

Potentiometrische Messtechnik ist in drei Konfigurationen lieferbar: drahtgewickelt, leitfähiger Kunststoff und hybrid.

Drahtgewickelte Potentiometer beinhalten ein Widerstandselement (Spule) und eine Kontaktfeder (Schleifer). Die Spule besteht aus sehr feinem Draht, der präzise auf einen Dorn gewickelt wird. Der Schleifer, ein speziell entwickelter Edelmetall-Kontakt, schleift über die gewickelte Spule. Die Spule ist innen im Sensorgehäuse befestigt und der Schleifer am Sensorrotor, der wiederum an die zu messende Bewegung gekoppelt ist. Durch Anlegen einer Spannung an die Spule wird diese zu einem Spannungsteiler. Während die zu messende Bewegung den Schleifer über die erregte Spule führt, ist zwischen Spule und Schleifer eine zur Drehposition proportionale Spannung messbar. Das Ausgangssignal ändert sich in diskreten Schritten, während der Schleifer über die einzelnen Spulenwicklungen fährt.

Potentiometer aus leitendem Kunststoff sind drahtgewickelten Potentiometern sehr ähnlich, allerdings bewegt sich der Schleifer entlang eines leitfähigen Kunststoffelements. Dieses Element besteht aus einem Substrat und widerstandsfähigem Epoxid. Im ungehärteten Zustand wird dieses Epoxidmaterial auch als „Tinte“ bezeichnet. Nach der Aushärtung wirkt die Tinte ähnlich wie die Spule in einem drahtgewickelten Potentiometer, bietet aber den Vorteil einer sehr gleichmäßigen, glatten Oberfläche. Diese Oberfläche sorgt für ein kontinuierlicheres Ausgangssignal und eine längere Lebensdauer.

Hybrid-Potentiometer verwenden eine Kombination aus den beiden vorgenannten Konfigurationen: eine drahtgewickelte Spule mit leitfähiger Kunststoffbeschichtung. Drahtgewickelte Potentiometer bieten die höchste Genauigkeit der drei Konfigurationen und leiten die Leistung sehr gut ab; der Metall-Metall-Kontakt zwischen Schleifer und Spule verkürzt jedoch die Lebensdauer der Drahtwicklungen.

Potentiometer aus leitfähigem Kunststoff bieten die höchste Auflösung oder Signalglätte und weisen eine höhere Lebensdauer auf als drahtgewickelte Potentiometer; es ist jedoch schwieriger, die hohe Linearität (Genauigkeit) zu erzielen.

Hybrid-Potentiometer kombinieren die Vorzüge der beiden anderen Konfigurationen. Sie leiten die Verlustleistung besser ab (mehr als Potentiometer aus leitfähigem Kunststoff) und weisen eine höhere Genauigkeit oder Ausgangsglätte auf (ähnlich wie Potentiometer aus leitfähigem Kunststoff).

Dank des leitfähigen Kunststoffs haben Hybriden eine längere Lebensdauer als drahtgewickelte Potentiometer.

Potentiometer bieten generell einige Vorteile, darunter kompakte Größe und geringes Gewicht, EMV-Beständigkeit, Temperaturbeständigkeit und Einsatzfähigkeit bei sehr hohen (max. +300 °C) und niedrigen (-55 °C) Betriebstemperaturen.

Zu idealen Anwendungen zählen Flugzeugleitwerke, in Hydraulikzylinder integrierte Potis und Messungen in Bohrlöchern.

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Hall-Effekt-Positionssensor — Modell 9960