Induktiver Sensor

In der Industrie verwendeter induktiver Sensor

Grundprinzip induktiver Sensoren ist die Steuerung der Induktivität durch eine physikalische Größe.

Die Induktivität einer Spule zum Beispiel hängt vom Quadrat der Wicklungszahl und dem magnetischen Widerstand des Kreises ab.

$ L={\frac {N^{2}}{R_{m}}} $

• L – Induktivität
• R_m – Widerstand des magnetischen Kreises
• N – Windungszahl

Der magnetische Widerstand einer vom Eisen umschlossenen Spule ist abhängig von der Feldlinienlänge (l), der durchsetzten Fläche (A) und der magnetischen Feldkonstanten sowie der Permeabilitätszahl:

$ R_{m}={\frac {l}{\mu _{0}\cdot \mu _{r}\cdot A}} $

• µ₀ – Feldkonstante 1,257 · 10^-6 Vs/Am
• µ_r – Permeabilitätszahl

Funktionsweise

Induktive Sensoren arbeiten, wie es der Name bereits verrät, nach dem Induktionsgesetz. Dazu ist grundsätzlich eine Spule (Wicklung), ein Magnetfeld und „Bewegung“ erforderlich. Durch dieses Messprinzip lassen sich berührungslos und somit verschleißfrei Winkel, Wege und Geschwindigkeiten messen.

Der Sensor sendet mithilfe eines Schwingkreises (bestehend aus einer Spule und einem Kondensator) ein elektromagnetisches Feld aus, welches in einem vorbeigeführten, elektrisch leitenden Material Wirbelströme hervorruft. Die Amplitude des Schwingkreises verändert sich. Über einen Schmitt-Trigger wird bei einer bestimmten Veränderung der Ausgang durchgeschaltet.

Die Messgenauigkeit des Sensors kann erhöht werden, wenn mehrere Spulen eingesetzt werden.

Ein anderes Verfahren nutzt einen Tauchanker, also einen beweglichen Eisenkern, der in eine Spule eintaucht. Mit der Eintauchtiefe des Ankers in der Spule ändert sich der magnetische Widerstand derselben und damit in weiterer Folge die Induktivität des Sensors.

Siehe auch

• Differentialtransformator (linear), Drehmelder (rotativ)
• Querankergeber

Fachliteratur

• Karl-Heinz Dietsche, Thomas Jäger, Robert Bosch GmbH: Kraftfahrtechnisches Taschenbuch. 25. Auflage, Friedr. Vieweg & Sohn Verlag, Wiesbaden 2003, ISBN 3-528-23876-3.
• Günter Springer: Fachkunde Elektrotechnik. 18. Auflage, Verlag Europa-Lehrmittel, Wuppertal 1989, ISBN 3-8085-3018-9.