Induktiver Näherungsschalter

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Ein induktiver Näherungsschalter (Initiator, Annäherungsschalter, Näherungssensor, Positionssensor) ist ein Sensor, der sicher und berührungslos metallische (elektrisch leitfähige) Objekte erfasst.

Das heißt, ohne direkten Kontakt zu dem zu detektierenden Objekt (Target) wird am Ausgang ein schalterähnliches, binäres Signal, „Objekt erkannt/nicht erkannt“, zur Verfügung gestellt.

Aufbau[Bearbeiten]

Ein induktiver Näherungsschalter besteht hauptsächlich aus drei Funktionseinheiten: einem Oszillator, einer Auswerteeinheit und einer Ausgangsstufe. Sobald an den induktiven Näherungsschalter eine Speisespannung angelegt wird, beginnt der Oszillator zu schwingen. Das dabei entstehende elektromagnetische Feld wird mittels Ferritkern, in welchem sich die Spule befindet, nach vorne zur aktiven Fläche gerichtet. Ein sich annäherndes Objekt (Betätigungselement) entzieht dem Schwingkreis Energie, worauf seine Oszillatorspannung kleiner wird. Der nachgeschaltete Komparator detektiert das und schaltet exakt beim eingestellten Schaltabstand den Ausgangsverstärker aktiv. Das Objekt ist erkannt.

Reduktionsfaktor[Bearbeiten]

Der induktive Näherungsschalter ist mit einem Reduktionsfaktor behaftet, der die Reduktion des Schaltabstandes bei geändertem Objekt-Material angibt. Dieser ist sowohl von den konstruktiven Gegebenheiten des Näherungsschalters (z. B. Gehäusematerial) als auch vom Material des Bedämpfungselements (Objekt) abhängig. Zum Beispiel reduziert sich der Schaltabstand bei einem Messing-Objekt auf ca. 40 %. Dieses Verhalten kann in bestimmten Applikationen störend wirken und hat dazu geführt, dass die sogenannten Reduktionsfaktor-1-Sensoren, Faktor-1 (Allmetallschalter) entwickelt wurden.

Bauformen[Bearbeiten]

Die Bauformvielfalt beginnt bei den zylindrischen Sensoren von 3 mm Durchmesser Glattrohr bis zu den quadratischen Sensoren mit 180x180 mm Kantenlänge. Den induktiven Näherungsschalter gibt es mit potentialfreien mechanischen Schaltkontakt, mit Schalttransistoren, mit Gegentaktausgang. Darüber hinaus wechselspannungstaugliche Näherungsschalter, Varianten mit Feldbusschnittstelle oder mit analogem Ausgang (0 bzw. 4 … 20 mA).

Der Normschaltabstand von induktiven Näherungsschaltern ist physikalisch begrenzt.

Systematisierung[Bearbeiten]

Die Bemessungs-Schaltabstände für alle Arten von induktiven Näherungsschaltern - außer schlitz- und ringförmigen Bauformen - werden durch die EN 60947-5-2 definiert.

Die IEC 60947-6-1 gilt für Niederspannungsschaltgeräte.

Anwendung[Bearbeiten]

Der Anwendungsbereich für den induktiven Näherungsschalter umfasst Branchen wie den Maschinen- und Anlagenbau, die Fabrikautomation, die Automobilindustrie, die Lager- und Fördertechnik, die Verpackungstechnik, die Druck- und Papierindustrie und die Chemie- und Verfahrenstechnik.

Siehe auch[Bearbeiten]