Magnetischer Drehgeber mit IO-Link-Schnittstelle - Bild: Novotechnik

Magnetischer Drehgeber mit IO-Link-Schnittstelle: Messwerte und Status- beziehungsweise Diagnosemeldungen werden gleichzeitig übertragen. - Bild: Novotechnik

Neu im Programm hat das Unternehmen magnetische Winkelsensoren mit IO-Link-Schnittstelle sowie Single- und Multiturn-Drehgeber mit dynamischem Verhalten, die das Novohall-Verfahren nutzen.

Der induktive Linearsensor TF1, der in Standardlängen von 100 bis 1000 Millimeter angeboten wird, arbeitet nach dem berührungslosen Novopad-Verfahren. Dadurch ist der Sensor unempfindlich gegenüber Magnetfeldern, die beispielsweise von großen Motoren, Hydraulikventilen oder Frequenzumrichtern erzeugt werden. Denn die Position wird nicht über einen magnetischen, sondern über einen induktiven Positionsgeber erfasst. Er arbeitet verschleißfrei und überzeugt mit guten EMV-Eigenschaften und kurzen Totzonen am Weganfang und -ende.

Induktiver Linearsensor für dynamische Positionieraufgaben

Dank seines dynamischen Verhaltens eignet sich der Linearsensor für schnelle Positionieraufgaben. Die Update-Rate des Messsystems erreicht zehn Kiloherz bei sehr geringem Schleppfehler. Bei einer weiterentwickelten Regeldynamik gibt es auch bei raschen Bewegungswechseln kein Überschwingen. Dabei arbeitet der Sensor in der auf Genauigkeit hin optimierten Variante mit einer Auflösung von bis zu unter ein Mikrometer. Das Messsignal wird als analoges Strom-/Spannungssignal, digital über SSI-beziehungsweise IO-Link oder über Canopen-Schnittstelle ausgegeben. Eine Ethernetschnittstelle ist in Planung. Bei der Analogvariante ermöglicht eine Teachfunktion den Abgleich von Start- und Endposition sowie die Richtungsumkehr. Typische Anwendungen finden sich zum Beispiel bei Linearantrieben, Spritz- und Druckgussmaschinen oder bei der Positionserfassung an schnellen Bewegungseinheiten in Fertigungslinien.

induktive Linearsensor TF1 - Bild: Novotechnik
Der induktive Linearsensor TF1 arbeitet nach dem berührungslosen Novopad-Verfahren. - Bild: Novotechnik

Der Linearsensor lässt sich durch seine kompakte, flache Bauform und ein stabiles Metallgehäuse einfach montieren. Wahlweise stehen ein geführter Positionsgeber zur Ankopplung an Schubstangen oder ein freier Positionsgeber für eine mechanisch entkoppelte Fixierung zur Verfügung. Bei der Montage wird ein seitlicher Versatz von bis zu vier Millimeter toleriert, um den Einbau zu erleichtern. Die Varianz beim Arbeitsabstand beträgt ebenfalls vier Millimeter. Der Sensor ist schock- und vibrationsunempfindlich und deckt mit -40 bis +85 Grad Celsius einen großen Temperaturbereich ab. Zwei LEDs am Gerät signalisieren den jeweiligen Betriebszustand.

Technik im Detail

Linearsensor TF1

  • Gehäuse: Metall
  • Standardlängen von 100 bis 1000 Millimeter
  • seitlicher Versatz bei Montage: vier Millimeter
  • Temperaturbereich: -40 bis +85 Grad Celsius.

Magnetische Drehgeber mit IO-Link-Schnittstelle

Die magnetischen Sensoren der Baureihe RFC-4800 haben sich mittlerweile in vielen industriellen und mobilen Anwendungen bewährt. Sie sind kompakt, einfach zu montieren und erfassen den Drehwinkel über volle 360 Grad mit einer Auflösung von bis zu 14 Bit. Jetzt gibt es diese berührungslosen Sensoren auch mit IO-Link-Schnittstelle. Die Punkt-zu-Punkt-Verbindung bietet Feldbus-Funktionalität und ermöglicht die durchgängige Kommunikation bis in die Sensorebene. Bei der Inbetriebnahme kann der Anwender Parameter wie zum Beispiel Nullpunkt oder Drehrichtung verändern. Neben der reinen Positionsinformation können zudem weitere Informationen wie Status- beziehungsweise Diagnosemeldungen ausgetauscht werden. Fehler im Regelkreis lassen sich dadurch rasch lokalisieren und ein Sensoraustausch geht schnell, da die Einstellparameter zentral gespeichert sind.

Drehgeber nutzen den Halleffekt

Wird ein Hall-Element von einem Strom durchflossen, so liefert es eine Spannung quer zum Stromfluss, wenn ein Magnetfeld senkrecht zu beiden einwirkt. Da diese Spannung proportional zur magnetischen Feldstärke verläuft, ist durch Anbringen eines Positionsmagneten auf einer drehbaren Welle auf einfachste Weise eine berührungslose Winkelmessung machbar. Durch Kombination mehrerer Sensorelemente und Integration der kompletten Signalverarbeitung in wenigen Bauelementen sind komplexe Systeme auf kleinstem Bauraum möglich. Sowohl kontaktlose, wellengeführte als auch berührungslose Systeme ohne mechanische Wellenanbindung ermöglichen die Messung über volle 360 Grad.

Robuste Drehgeber im kompakten 36-Millimeter-Gehäuse

Single- und Multiturngebern der Baureihe RSB-3600 oder RMB-3600 - Bild: Novotechnik
Single- und Multiturngebern der Baureihe RSB-3600 oder RMB-3600 - Bild: Novotechnik

Mit den Single- und Multiturngebern der Baureihe RSB-3600 beziehungsweise RMB-3600 stehen nun robuste Ausführungen im nur 36,5 Millimeter durchmessenden Vollmetallgehäuse und mit langlebigen Kugellagern zur Verfügung. Dank unterschiedlicher Versionen mit Voll- oder Hohlwellen sowie einer Heavy-Duty-Ausführung mit Schutzart IP69k eignen sich die neuen Drehgeber für unterschiedliche Industrieanwendungen, wie Blechbearbeitungsmaschinen oder für den Einsatz in Fertigungslinien in der Automatisierungstechnik. Die Messwerte werden als analoge Strom- oder Spannungswerte, digital über eine Inkremental- oder schnelle SSI-Schnittstelle ausgegeben. Eine Canopen-Schnittstelle soll in Kürze folgen. Außerdem stehen ein- und mehrkanalige, also auch vollredundante Ausführungen zur Wahl, die sich alle für hohe Drehzahlen bis 12.000 Umdrehungen pro Minute eignen und durch ein gutes Preis-/Leistungsverhältnis überzeugen.

Die Drehgeber arbeiten nach dem Novohall-Verfahren. Im Singleturnbereich wird über volle 360 Grad mit bis zu 14 Bit Auflösung gemessen. Der Multiturn kann bis zu 16 Umdrehungen (zukünftig bis zu 40 Umdrehungen) erfassen. Er nutzt ein patentiertes Verfahren, das auf dem GMR-Effekt (Giant Magneto Resistance) basiert und kann zusätzlich zum Drehwinkelsignal im stromlosen Zustand ohne Pufferbatterie und ohne Getriebe die Umdrehungen zählen und speichern. Er liefert absolute Positionswerte und stellt den Messwert als „True-power-on“-System sofort nach dem Start zur Verfügung.

Induktive Wegmessung

Der induktive Linearsensor besteht aus einem Sende- und Empfangsspulensystem, die im Sensor auf einer gemeinsamen Leiterplatte aufgebracht sind sowie einem separaten, „schwebenden“ Positionsgeber. Dieser aktive Positionsgeber wird durch ein hochfrequentes Wechselfeld gespeist, das von der rechteckigen Sendespule erzeugt wird. Entsprechend der Position wird vom Positionsgeber Spannung in das Empfangsspulensystem induziert. Die Sinus-/Cosinusstrukturen des Empfangsspulensystems sind in eine Grob- und Feinspur unterteilt. Die Grobspur erfasst die ungefähre Lage des Positionsgebers, die Feinspur dient dann der hochpräzisen Positionsbestimmung.