Das geführt-gekapselte System LMI-310 bewährt sich unter anderem in Dreh-/Fräszentren des österreichischen Herstellers Weingärtner. (Bild: AMO)
Das Amosin-System besteht im Wesentlichen aus einer planaren Spulenstruktur im Messkopf und einer Maßverkörperung (Maßband). Die Spulenstruktur wird auf einem Substrat in Mikro-Multilayer-Technik gefertigt. Dabei sind die einzelnen Hauptelemente mit Primär- und Sekundärspulen in Messrichtung gestreckt.
Die Maßverkörperung ist ein Edelstahlband mit einer genauen, fotolithografisch geätzten periodischen Teilung. Die relative Bewegung in Messrichtung zwischen Sensorstruktur (im Abtastkopf) und der Maßverkörperung ändert periodisch die Gegeninduktivität der einzelnen Spulen und erzeugt zwei sinusförmige 90°-phasenverschobene Signale (SIN u. COS).
Präzise Positionserfassung
Die ausgezeichnete Signalgüte und Stabilität gegen Umwelteinflüsse führt dazu, dass nach der Signalkonditionierung in der Auswertelektronik Abweichungen von nur 0,1 Prozent der Ideal-Sinusform (Oberwellenanteil) bleiben. Dies ermöglicht eine präzise Positionserfassung und eine hohe Auflösung von zum Beispiel 0,125 µm.
Ein wesentliches Merkmal des Funktionsprinzips ist auch, dass nach dem Amosin-Verfahren durch das hochfrequente Wechselfeld keine Messhysterese entsteht – anders als beim Einsatz von magnetischen Systemen.
Wegemessung auch unter erschwerten Bedingungen
Die inkrementellen Längenmesssysteme sind als geführt gekapselte oder als offene berührungslose Ausführungen erhältlich. An der Fakultät für Maschinenbau und Schiffstechnik der Universität Rostock ist ein berührungsloses System im Einsatz: Dort werden seit mehr als 50 Jahren durch Schleppversuche Schiffsrümpfe auf ihre Strömungseigenschaften getestet.
Für die umfassende Modernisierung des Schleppsystems wurde ein Konsortium von Firmen beauftragt, darunter Pasim Direktantriebe, verantwortlich für die Schleppwagenanlage. Diese verfügt deutschlandweit über den längsten Linearantrieb mit Rad-Schiene-Kombination. Im Fall des Schleppwagenantriebs verwendeten die Konstrukteure einen Direktantrieb, wie er auch in Planarmotoren zum Einsatz kommt. Dieser treibt den Schleppwagen an, der entlang einer 38 Meter langen Magnetbahn mit parallel dazu verlaufendem Maßband die Versuchsmodelle durch das Wasserbecken zieht.
Exakte Wegmessung für aussagekräftige Resultate
Um aussagekräftige Resultate bei den Versuchen zu erhalten, ist eine exakte Wegemessung eine elementare Voraussetzung. Für die Positionsbestimmung des Schleppwagens griff man bei Pasim auf ein Längenmesssystem von AMO zurück. Zum Einsatz kommt ein 38 Meter langes Maßband vom Typ LMB-130 mit einer Teilungsgenauigkeit von ± 20 µm/m und einer Teilungsperiode von 3000 µm. Das 14 Millimeter breite Edelstahlmaßband wird ab Werk mit einer Klebeschicht für die Montage versehen.
Ausgelesen wird die Schleppwagenposition von dem dazu passenden Abtastkopf LMK-131 mit integrierter Elektronik und Sensorik. Der Abtastkopf mit der Schutzart IP67 hat eine maximale Verfahrgeschwindigkeit von 30 m/s und erzeugt ein 1-Vss-Ausgangssignal mit einer Periodenlänge von 120 µm. Für die Bestimmung der absoluten Position entlang der Achse sind im Maßstab abstandscodierte Referenzmarken integriert.
