Drehwinkelsensoren (OEM )

Tatsächlich würde der korrekte technische Begriff für unsere Produkte „absoluter Wegaufnehmer“ lauten.

Allerdings klingt das ein wenig hochtrabend und wir verwenden den Begriff Positionssensor.

Weitere gängige Begriffe umfassen Positionsgeber, Stellungsgeber, Drehgeber, Lineargeber, Drehgeber, Wellengeber, Winkelresolver, Winkel-Synchro, Verdrängungsgeber.

Für die LINTRAN und IncOder Produktreihen sind die Luftspalten im relevanten Datenblatt angegeben.

Am einfachsten lässt sich die Frage anhand einiger Beispiele beantworten:

Wenn wir zunächst eine lineare Antenne mit 10 mm Breite und 100 mm Länge in der Messachse berücksichtigen, dann beträgt die max. Einsatzdistanz vom Ziel zur Antenne rund die Hälfte der Antennenbreite, d. h. 5 mm. Üblicherweise empfehlen wir einen Abstand von weniger als 1/4 der Antennenbreite, also 2-3 mm.

In einem rotierenden Beispiel mit einer Antenne, deren Außendurchmesser 50 mm und Innendurchmesser 20 mm beträgt, ist die entsprechende Antennenbreite 15 mm (die Dicke des Ringraums). Die max. Einsatzdistanz vom Ziel zur Antenne beträgt wiederum rund die Hälfte der tatsächlichen Antennenbreite, d. h. 7,5 mm. Üblicherweise empfehlen wir einen Abstand von weniger als 1/4 der Antennenbreite, also 3-4 mm.

Wir haben zahlreiche lineare Sensoren mit einem maximalen Skalenendwert von 0,1 mm und einer Auflösung von unter 1 Mikron gebaut.

Für rotierende Geräte haben wir Sensoren mit Zielen und Durchmessern von 12,7 mm gebaut.

Die längste Ausführung, die wir von einer Leiterplatte anfertigen können, beträgt 2,7 m, allerdings ist es möglich, erheblich größere Sensoren zu bauen, indem Draht- oder Bandkonstruktionen erstellt werden.

Die maximale Anzahl der Sensoren je Elektroniksatz wird durch die maximal zulässige Antwortzeit jedes Sensors bestimmt. Wenn wir das Beispiel eines Zettlex Sensors heranziehen, der 1 Millisekunde je Messung und eine maximale Antwortzeit von 250 Millisekunden benötigt, dann würde die Anzahl der Sensoren in einem einfachen Multiplex-Schema 250 betragen.

Dieser Wert kann durch komplexere Multiplex-Algorithmen erhöht werden; zum Beispiel abtasten der weniger häufig genutzten oder weniger wichtigen Sensoren.

Ein Zettlex Elektronikmodul kann auch Eingaben aus anderen Elementen, wie Schaltern, verarbeiten.

Generell sind Zettlex-Sensoren gegen Fernfeld- Emissionen bis zu Feldstärken von 150 V/m unempfindlich. Dieser Bereich deckt die meisten Anwendungen ab, einschließlich medizinischer Geräte und Anwendungen in der Luft- und Raumfahrtindustrie.

Für bestimmte Anwendungen in der Verteidigungsindustrie können jedoch durch Verwendung von speziellen Zielen oder günstigen Abschirmungs- und Erdungsvorrichtungen größere Feldstärken unterstützt werden.

Anwendungen von Zettlex entsprechen den Vorschriften nach EN 68000 und CISPR 25 Ebene 1 oder 2.

Ja. Die Standard-Sensor-Software von Zettlex kann so programmiert werden, dass mehrere Sensoren unterschiedlicher Geometrien gesteuert werden können.

Prinzipiell kann zwischen dem Sensorziel und der Antenne eine Metallabschirmung vorgesehen werden.

Die Durchdringungstiefe, durch die die Erregungssignale hindurchgehen können, beschränkt die Dicke der Metallschirmung. Es gilt: Je niedriger die Erregungsfrequenz, desto höher die Dicke des zulässigen Metalls.

Die maximale Dicke des Metalls hängt vom verwendeten Metall ab. Wenn eine Metallschirmung verwendet wird, eignet sich nicht-magnetischer rostfreier Stahl vorzugsweise. Wenig geeignet sind Aluminium, Stahl, Kupfer oder Messing. Praktikabel sind Metalldicken von weniger als 1,6 mm.

Die Kosten basieren auf einer Reihe von Faktoren, wie Messdaten, Größe, Umgebungsbedingungen und Menge. Bitte übermitteln Sie uns über unser Kontaktformular Einzelheiten zu Ihren Anwendungen. Wir werden Ihnen in wenigen Tagen ein Angebot zusenden. Alternativ dazu können Sie sich eine ungefähre Vorstellung der Produktkosten (bei niedrigen Abnahmemengen) aus dem Shop-Bereich unserer Website einholen.

Die Zettlex-Sensoren produzieren aufgrund ihrer Bauweise praktisch keine elektromagnetischen Emissionen. Es treten jedoch geringfügige Emissionen auf und in der Praxis sind solche Emissionen im Nahfeld aufgrund des schnellen Abfalls des Feldes in einer umgekehrten Würfelform nicht sichtbar.

Aufgrund der geringen Emissionswerte der Zettlex-Sensoren sind diese für die Automobil- oder Verteidigungsindustrie geeignet, wo strikte Emissionswerte eingehalten werden müssen.

In der praktischen Anwendung beschränken die Materialien, aus denen die Hauptkomponenten des Sensors bestehen, die Betriebs- und Lagertemperaturen.

Die grundlegenden Funktionsgrundsätze des Sensors werden nicht durch Temperatur beeinflusst. Das bedeutet, dass Zettlex Sensoren bei relativen niedrigen oder hohen Temperaturen funktionieren.

Am häufigsten wird der effektive Temperaturbereich durch die elektronischen Komponenten bei -40 bis 85 oder 125 Grad Celsius beschränkt (d. g. Industrie- oder Automobilbereiche).

Es sollte jedoch berücksichtigt werden, dass die Elektronik des Sensors von der Antenne entfernt versetzt werden kann. Damit können die Sensoren so konstruiert werden, dass nur Antenne und Ziel in harten Temperaturbereichen platziert werden, während die Elektronik entfernt in einer freundlicheren Umgebung oder von den anspruchsvollen Bedingungen isoliert platziert werden kann.

Zur Erhöhung der Temperaturlimits können Keramiksubstrate für die Antennen- und Zielsubstrate verwendet werden.

Wir haben bereits Sensoren gebaut, die einem konstanten Betrieb von +230 °C standhalten und wir entwickeln Sensoren für +450 °C.

Wir haben Sensoren für den Betrieb bei -55 und -60 Grad Celsius entwickelt.

Die Produktreihen LINTRAN und IncOder werden nicht durch Magnete beeinflusst.

Generell sind Zettlex-Sensoren unempfindlich gegen Gleichstrommagnetfelder (DC), da es sich hierbei und AC-Geräte handelt. Wenn sich die Magnete jedoch im Sensor-Nahfeld befinden, können sie das Antennenfeld stören und der Magnetfluss kann eindringen.

In diesen Fällen kann der Sensor so entwickelt werden, dass die Anordnung der Sende- und Empfangskreisläufe verändert wird.

Die maximale Distanz zwischen Elektronik und Antenne wird durch zwei Faktoren bestimmt: dem Kopplungsfaktor zwischen Ziel und Antenne und der elektromagnetischen Umgebung oder den EMV-Anforderungen der Anwendung.

Je größer die Signalamplituden in den Empfangskreisen der Antenne sind und je entspannter die EMV-Umgebung, desto größer ist die zulässige Verschiebung zwischen Elektronikbaugruppe und Antenne.

Die zulässige Distanz zwischen Antenne und Elektronikbaugruppe wird im Allgemeinen durch die Verwendung eines abgeschirmten EMV-Kabels vergrößert. Bei Verbraucherelektronik kann eine Distanz von 2 m ohne die Verwendung eines abgeschirmten Kabels zwischen Elektronikbaugruppe und Antenne erreicht werden.

Anhand einer bestimmten Sensorgeometrie, Größe und den entsprechenden EMV-Daten kann Zettlex die zulässige Distanz festlegen.

Die Produktreihen IncOder und LINTRAN werden nicht durch Metallobjekte in der Nähe beeinflusst.

Metallobjekte in der Nähe sind lediglich für OEM- oder unverpackte Sensoren zu berücksichtigen – in anderen Worten solche, die in einer mechanischen Struktur untergebracht werden. Auf einigen unserer Datenblätter für OEM- oder unverpackte Sensoren werden Sie einen „Ausschlussbereich“ für Metall sehen.

Metallobjekte, oder genauer gesagt leitfähige Objekte, beeinflussen die Zettlex Sensoren nur, wenn sie in direkter Nähe zu den Wicklungen des Sensors stehen. Diese Wicklungen sind an den Hauptflächen der Sensorantenne (Stator) oder des Ziels (Rotor) vorhanden. Die magnetischen Eigenschaften dieser Materialien haben keinen Einfluss – die dominante Wirkung bezieht sich auf deren Leitfähigkeit.

Leitfähige Materialien können das Sensorfeld beeinflussen, wenn sie in direkter Nähe zu den Sensorwicklungen stehen, da sie einen Flusspfad für das Sensorfeld bieten können. Dies kann die Messleistung des Sensors beeinflussen.

Wenn wir von Metallobjekten sprechen, meinen wir für die meisten Zwecke damit leitfähige Objekte. Anders ausgedrückt sind das Objekte aus Aluminium, Stahl, Edelstahl, Messing, Kupfer, Gusseisen etc. Die Leitfähigkeit von Materialien wie Polymer, Glas, Wasser, Vergussmasse oder Keramik hat keine Auswirkungen.

Metallobjekte um die Peripherie oder äußeren Kanten der Wicklungen eines Zettlex Sensors zeigen wenig oder keine Auswirkungen. Demzufolge haben Metallwellen durch die Mitte eines Drehwinkelsensors oder ein Metallgehäuse rund um die Peripherie eines Drehwinkel- linearen oder kurvenförmigen Sensors wenig oder keinen Einfluss.

Der Hauptpunkt, der zu berücksichtigen ist, sind Metallobjekte direkt hinter der Antenne (Stator) oder dem Rotor (Ziel) des Sensors.

Bei Drehwinkelsensoren, deren Wicklungen einen Innenradius r und einen Außenradius R haben, müssen Metallobjekte nur dann berücksichtigt werden, wenn sie näher als (R-r)/2 an den rückseitigen Flächen des Stators oder Rotors sind. Dies sind üblicherweise die Abmessungen für den Abstandsbereich, der auf einigen Datenblättern von Zettlex zu finden ist. Metallobjekte können innerhalb dieses Bereichs eingreifen, wenn sie eine niedrigere Leitfähigkeit haben (z. B. Edelstahl); einen kleinen Querschnittsbereich relativ zum Bereich der Wicklungen haben (z. B. einen Zylinderstift oder Stift mit kleinem Durchmesser) oder ein konstanter Flächenaspekt sind (z. B. ebenes Stahl- oder Kupferblech). In solchen Fällen können die Metallobjekte üblicherweise innerhalb eines Bereichs von (R-r)/4 der rückseitigen Flächen der Stator- oder Rotorwicklungen vorhanden sein, ohne die Messleistung zu beeinträchtigen.

Bei linearen oder Drehwinkelsensoren, bei denen die Wicklungen eine Länge L (entlang der Messachse) und Breite T (über die Messachse) haben, sind Metallobjekte nur dann zu berücksichtigen, wenn sie näher als t/2 zu den rückseitigen Flächen der Antenne oder des Ziels sind. Dies sind üblicherweise die Abmessungen für den Abstandsbereich, der auf einigen unserer Datenblättern zu finden ist. Metallobjekte können innerhalb dieses Bereichs eingreifen, wenn sie eine niedrigere Leitfähigkeit haben (z. B. Edelstahl); einen kleinen Querschnittsbereich relativ zum Bereich der Wicklungen haben (z. B. einen Zylinderstift oder Stift mit kleinem Durchmesser) oder ein konstanter Flächenaspekt sind (z. B. ebenes Kupfer oder Stahlblech). In solchen Fällen können die Objekte üblicherweise innerhalb eines Bereichs von t/4 der rückseitigen Flächen der Stator- oder Rotorwicklungen vorhanden sein, ohne die Messleistung zu beeinträchtigen.

Metallobjekte außerhalb der oben genannten Abmessungsbereiche haben keinen Einfluss auf die Sensorleistung.

In einigen Fällen ist es nicht möglich, Metallobjekte außerhalb solcher Ausschlusszonen zu positionieren. Wenden Sie sich für solche Fälle bitte an Zettlex – wir können eventuell ein Sensordesign ändern, so dass der Sensor mit sehr nahen Metallobjekten vereinbar ist. Dies wurde bereits erfolgreich zu zahlreichen Anlässen durchgeführt, wenn Platz ein vordergründiges Argument war.

Der typische Strombedarf ist 5 V/10mA oder 24V/3mA – allerdings bei einem Arbeitszyklus von 100 %. Der Stromverbrauch kann über den Ruhezyklus reduziert werden (z. B., um die Betriebszeit der Batterie zu verlängern) – auf diese Weise verringert sich der effektive Arbeitszyklus.

Ein Ruhezyklus kann, zum Beispiel, durch die Nutzung eines Algorithmus implementiert werden, der die Verschiebung alle 10 Sekunden einmal misst (d. h. ein Arbeitszyklus von 0,1 %) und der in den 100%-Arbeitszyklus zurückkehrt, wenn sich die Verschiebungen verändert haben. Andererseits können die Sensoren in den Ruhezustand versetzt werden, wenn sich die Verschiebung in einem bestimmten Zeitraum, z. B. 10 Sekunden, nicht verändert.