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Sensoren mit Schaltausgang (Näherungsschalter) Grundlagen Demo
Elektrotechnik Mechatronik
Inhalt: Einführung 1. Vorbemerkung 2. Magnetsensor 2.1 Aufbau u. Funktion 2.2 Anwendung Aufgaben zum Magnetsensor 3.
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Induktiver Sensor 3.1 Aufbau 3.2 Funktion 3.3 Anwendung Aufgaben zum induktiven Sensor Kapazitiver Sensor 4.1 Aufbau 4.2 Funktion 4.3 Anwendung Aufgaben zum kapazitiven Sensor Lichtsensoren 5.1 Einweg-Lichtschranke 5.1.1 Aufbau und Funktion 5.1.2 Anwendung
5.2 Reflexionslichtschranke 5.2.1 Aufbau und Funktion 5.2.2 Anwendung Aufg. zu Lichtsensoren 1
5.3 Reflexionslichttaster 5.3.1 Aufbau und Funktion 5.3.2 Anwendung Aufg. zu Lichtsensoren 2 6.
Ultraschallsensor 6.1 Aufbau und Funktion 6.2 Anwendung Aufg. zum Ultraschall-Sensor
7.
Einteilung und Kennzeichnung der Sensoren
Lexikon Sensorik 1 Lexikon Sensorik 2 Quellenangaben Impressum
2. Magnetsensor Magnetische Näherungsschalter reagieren, wenn auf ihre Sensorfläche ein magnetisches Feld bestimmter Stärke einwirkt. Sie geben also ein elektrisches Signal ab, sobald an der Messstelle ein solches Magnetfeld auftritt. Es werden, je nach Anwendungsfall, unterschiedliche Sensorelemente eingesetzt, z.B.: Reedkontakte, bei denen ein mechanisches Schaltglied mit Magnetkraft bewegt wird, Feldplatten mit einem magnetfeldabhängigen Widerstand, Hallgeneratoren, die eine vom Magnetfeld abhängige Spannung erzeugen oder LC-Oszillatoren, deren Ausgangssignal von dem Magnetfeld beeinflusst wird. Magnetsensoren, die einen Analogausgang besitzen, werden zur Messung der magnetischen Flussdichte verwendet.
3.2 Funktion Beim induktiven Näherungsschalter wird vor der aktiven Fläche des Sensors ein hochfrequentes elektromagnetisches Feld erzeugt. Bei Annäherung eines metallischen Gegenstands wird wegen der in dem Gegenstand entstehenden Wirbelströme diesem Feld Energie entzogen. Durch eine Auswerteschaltung wird ein Signalwechsel am Schaltausgang veranlasst. Ausgangsart PNP 3-Leiter Im durchgesteuerten Zustand fließt der Strom vom Pluspol über den Schaltausgang zur Last. Der andere Anschluss der Last ist an den Minuspol der Stromversorgung angeschlossen. Der Sensor liefert dann ein 1-Signal, das z.B. direkt auf den Eingang einer programmierbaren Steuerung geschaltet werden kann.
Bei Sensoren mit 2Leiter-Anschluss liegt die Last in Reihe zum Sensor. Meist wird ein Relais geschaltet.
Ausgangsart NPN 3-Leiter Im durchgesteuerten Zustand fließt der Strom vom Minuspol (0 Volt) über den Schaltausgang zur Last. Der andere Anschluss der Last ist an den Pluspol der Stromversorgung angeschlossen. Der Sensor liefert durchgeschaltet also ein NullSignal. Das Schaltelement ist in beiden Fällen ein Schließer (Herstellerangabe: NO=normally open). Soll beim Ansprechen der Stromfluss unterbrochen werden, wird die Öffnerfunktion benötigt (Herstellerangabe: NC=normally closed)
Bei induktiver Last ist eine Schutzbeschaltung (z.B. Freilaufdiode) erforderlich!
5.3.1 Aufbau und Funktion Ein Reflexlichttaster entspricht im Aufbau einer Reflexlichtschranke, d.h. Sender und Empfänger befinden sich im gleichen Gehäuse. Allerdings arbeitet der Reflextaster nicht mit dem reflektierten Licht eines Reflektors, sondern mit dem Licht, das diffus von dem zu erfassenden Gegenstand reflektiert wird. Der Reflextaster ähnelt daher von der Arbeitsweise einem induktiven oder kapazitivem Näherungsschalter, erreicht aber wesentlich höhere Schaltabstände. Da das direkt reflektierte Licht ausgewertet wird, ist das Erkennen von Objekten und der Schaltpunkt des Tasters stark abhängig von den Reflexionseigenschaften der Objekte, also von deren Oberflächenbeschaffenheit und Farbe (glatt, rauh, glänzend, spiegelnd, weiß, grau, schwarz, usw.) und deren Größe. Die Angabe eines Tastbereiches ist bei energetischen Reflextaster demnach nur unter Bezug auf ein Normobjekt möglich. Dieses kann näherungsweise durch einen weißen Karton in den Abmessungen 20x20 cm imitiert werden. „Energetische“ Lichttaster schalten bei genügender reflektierter Lichtmenge, Lichttaster mit „Hintergrundausblendung“ werten den Einfallwinkel des reflektierten Lichts aus. Dies ist vorteilhaft bei Objekten vor hellem Hintergrund.
Aufgaben Ultraschallsensor
Aufgaben zum Ultraschallsensor
Autor: Klaus-Peter Wagner Hoföschle 11 87439 Kempten im Allgäu Kontakt:
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