TECHNIKWeg- und Winkelsensorik

kontaktlos•berührungslos•potentiometrisch•

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Inhaltsverzeichnis

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Bei mobilen Arbeitsmaschinen ist der Trend zur Automatisierung ungebrochen. Typische Beispiele finden sich im Straßenbau ebenso wie in der Land- und Forstwirtschaft oder beim Verlegen von Schienen. Nur so lässt sich langfristig gesehen kostengünstig und mit gleich-bleibender Qualität produzieren. Immer leistungsfähigere Arbeitsgeräte stellen aber auch an die eingesetzten Komponenten immer höhere Anforderungen.

Weg- und Winkelaufnehmer für mobile Arbeitsmaschinen

Sensorelemente liefern oft Signale mit einem relativ niedrigen Pegel. Um sie störsicher über größere Distanzen übertragen zu können, empfiehlt es sich, sie direkt am Sensor oder zumindest in seiner Nähe zu wandeln oder weiter zu verarbeiten. Potentiometrische Weg-aufnehmer und auf sie abgestimmte Messwertumformer sind dafür ein typisches Beispiel. Bei dezentralen Anlagenstrukturen bietet es sich außerdem an, den Messwert direkt vor Ort anzuzeigen und auch gleich weiter zu verarbeiten.

Signalverarbeitung in vielen Varianten17

Zu den Funktionsprinzipien, die häufig zur kontaktlosen Winkelerfassung eingesetzt wer-den, gehören heute magnetische Verfahren. Sie liefern absolute Messwerte, arbeiten auch unter rauen Umgebungsbedingungen zuverlässig und eignen sich aufgrund der zu ande-ren Messverfahren vergleichsweise niedrigen Kosten nicht nur für zahllose Applikationen im Maschinen- und Anlagenbau, sondern auch für mobile Einsatzfälle, wie das beschriebe-ne Anwendungsbeispiel aus dem Bereich der Kfz-Technik beweist.

Mit Londoner Taxis auf Tour20

Der Segway Human Transporter (HT) ist ein einachsiger, selbststabilisierender Roller, der in den letzten Jahren zahlreiche Fans gewonnen hat. Kondition ist nicht vonnöten, da die Roller elektrisch angetrieben werden und auch koordinativ dürften gesunde Menschen keineswegs überfordert sein. Das Fahrzeug hält sich selbst und den Fahrer im Gleichge-wicht; gebremst, beschleunigt und gelenkt wird durch Gewichtsverlagerung bzw. durch Neigung des Körpers.

Segway Human Transporter –ein Fahrzeug mit Spaßfaktor

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Beim Bau des Großraumflugzeugs Airbus A380 ist Transporttechnik ein wichtiges Thema. Denn die vielen unterschiedlichen Baugruppen müssen aus verschiedenen Entwicklungs- und Fertigungsstätten in England, Spanien, Frankreich und Deutschland zur Endprodukti-on nach Hamburg bzw. Toulouse gebracht werden. Der Transport der oft sehr großen Bau-teile ist anspruchsvoll: Die Airbusflügel beispielsweise, die im englischen Werk Broughton gefertigt werden, sind über 45 m lang und mehr als 11 m breit .

Lineare und rotative Wegaufnehmerin der Transporttechnik

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Impressum

Herausgeber und VerlagHolzverlag GmbH + Co KGPostfach 126086407 MeringGERMANYTelefon: +49 8233 3276 1Telefax: +49 8233 3276 2

TexteDipl-Ing. (FH) Dietrich HomburgEllen-Christine Reiff, M.A.

beide Redaktionsbüro StutenseeAm Hasenbiel 76297 StutenseeGERMANYInternet: www.rbsonline.de

Gestaltung:close-cut multimedia designKiefernweg 1076356 WeingartenGERMANYInternet: www.close-cut.de

HerstellungSenn Graphischer BetriebLindauer Straße 1188069 TettnangGERMANY

Unterlagen und Informationen zu den beschriebenen Systemen und Geräten können angefordert werden bei:

NovotechnikMesswertaufnehmer OHGPostfach 422073745 Ostfildern (Ruit)GERMANYTelefon: +49 711 4489 0Telefax: +49 711 4489 118E-Mail: info@novotechnik.deInternet: www.novotechnik.de

Robuste, zuverlässige und kostengünstige Lösungen sind gefragt:Weg- und Winkelaufnehmerfür mobile Arbeitsmaschinen

Vom Single- bis zum Multiturn:Berührungslose Winkelsensorik auch für Massenmärkte

Schnittstellenvielfalt, hohe Geschwindigkeiten,robust und Messlängen bis 4500 mm:Magnetostriktive Aufnehmer – ideal für lange Wege

Getriebelose Multiturn-Sensorenerstmals ohne externe Energieversorgung:Umdrehungszähler nutzt den GMR-Effekt

Neue Technologien auf dem Vormarsch:Weg- und Winkelmesstechnik im Automobil

Keine erfolgreiche Anwendung ohne bedarfsgerechtes Packing:Winkelsensoren mit breitem Einsatzspektrum

Vom Messwertumformer bis zur programmierbaren Vor-Ort-Anzeige:Signalverarbeitung in vielen Varianten

Robust, zuverlässig und bei Bedarf auch redundant:Präziser Winkelgeber für den Heavy-Duty-Bereich

Magnetischer Winkelsensor im Einsatz:Mit Londoner Taxis auf Tour

Sensorpotentiometer sorgen für sichere Kurvenfahrt:Segway Human Transporter –ein Fahrzeug mit Spaßfaktor

Bessere Motorperformance mit mehr Umweltschutz:Potentiometer geben Gas

Für jede Positionserfassung der passende Sensor:Lineare und rotative Wegaufnehmerin der Transporttechnik

Potentiometer als konkurrenzlose Problemlöser:Wegmessung unter Extrem-Bedingungen

Kontaktlose, magnetostriktive Wegaufnehmerbis 2500 mm Messstrecke:Direkt integrierbar in Pneumatik- und Hydraulikzylinder

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Inhalt

4 Weg- und Winkelaufnehmer für mobile Arbeitsmaschinen

Robuste, zuverlässige und kostengünstige Lösungen sind gefragt:

Weg- und Winkelaufnehmerfür mobile Arbeitsmaschinen

Für den Einbau im ergonomisch geformten Joystick wurde ein Po-tentiometer „maßgeschneidert“. Gleichzeitig wurde die Kennlinie der konkreten Steuerungsaufgabe angepasst.

Ein wichtige Rolle unter den robusten Aufnehmern, die bei mobilen Einsätzen ihre Zuverlässigkeit und Genauigkeit beweisen können, gehören auch magne-tostriktive Wegaufnehmer. Sie eignen sich besonders, wenn sich Sensor und bewegtes Teil nur schlecht mechanisch verbinden lassen

Weg- und Winkelaufnehmer in mobilen Anwendungen müssen nicht nur ausrei-chend genau sein, sondern sollen auch bei starken Vibrationen, Feuchtigkeit und extre-men Temperaturschwankungen zuverlässig und möglichst wartungsfrei arbeiten. Dazu kommt der verständliche Wunsch nach „be-zahlbarer“ Technik. D. h. wie im gesamten Fahrzeugbau wird auch bei Arbeitsmaschi-nen großer Wert auf ein günstiges Preis-/Leistungsverhältnis gelegt. Gefragt sind Sensoren, die exakt das leisten, was die Applikation verlangt. Die richtige Auswahl wird dabei vor allem von zwei Kriterien be-stimmt: Der konkreten Messaufgabe und den jeweiligen Qualitätsanforderungen. Dem trägt die Herstellerindustrie Rechnung mit neuen, praxisgerechten Lösungen. Ein-fache Anschlusstechnik, auf die Applikation abgestimmte Features und eine robuste Auslegung stehen dabei im Vordergrund der derzeitigen Entwicklungsarbeit.

Für jede Aufgabenstellung daspassende Funktionsprinzip

Dabei zeigt sich, dass in vielen Anwendun-gen die „altbekannten“ Leitplastikpotenti-ometer gerade im Bereich der mobilen Ar-beitsmaschinen aufgrund ihres günstigen Preis-/ Leistungsverhältnisses und ihrer Zu-verlässigkeit nach wie vor wichtige Systeme sind. In hochdynamischen Anwendungen, bei ständig durchdrehender oder hochfre-quenter Betätigung setzen sich jedoch zu-nehmend kontaktlose Verfahren durch, die praktisch verschleißfrei arbeiten. Je nach An-wendungsfall kommen dabei unterschiedli-che Funktionsprinzipien zum Einsatz, z. B. induktive oder magnetische Verfahren. Statt also beispielsweise Wege oder Winkel zunächst über verschleiß- und verschmut-zungsanfällige Hebel, Scharniere oder Seile umzusetzen, um sie an geeigneter Stelle erfassen zu können, ist es wesentlich ein-

facher, den Messwert mit einem robusten Sensor direkt aufzunehmen. Man vermeidet den zwangsläufigen Verschleiß der mecha-nischen Konstruktion, Verschmutzungen werden unkritisch, auch wenn die Maschine nicht in kurzen Abständen gereinigt werden kann und auch bei höheren Anforderungen an Durchsatz oder Geschwindigkeit wird die Wegerfassung nicht zum Problem.

Potentiometer für härtesteUmgebungsbedingungen: Mobile Gleisbauanlage Auch lineare Leitplastikpotentiometer tra-gen oft zu konstruktiven Erleichterungen bei. Speziell für Einsatzfälle unter harten Umgebungsbedingungen wurde der Weg-aufnehmer LWX entwickelt. Durch eine aus-tauschbare Dichtung an der Schubstange und einer patentierten Volumenkompensa-tion, die ein Eindringen von Staub, Wasser

Bei mobilen Arbeitsmaschinen ist der Trend zur Automatisierung ungebrochen. Typische Beispiele finden sich im Straßenbau ebenso wie in der Land- und Forstwirt-schaft oder beim Verlegen von Schienen. Nur so lässt sich lang-fristig gesehen kostengünstig und mit gleichbleibender Qualität pro-duzieren. Immer leistungsfähigere Arbeitsgeräte stellen aber auch an die eingesetzten Komponenten immer höhere Anforderungen, die mit steigenden Arbeitsgeschwin-digkeiten, höherer Maschinenaus-lastung und größerem Funktions-umfang ständig weiter wachsen. Ganz besondere Auswirkungen hat diese Entwicklung auf die eingesetzte Sensorik.

5Weg- und Winkelaufnehmer für mobile Arbeitsmaschinen

Statt Wege oder Winkel über verschleiß- und verschmutzungsanfällige Mechanik umzu-setzen, um sie an geeigneter Stelle erfassen zu können, ist es wesentlich einfacher, den Messwert mit einem robusten Sensor direkt aufzunehmen

Speziell für Einsatz-fälle unter harten Umgebungsbedin-gungen wurde der Wegaufnehmer LWX entwickelt. Durch eine austauschbare Dichtung an der Schubstange und eine patentierte Vo-lumenkompensation erfüllt der Sensor die Anforderungen der Schutzart IP67

und Öl sicher verhindert, erfüllt der Sensor die Anforderungen der Schutzart IP67.

Seine Robustheit konnte das Leitplas-tikpotentiometer im praktischen Einsatz beweisen. Bei einer mobilen Gleisbauanla-ge erfasst der Sensor die Eindringtiefe der Nägel, mit denen die Schienen befestigt werden. Die Nägel werden pneumatisch eingeschlagen; das Leitplastikpotentiome-ter ist direkt an der Außenseite des Ham-mer-Zylinders befestigt. Die starken Vibra-tionen aber auch Feuchtigkeit, Staub und extreme Temperaturunterschiede im Au-ßeneinsatz beeinträchtigen seine Funktion nicht. Weitere interessante Möglichkeiten für lineare Potentiometer finden sich auch bei landwirtschaftlichen Maschinen, z. B. um Schaufeln präzise zu positionieren. Der Wegaufnehmer lässt sich außen am Zylin-der anbringen und kann so beispielsweise mechanische Skalen ersetzen.

Leitplastikpotentiometer inSteuer- und Bedieneinheiten

Potentiometer werden bei mobilen Arbeits-maschinen aber noch in einem anderen Bereich zum vielseitigen Problemlöser: In Steuer- und Bedieneinheiten von Kranen, Ackerschleppern oder Forstmaschinen las-sen sie sich problemlos integrieren und

bei Bedarf einfach modifizieren. Ein erhöh-tes Drehmoment schützt beispielsweise vor unabsichtlichem Verstellen. Außerdem lassen sich zusätzliche Schalterfunktionen integrieren, die oft separate Mikroschalter überflüssig machen. Bei Bedarf passen sie sich auch problemlos in Form und Verhalten der konkreten Aufgabe an:

Bei Joysticks an schweren Arbeitsmaschi-nen, die z. B. in der Forstwirtschaft eingesetzt sind, wollte man als Option nachträglich ei-nen Daumenradregler integrieren können. Mit einem Standardpotentiometer ließ sich die Aufgabenstellung jedoch aufgrund der strikt vorgegebenen Abmessungen nicht

lösen. Das eingesetzte Potentiometer wur-de deshalb für den Einbau im ergonomisch geformten Joystick „maßgeschneidert“. Gleichzeitig wurde auch die Kennlinie der konkreten Steuerungsaufgabe angepasst.

Für jede Aufgabenstellung daspassende Funktionsprinzip

Eine wichtige Rolle unter den robusten Auf-nehmern, die bei mobilen Einsätzen ihre Zuverlässigkeit und Genauigkeit beweisen können, spielen auch magnetostriktive Wegaufnehmer. Sie eignen sich besonders, wenn sich zwischen Sensor und bewegtem Teil nur schlecht eine mechanische Verbin-dung herstellen lässt, z. B. bei mobilen Sä-gen, linearen Verfahreinheiten oder belie-bigen Hubeinrichtungen. Magnetostriktive Wegaufnehmer der jüngsten Generation haben nicht nur die Überwachung und Li-nearisierung der Messwerte bereits integ-riert, sondern garantieren auch ein Höchst-maß an Sicherheit und Dynamik bei der Messwertübertragung.

Die magnetorstriktiven Wegaufnehmer der Baureihe TLM und TMI werden mit Nutz-längen bis 4,5 m angeboten, bei einer län-genunabhängigen Auflösung von 5 µm. Die magnetostriktiven Wegaufnehmer der Bau-reihe TIM sind speziell für den Mobilbereich konzipiert und werden mit Nutzlängen bis 2,5 m angeboten. Alle drei Baureihen sind unempfindlich gegen Schock und Vibrati-onen und entsprechen der Schutzart IP67. Die Verstellgeschwindigkeit des Positions-gebers ist beliebig. Er steht in keiner mecha-nischen Verbindung zum Wegaufnehmer und kann direkt in das bewegte Maschinen-teil integriert werden. Bei der Justage reicht oft Augenmaß, denn in horizontaler und vertikaler Richtung genügt eine relativ gro-be Montagegenauigkeit. Bei Bedarf können die Wegaufnehmer der Baureihen TLM und TMI auch mit mehreren Positionsgebern ar-beiten.

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Zu den Funktionsprinzipien, die häufig zur kontaktlosen Winkelerfassung eingesetzt werden, gehören heute mag-netische Verfahren. Sie arbeiten berührungslos, d. h. ohne mechanischen Verschleiß und liefern absolute Messwerte. Auch unter rauen Umgebungsbedingungen sind sie zuver-lässig und eignen sich aufgrund der im Vergleich zu ande-ren Messverfahren niedrigen Kosten auch für den Einsatz in Massenmärkten. Zu ihren typischen Einsatzbereichen gehören nicht nur zahllose Applikationen im Maschinen- und Anlagenbau, sondern auch mobile Anwendungen, z. B. in der Fahrzeugtechnik oder auf Schiffen. Oft kön-nen sie hier dank ähnlicher oder sogar gleicher Bauform konventionelle, prinzipbedingt eher verschleißanfällige Potentiometertechnik ersetzen.

Die Notwendigkeit, Winkel zu messen, spielt in der Technik schon seit Langem eine gro-ße Rolle. Prinzipiell kann man dabei unter-scheiden, ob Winkelpositionen innerhalb einer Umdrehung erfasst werden sollen oder ob man dabei auch die Anzahl der Umdrehungen erfassen muss. Man braucht also entweder so genannte Singleturn- oder Multiturn-Aufnehmer. In beiden Fällen bie-ten sich heute kontaktlose Verfahren an, die auf magnetischen Funktionsprinzipien ba-sieren und durch ein besonders günstiges Preis-Leistungsverhältnis überzeugen.

Magnetische Winkelaufnehmerfür 360°

Für die magnetische Winkelmessung gibt es unterschiedliche Methoden, wobei der prinzipielle Aufbau zunächst einmal nahe-zu identisch erscheint. Ein Magnet ist an einer drehenden Achse angebracht. Der je nach Drehwinkel unterschiedliche Verlauf der Feldlinien wird von einem Sensorele-ment detektiert. Die Wahl dieses Sensorele-ments entscheidet maßgeblich über den Erfassungsbereich der Winkelaufnehmer. Novotechnik ist es hier gelungen, durch Op-timierung von Hall-Sensorelementen (vgl. Kastentext) und einer darauf abgestimmten Auswerteelektronik sehr robuste, zuverläs-sige und obendrein auch hochgenaue Auf-nehmer zu entwickeln.

An der drehenden Achse ist auch bei diesen NOVO Hall Sensoren ein Magnet

angebracht. Je nach Drehwinkel verändert sich die Orientierung des Magnetfeldes und damit die Signalspannung des Sensorele-ments, das im Prinzip aus zwei senkrecht zueinander angeordneten Hallelementen besteht. Dadurch ist jede Winkelposition eindeutig zuzuordnen. Die jeweilige Span-nungsänderung wird innerhalb des Sensor-ICs in ein drehwinkelproportionales Analog-signal umgerechnet. Die Sensoren arbeiten intern mit einer Auflösung von 14 Bit und einer unabhängigen Linearität von typisch +/- 0,3 %. Sie sind unempfindlich gegen-über Verschmutzungen oder Feuchtigkeit (IP54 oder IP65) und so ausgelegt, dass eine spielfreie Ankopplung einfach möglich ist. Langlöcher am Gehäuse vereinfachen das Justieren.

Sowohl für industrielle als auch für mo-bile Anwendungen gibt es die passenden

An der drehenden Achse ist ein Magnet angebracht. Je nach Drehwinkel verändert sich die Orientierung des Magnetfeldes und damit die Signal-spannung des Sensorelements, das im Prinzip aus zwei senkrecht zuein-ander angeordneten Hallsensoren besteht.

Mit dem RFC 4800 steht eine Ausführung zur Verfügung, die sämtlichen in mobilen Anwendungen geforderten EMV- und EMC-Spezifikationen entspricht.

Vom Single- bis zum Multiturn:

Berührungslose Winkelsensorikauch für Massenmärkte

Berührungslose Winkelsensorik auch für Massenmärkte

Der Hall-Effekt wurde 1879 vom Physiker Edwin Hall entdeckt: Ein Magnetfeld, das senk-recht zu einem stromdurchflossenen Leiter angeordnet ist, lenkt diesen ab. Nach diesem Prinzip funktionieren beispielsweise auch Elektromotoren. Innerhalb des Leiters gibt es eine analoge Erscheinung: Die Stromlinien werden nach einer Seite hin verdrängt. Durch den Verdrängungseffekt ergibt sich eine Verschiebespannung quer zum Strom-fluss. Besonders ausgeprägt ist dieser Effekt bei den so genannten Hallgeneratoren. Da die Signaländerung bei den nach diesem Prinzip funktionierenden, auf dem Hall-Effekt basierenden Sensorelementen aber nicht linear zum Drehwinkel ist, ließen sich in der Vergangenheit auf diese Weise nur begrenzte Winkel erfassen. Durch Optimierung der Sensorelemente und der Auswerteelektronik sind heute jedoch Aufnehmer auf dem Markt, die sich für die Erfassung von Messwinkeln bis zu vollen 360°-Winkeln eignen.

Der Hall-Effekt für Singleturns

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Varianten. Mit dem RFC 4800 beispielsweise steht eine Ausführung zur Verfügung, die sämtlichen in mobilen Anwendungen gefor-derten EMV- und EMC-Spezifikationen ent-spricht, die Anforderungen der Schutzart bis IP69 erfüllt und sich dank unterschiedlicher Mechaniken und Steckermodule einfach in die unterschiedlichen Anwendungen integ-rieren lässt. Unterschiedliche Interfaces ste-hen auch für die Miniatur-Variante RFC 4000 zur Verfügung. Dieser Sensor ist mit 7 mm Bauhöhe extrem flach und lässt sich auch bei beengten Einbauverhältnissen prob-lemlos integrieren.

Berührungsloser Umdrehungszäh-ler einer neuen Generation In vielen Anwendungen müssen Winkel ge-messen werden, die größer als 360° sind. Die heute üblichen Multiturn-Sensoren bringen je nach Anwendung Nachteile mit sich: Die kostengünstigen 10-Gang-Potentiometer beispielsweise genügen häufig nicht den Anforderungen an Robustheit und somit Zuverlässigkeit. Optische Encoderlösun-gen wiederum sind für viele Anwendungs-bereiche zu teuer. Hier könnte jetzt ein neues, patentiertes Funktionsprinzip zum Problemlöser werden, das den GMR-Effekt (vgl. Kastentext) nutzt. Es liefert absolute Positionswerte und eignet sich z. B. gut für den Einsatz in so genannten True-Power-on-Systemen, da es auf keinerlei Referenz-signale angewiesen ist. Vor allem im Bereich der Kfz-Technik dürften sich dem wartungs-freien und kostengünstigen Sensorsystem deshalb viele Einsatzbereiche erschließen, z. B. bei elektronischen Lenksystemen. Die Möglichkeit, bis zu 16 Umdrehungen mag-netisch zu erfassen, ist aber auch für indust-rielle Anwendungen interessant.

Der Aufbau des magnetischen Umdre-hungszählers ist vom Prinzip her einfach zu verstehen und ist im Fachartikel „Um-drehungszähler nutzt den GMR-Effekt“ auf Seite 10 ausführlich beschrieben. Der ma-gnetische Multiturnsensor kann heute zu-sätzlich zum Drehwinkelsignal im stromlo-sen Zustand ohne Pufferbatterie und ohne Getriebe bis zu 16 Umdrehungen zählen und dauerhaft speichern. Konzepte für hö-here Umdrehungszählungen (bis 12 bit, was 4096 Umdrehungen entspricht) liegen bereits vor und sollen in den nächsten zwei bis drei Jahren realisiert werden. Aber schon heute lassen sich die Vorteile des neuen Multiturns in zahlreichen industriellen und automotiven Anwendungen nutzen.

Ein erstes umgesetztes Produkt mit Multi-turntechnologie ist die Baureihe RSM2800, welches in der äußerst kompakten 28-mm-

Bauform des bekannten Singleturn-Win-kelsensors RSC2800 untergebracht werden konnte. Der Winkelbereich der Baureihe umfasst, vom Kunden wählbar, zwischen 2 und 16 Umdrehungen und bildet den ge-

messenen Winkel als stetige, analoge Kenn-linie ab. Verschiedene Versorgungsspan-nungs- und Ausgangsspannungsbereiche werden umgesetzt.

Schichtaufbau des GMR-Elementes

Die Vorteile des neuen Multiturns lassen sich in zahlreichen industriellen und automotiven Anwendungen nutzen. In Automobilen oder mobilen Arbeitsma-schinen können sie z. B. den aktuellen Lenkwinkel über mehrere Umdrehungen direkt erfassen. Sie eignen sich aber auch für gewerbliche Rolltore, lineare oder rota-tive Stellantriebe, Antriebe für Armaturen, Klappen oder Ventile

Berührungslose Winkelsensorik auch für Massenmärkte

Der GMR-Effekt (Giant Magneto Resistance, also „Riesen-Magnetwiderstand“) ist ein quantenmechanisches Phänomen, das in dünnen Filmstrukturen aus ferromagnetischen und nichtferromagnetischen Schichten beobachtet wird: Hat man einen solchen hete-rogenen Aufbau aus zwei magnetischen Schichten (Sensorschicht und Referenzschicht), die durch eine nur wenige Atomlagen dicke, nicht magnetische Schicht getrennt sind, so beziehen die magnetischen Momente der beiden Schichten zueinander Stellung, so-bald sie einem externen Magnetfeld ausgesetzt sind. Die Referenzschichtorientierung wird – z. B. durch einen künstlichen Antiferromagneten (AAF) – festgehalten. Dadurch richtet sich die Sensorschicht entweder parallel oder antiparallel dazu aus. Der elektri-sche Widerstand ändert sich dramatisch, wenn die magnetischen Momente in diesem „Sandwich“ umklappen. Stehen sie parallel zueinander, sinkt der Widerstand auf den Minimalwert, bei antiparalleler Ausrichtung erreicht er sein Maximum. Der Magnetisie-rungszustand einer solchen Struktur lässt sich also leicht durch eine ohmsche Messung bestimmen.

Der GMR-Effekt für Multiturns

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Schnittstellenvielfalt, hohe Geschwindigkeiten, robust und Messlängen bis 4500 mm:

Magnetostriktive Aufnehmer – ideal für lange Wege

Diese berührungslose Ankopplung des frei-en Positionsgebers magnetostriktiver Weg-aufnehmer erschließt große Freiheit bei Konstruktion und Montage. Das Sensorele-ment wird beispielsweise im Maschinenbett montiert, der Positionsgeber direkt am be-wegten Teil. Für die mechanische Justierung reicht dank der überbrückenden Wirkung des Magnetfelds fast schon das Augenmaß aus, da die Montagetoleranz mit +/- 2 mm recht groß ist. Die Messmethode ist unemp-findlich gegen Umgebungseinflüsse wie Temperatur, Feuchtigkeit, Erschütterungen, Vibrationen oder Störfelder. Die Strecken-länge wird nicht inkremental, sondern ab-

solut gemessen, das ist ein wichtiger Vorteil beim Anfahren oder Wiederanfahren von Maschinen. Gegenüber dem potentiomet-rischen Verfahren lassen sich mit dem kon-taktlosen Sensor auch lange Strecken kos-tengünstig messen.

Genauigkeit auchbei großen Messlängen

Die robusten Aufnehmer der Baureihe TLM und TMI aus dem Hause Novotechnik, die nach dem Novostriktiv-Verfahren (vgl. Kas-tentext ) arbeiten, werden in mehreren Bau-formen mit Nutzlängen von 50 bis 4500 mm

angeboten. Sie erfüllen serienmäßig die An-forderungen der Schutzart IP67. Ihre zuläs-sige Betriebstemperatur liegt zwischen -40 und +85 °C. Die Sensoren arbeiten medie-nunabhängig. Die Baureihe TMI eignet sich auch für den direkten Einbau in Druckzylin-dern.

Da die Wegaufnehmer die Messwer-te mit hoher Geschwindigkeit auch unter extremen Bedingungen erfassen und ver-schleißfrei arbeiten, liefern sie in den unter-schiedlichsten industriellen Bereichen und Mobilanwendungen gute Voraussetzungen, z. B. auch beim Präzisionshandling schwe-rer Teile. Die Sensoren haben nicht nur die Überwachung und Linearisierung der Mess-werte bereits integriert, sondern garantieren ein Höchstmaß an Sicherheit und Dynamik bei der Datenübertragung. Die Auflösung ist unabhängig von der Messlänge und be-trägt einheitlich 0,001 mm, was gerade bei großen Messwegen ein entscheidendes Kri-terium sein kann.

Schnittstellen-Vielfalt Besonderer Wert wurde bei den Wegauf-nehmern auf die Sicherheit der internen Messwertaufbereitung gelegt sowie auf die Datenausgabe mit einer Wiederholrate von bis zu 16 kHz. Den Positionswert errechnet die Elektronik aus dem Wert der digitali-

Magnetostriktiver Sensor mit freiem Positionsgeber. Der positionsgebende Magnet kann völlig ohne mechanische Verbindung zum eigentlichen Sensor montiert werden

Nicht in allen Applikationen können die wegmessenden Elemente mit dem zu messenden Teil mechanisch verbunden wer-den. Ist eine solche mechanische Kopplung zwischen Sensor und bewegtem Teil schwierig oder gar unmöglich, sind oft magnetostrik-tive Wegaufnehmer die geeignete Lösung. Sie greifen die Position magnetisch ab; der positionsge-bende Magnet kann völlig ohne mechanische Verbindung zum eigentlichen Sensor montiert werden.

Magnetostriktive Aufnehmer – ideal für lange Wege

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sierten Messzeit und der Geschwindigkeit der Torsionswelle. Der ermittelte Positions-wert wird auf Plausibilität überprüft und entsprechend der Schnittstelle aufbereitet. Linearisiert wird durch den direkten Eingriff in die Messauslösung der Magnetostriktion. Dazu werden die bei der Kalibrierung ge-messenen Korrekturwerte für die durch das Material des Messdrahtes bedingten Linea-ritätsabweichungen intern in einer Tabelle hinterlegt. Ein hochintegrierter digitaler Schaltkreis (ASIC) bereitet die Positionswer-te auf und formatiert sie für die Datenaus-gabe mit einer Zykluszeit von 62,5 µs bzw. einer Taktfrequenz von 16 kHz.

Als Ausgabewert stellt die integrierte Elektronik standardisierte Signale für Start-/Stop-, SSI- oder die DyMoS-Schnittstelle zur Verfügung. Letztere liefert zusätzlich den aktuellen Geschwindigkeitswert; in etlichen Applikationen lässt sich dadurch ein zweiter Sensor einsparen. Neu im Programm ist au-ßerdem eine Variante für den direkten An-schluss an CANopen. Dadurch werden die Wegaufnehmer zu Plug-and-Play-Geräten, die sich einfach in eine vorhandene Auto-matisierungsumgebung integrieren lassen. Kalibrierungsarbeiten vor Ort sind nicht mehr notwendig.

Die robusten Aufnehmer der Baureihe TLM und TMI, die nach dem Novostriktiv-Verfahren arbeiten, werden in mehreren Bauformen mit Nutzlängen von 100 bis 4000 mm angeboten

Das magnetostriktive Messprinzip

Magnetostriktive Aufnehmer – ideal für lange Wege

Der Messvorgang wird beim berührungslosen Novostriktiv-Verfahren durch einen kur-zen Stromimpuls ausgelöst, der um den Wellenleiter ein zirkulares Magnetfeld erzeugt. Senkrecht dazu verlaufen die Feldlinien des Positionsgebers, der im Wellenleiter die Messposition markiert. An der Überlagerungsstelle der beiden Magnetfelder entsteht im Wellenleiter eine elastische Verformung, die Magnetostriktion. Die reversible Dimen-sionsänderung löst einen mechanischen Impuls aus, der sich im Wellenleiter als Torsi-onswelle mit einer Geschwindigkeit von etwa 2800 m/s fortpflanzt. An einem Ende des Wellenleiters wird die Torsionswelle in ein elektrisches Signal umgesetzt, am anderen gedämpft, sodass es zu keinen Überlagerungen bei nachfolgenden Messungen kommt. Die Laufzeit vom Entstehungsort bis zum Signalwandler ist direkt proportional zum Ab-stand zwischen Positionsgeber und Signalwandler.

Das magnetostriktive Messprinzip

10 Umdrehungszähler nutzt den GMR-Effekt

Getriebelose Multiturn-Sensoren erstmals ohne externe Energieversorgung:

Umdrehungszähler nutzt den GMR-Effekt

In vielen Anwendungen müssen Winkel gemessen werden, die größer als 360° sind. Umdrehungszähler, die in Verbindung mit einem 360°-Sensor solche Aufgaben übernehmen können, gibt es zwar in recht großer Auswahl. Die bisher üblichen Funktionsprinzipien haben jedoch Eigenschaften, die sich manchmal nachteilig auswirken können: Sie brauchen entweder eine dauerhafte Stromversorgung, beruhen auf mechanischen und damit verschleißbehafteten Konstruktionen oder sind für den Einsatzbereich zu aufwändig und damit oft zu teuer. Hier könnte jetzt ein patentiertes Funktionsprinzip zum Problemlöser werden, das den so ge-nannten GMR-Effekt nutzt.

Verhalten eines GMR-Schichtsystems

Kennlinie des beim Multiturnsensor verwendeten GMR-Schichtsystems

Der patentierte Umdrehungszähler arbeitet an einer Versor-gungsspannung von 5 V. Sein Gehäuse besteht aus hochwerti-gem und temperaturbeständigem Kunststoff. Die Anforderun-gen der Schutzart IP65 sind erfüllt.

Der GMR-Effekt (Giant Magneto Resis-tance, also „Riesen-Magnetwiderstand“) ist ein quantenmechanisches Phänomen, das in dünnen Filmstrukturen aus ferroma-gnetischen und nichtferromagnetischen Schichten beobachtet wird. Hat man einen solchen heterogenen Aufbau aus zwei ma-gnetischen Schichten, die durch eine nur wenige Atomlagen dicke, nicht magneti-sche Schicht getrennt sind, beziehen die magnetischen Momente der beiden äuße-ren Schichten zueinander Stellung, sobald sie einem externen Magnetfeld ausgesetzt sind. Sie richten sich parallel oder antiparal-lel aus. Wenn die magnetischen Momente in diesem „Sandwich“ umklappen, ändert sich der elektrische Widerstand dramatisch. Ste-

hen sie parallel zueinander, sinkt der Wider-stand auf den Minimalwert, bei antiparalle-ler Ausrichtung erreicht er sein Maximum. Von diesem Verhalten leitet sich der Name Riesenmagneto-Widerstandseffekt ab.

„Sandwichaufbau“ ausunterschiedlichen Schichten

Diese Magnetowiderstandseffekte sind seit knapp zwanzig Jahren bekannt. Bemerkens-wert ist, dass der von Peter Grünberg und Albert Fert unabhängig voneinander ent-deckte Riesenmagnetowiderstand (Giant Magnetoresistance, kurz GMR) sehr schnell den Sprung in konkrete Anwendungen schaffte. In Festplatten beispielsweise dient

der GMR-Effekt schon etwa seit Mitte der 90er Jahre zum präzisen Auslesen von Da-ten. Außerdem hat er in CD- und DVD-Lauf-werken weltweite Verbreitung gefunden. Jetzt lässt er sich auch bei der Realisierung preiswerter und zuverlässiger Multiturnsen-soren nutzen.

Ein solcher Multiturnsensor, der den Gi-ant-Magnetoresistance-Effekt (GMR) nutzt, kann zusätzlich zum Drehwinkelsignal im stromlosen Zustand ohne Pufferbatterie und ohne Getriebe zur Zeit bis zu 16 Um-drehungen zählen und dauerhaft spei-chern. Er arbeitet durch das magnetische Prinzip berührungslos und damit praktisch verschleißfrei. Dabei liefert er absolute Po-sitionswerte und stellt den Messwert als

11Umdrehungszähler nutzt den GMR-Effekt

echtes “True-power-on”-System sofort nach dem Start zur Verfügung.

Der Aufbau des magnetischen Umdre-hungszählers ist vom Prinzip her einfach zu verstehen: Für jede zu zählende Umdre-hung wird genau ein Spiralarm benötigt. Ein wichtiger Bestandteil des Sensorele-mentes ist dabei die relativ große Fläche am Anfang der Spirale, der so genannte Domänenwandgenerator. Durch die große geometrische Ausdehnung kann in dieser Fläche die Magnetisierung leicht dem äuße-ren Magnetfeld folgen. Durch Drehung ei-nes externen Magnetfeldes mit geeigneter Stärke werden nun im Domänenwandge-nerator 180° Domänen erzeugt und in die Spiralstruktur injiziert bzw. bei Rückwärts-drehung wieder gelöscht. Die Magnetisie-rung der Sensorschicht in den Spiralarmen richtet sich dabei entweder parallel oder antiparallel zur Referenzschicht.

Misst man den Widerstand der Struktur, so ergibt sich je nach Magnetisierungszu-stand, respektive Umdrehungsanzahl, ein eindeutiger Wert. Kombiniert man einen solchen Sensor mit einem 360°-Sensor (z. B. Hall) können n x 360° (n = Anzahl der Spi-ralarme) gemessen werden. Da die Umdre-hungsanzahl magnetisch gespeichert wird, detektiert der Sensor die Umdrehungen auch ohne Spannungsversorgung.

Schematischer Aufbau einer einzelnen Sensorstruktur. Je nach Ausgangslage richtet sich die Magnetisierung der Sensorschicht entweder parallel oder antiparallel zu einer Referenzschicht aus (a). Die Bilder b und c zeigen den Brückenwiderstand als Funktion der Magnetisierung entsprechend der Umdrehungszahl ½ n, bzw. n

a) b) c)

Die von der Umdrehungs-zahl abhängigen unter-schiedlichen Magnetisie-rungsanordnungen führen zu eindeutigen Wider-standswerten

Sprungstellen lassen sich vermeiden, wenn man zwei Sensorelemente miteinander kombi-niert und um 90° zueinander versetzt anordnet

12 Weg- und Winkelmesstechnik im Automobil

Sprungstellen lassen sich vermeiden, wenn man zwei Sensorelemente miteinander kombi-niert und um 90° zueinander versetzt anordnet

Absolutwinkel bis16 Umdrehungen erfassen

Eine Ermittlung des Absolutwinkels über mehrere Umdrehungen ist so jedoch nicht ohne Weiteres möglich, da die Widerstands- oder Spannungsänderungen des GMR-Sensorelements an den Sprungstellen keine eindeutigen Werte annehmen. Mit zwei um 90° versetzten Multiturn-Elementen lässt sich dieses Problem lösen. Es geht jedoch auch eleganter, wenn man diese zwei um 90° verdrehten Strukturen zu einer Rauten-struktur „verschmilzt“. Mit dieser lässt sich durch einen entsprechenden Auswerteal-gorithmus in jeder Winkelstellung ein ein-deutiger Umdrehungswert ableiten.

Von modernen Automobilen erwartet der Kunde heute hohe Verkehrssicherheit, Wirtschaftlichkeit, komfortables Fahren und ansprechendes Design. Mo-derne Elektronik hat in den letzten 20 Jahren wesent-lich dazu beigetragen, diese Forderungen zu erfüllen. Elektronische Bremshilfen (ABS), Stabilitätskontrollen (DSC) etc. haben sich in der Automobiltechnik mittler-weile einen festen Platz erobert. Inzwischen geht der Trend jedoch weg von diesen elektromechanischen Lösungen. Die Zukunft werden Systeme prägen, bei denen man völlig auf eine mechanische Rückfal-lebene verzichtet. Typische Beispiele liefern die so genannten Steer-by-Wire- oder E-Gassysteme. Diese Systeme sind eine große technische Herausforderung für die Zukunft der Automobilindustrie und damit für die Hersteller aller Komponenten, die in ihnen zum Einsatz kommen. Es gilt höchste Anforderungen hinsichtlich Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit, Wartungs-freundlichkeit und Sicherheit zu erfüllen.

In der modernen Automobiltechnik hält die Sensorik Einzug. Ty-pische Beispiele sind die Erfassung der Drosselklappenstellung (1), der Gangwahlsensor (2), der Lenkwinkelsensor (3) und der Pedalwertgeber (4)

Als Weg- und Winkelaufnehmer hat sich das klassische Leitplastikpotentiometer in der Automobiltechnik einen festen Platz erobert. Mit seinem bisher immer noch ungeschlage-nen Preis-/Leistungsverhältnis ist das Poten-tiometer praktisch der ideale Sensor. Bei den gestiegenen Anforderungen der Automobil-technik der Zukunft beginnt sich jedoch in einigen Applikationen der prinzipbedingte Verschleiß der Potentiometertechnik nach-teilig auszuwirken. Gefragt sind deshalb kontaktlose Verfahren, die höhere Anforde-rungen an die Lebensdauer erfüllen.

Neue Technologien auf dem Vormarsch:

Weg- und Winkelmesstechnik im Automobil

Um die prinzipbedingten Nachteile der klassischen Potentiometer zu umgehen, ohne auf deren Vorteile verzichten zu müssen, hat Novotechnik ein kontaktloses Sensorprinzip auf induktiv-resistiver Basis entwickelt. Dies ist für Einsatzfälle in der Automobiltechnik geradezu prädestiniert. Zudem erfüllt es selbst höchste Anforderun-gen an die Dynamik: Die Signale werden in diesen „INDRES“-Sensoren komplett analog verarbeitet; im Gegensatz zu abtastenden Verfahren benötigen die Sensoren keine Rechenzeiten. Ihr Schleppfehler ist darum

erheblich kleiner. Rotative und translatori-sche Sensoren sind realisierbar.

INDRES: Weg- und Winkelmes-sung nach dem induktiv-resistiven Verfahren

Die prinzipielle Funktionsweise des kon-taktlos und damit praktisch verschleißfrei arbeitenden INDRES-Sensors ist einfach: Eine Primär- und eine Sekundärspule sind auf einem Trägermaterial aufgebracht. Bei-de werden von einem beweglichen Ferrit

13Weg- und Winkelmesstechnik im Automobil

Funktionsweise der induktiv-resistiven INDRES-Sensoren

mit Luftspalt umschlossen. Nach dem In-duktionsgesetz wird in der Sekundärwick-lung eine Spannung induziert, wenn an der Primärspule eine Wechselspannung anliegt. Da sich aber der Feldfluss im Luftspalt des Ferritjochs konzentriert, läuft diese Poten-tialfront beim Verschieben mit dem Joch des Ferrits mit. Diese Ortsveränderung wird nun durch eine Widerstandsschicht in der Sekundärspule erfasst (Messelement). Die Ausgangsspannung ändert sich so mit der Stellung des Ferritkerns. Eine Auswerteelek-tronik erzeugt daraus ein analoges oder di-gitales Signal.

Die Auflösung ist theoretisch unendlich hoch, typische Werte liegen zur Zeit im Be-reich von über 14 Bit bei Linearitätswerten von besser als 0,1 %. Anders als bei ver-schleißbehafteten Potentiometern bleibt die Linearität über die gesamte Lebensdau-er erhalten. Das Grundsystem kann deshalb über das Design des Messelements an be-liebige Ausgangsfunktionen angepasst wer-den. Das Bild unten zeigt schematisch den Aufbau der Signalverarbeitung. Deutlich

wird dabei, dass es sich um ein streng ratio-metrisches Prinzip handelt. Schwankungen der Eingangsspannung werden somit von der Signalverarbeitung kompensiert.

Der INDRES-Sensor arbeitet ebenso wie ein Potentiometer als Spannungsteiler. Da-durch sind gegenüber anderen magneti-schen Systemen (z. B. magnetostriktiv oder mit Hallsonden) auch ohne Kompensation die Temperatur- und Feuchtekoeffizienten mit weniger als 30 ppm/K bzw. 1 ppm/% rel. Feuchte nur sehr klein. Letzteres ist für den Anwendungsbereich Automobil be-sonders interessant. Beim Design bzw. der geometrischen Anordnung gibt es kaum Einschränkungen. Da sich das Messelement individuell in beliebigen Freiformen auf dem Trägermaterial aufbringen lässt, folgt die Sensorgeometrie der Anwendung und nicht umgekehrt. Einen typischen Anwen-dungsbereich finden die INDRES-Sensoren in Steer-by-Wire-Systemen, an deren Reali-sierung zur Zeit intensiv gearbeitet wird.

Steer-by-Wire: Trennung von Lenk-rad und Radwinkelverstelleinheit

Die Lenkung ist bei einem solchen „vollelek-tronischen“ System nicht mehr mechanisch über eine Achse, sondern elektrisch mit der Spurstange bzw. der Radwinkelverstellein-heit verbunden. Der Fahrerwunsch wird über den Lenkwinkelsensor aufgenommen und an das Steuergerät weitergeleitet. Die-ses gibt das Signal für den Stellantrieb vor,

Schematische Darstellung der Signalverarbeitung

Steer-by-Wire: Die Len-kung ist nicht mehr me-chanisch über eine Achse, sondern lediglich elekt-risch mit der Spurstange bzw. der Radwinkelver-stelleinheit verbunden

14 Weg- und Winkelmesstechnik im Automobil

so fehlertolerant sein wie möglich. Das be-deutet, dass Fehler automatisch so kompen-siert werden, dass sie nicht zu einem Aus-fall der Lenkung führen. Eine Möglichkeit, dieses Ziel zu erreichen, ist die Redundanz der Komponenten, also auch der Weg- und Winkelsensoren. Sowohl für die Lenkwin-kelerfassung als auch für die Erfassung der Radstellung werden deshalb je zwei identi-sche Sensoren verwendet, die im gleichen Bauraum untergebracht sind und die glei-che Messaufgabe haben. D. h. sowohl der Lenkwinkel- als auch die Radstellung wird mit je einem redundanten Messystem be-stehend aus zwei Sensoren erfasst. Fällt ei-ner der Sensoren aus, bleibt die volle Funkti-onsfähigkeit erhalten, gleichzeitig wird von diesem eine Fehlermeldung generiert.

Zusätzlich lässt sich je nach den Erfor-dernissen der Applikation auch noch jeder einzelne der INDRES-Sensoren in unter-

Lenkwinkelsensor nach dem INDRES-Prinzip

schiedlichen Redundanzstufen auslegen: Vollredundante Lösungen mit zwei mecha-nisch gekoppelten Ferriten, zwei induktiv entkoppelten Primär- und zwei getrenn-ten Sekundärkreise werden, z. B. auch bei Bremssystemen, gefordert. Für viele andere Anwendungen ist eine solch hohe und ver-gleichsweise aufwändige Sicherheitsreserve jedoch unnötig. Primärredundante Lösun-gen ohne doppelten Ferrit, aber zweifa-chem Primärkreis oder sekundärredundante Lösungen, bei denen lediglich der Sekun-därkreis doppelt ausgelegt ist, bieten dann ein besseres Kosten-/Nutzen-Verhältnis. Bei Systemen mit Übertragungsredundanz lie-fert der Sensor zusätzlich zum analogen z. B. ein pulsweitenmoduliertes Ausgangssignal, so dass Fehler bei der Übertragung sicher erkannt werden.

Elektronisches Gaspedalund Drosselklappensteuerung

Ein weiteres typisches Einsatzbeispiel für die INDRES-Sensoren ergibt sich bei elektroni-schen Gassystemen. Auch hier wird wieder auf mechanische Bindeglieder verzichtet. Das Gaspedalmodul ermittelt mit seinen Gebern die aktuelle Gaspedalstellung und überträgt ein entsprechendes Signal an das Motorsteuergerät, das den Fahrerwunsch in ein Motordrehmoment umsetzt. Dazu steuert es den Drosselklappenantrieb an, um die Drosselklappe weiter zu öffnen oder zu schließen. Bei dieser Art der Ansteuerung lassen sich auch weitere Motordrehmomen-tanforderungen berücksichtigen, z. B. die der Drehmomentbegrenzung. Die Stellung der Drosselklappe wird von einem Winkel-sensor ermittelt und an das Motorsteuerge-rät rückgemeldet.

Das System verlangt also wieder nach zwei Sensoren: Einen für die Erfassung der

der den Wunsch entsprechend dem jeweili-gen Fahrzustand in eine Lenkaktion umsetzt, d. h. die Radwinkelverstelleinheit entspre-chend betätigt. Für die Praxis ergeben sich gegenüber dem herkömmlichen Verfahren gleich eine ganze Reihe Vorteile, vor allem durch Wegfall der Lenkwelle: Platz- und Ge-wichtseinsparung, mehr Designfreiheit und nicht zuletzt auch Sicherheitsvorteile, z. B. durch eine aktive Fahrerbeeinflussung.

Hohe Anforderungenan die Sensorik

Prinzipiell sind für ein Steer-by-Wire-System mindestens zwei Weg- und Winkelmesssys-teme notwendig: ein Sensor zur Erfassung des Lenkwinkels, und einer, der den Istwert der Radstellung erfasst. Für den Lenkwin-kelsensor braucht man ein rotatorisches System, das über volle 360° arbeitet. Die Radstellung lässt sich je nach eingesetztem Aktuator entweder rotatorisch oder auch mit einem linearen Wegsensor erfassen. Die Sensoren müssen mit einer Auflösung von etwa 12 bis 14 Bit arbeiten, die geforder-te Genauigkeit beträgt etwa 0,5°. Das sind Werte, die die INDRES-Sensoren problemlos erreichen. Wichtige Aspekte sind, wie bereits erwähnt , außerdem die Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit. Da INDRES-Sensoren kon-taktlos und damit verschleißfrei arbeiten, sind sie auch in dieser Hinsicht für den An-wendungsfall geradezu prädestiniert.

Sicherheit verlangt Redundanz

Um größtmögliche Ausfallsicherheit zu ge-währleisten, müssen die in einem solchen Steer-by-Wire-System eingesetzten Systeme

Mögliche Redundanzabstufungen

15Winkelsensoren mit breitem Einsatzspektrum

Oft bleiben interessante neue Messprinzipien mit all ihren Vorteilen leider Theorie, denn von der Idee zum funktionellen und auch bezahlbaren Produkt ist es noch ein langer Weg. Technologiewettlauf allein nutzt dem Anwender deshalb wenig. Hersteller müssen sich heute vor allem darauf konzentrieren, ihre innovativen Ideen praxisgerecht zu „verpacken“ und zu interessanten Preisen anzubieten. Das Gehäuse spielt darum für jeden Sensor eine wichtige Rolle. Es bietet dem Messsystem Schutz und ermöglicht seine Montage. Erst die Summe seiner Eigenschaften entscheidet darüber, ob ein Messprinzip in der Praxis erfolgreich eingesetzt werden kann.

Keine erfolgreiche Anwendung ohne bedarfsgerechte „Verpackung“. Sie muss mechanisch robust sein, ausreichend Schutz gegen Umgebungseinflüsse bie-ten und sich sowohl elektrisch als auch mechanisch unkompliziert anschließen lassen

Um sich im industriellen Alltag zu bewäh-ren, sollte ein Winkelsensor – gleichgültig welchen Funktionsprinzips – mindestens vier wichtige Kriterien erfüllen: Er muss me-chanisch robust sein, ausreichend Schutz gegen Umgebungseinflüsse bieten und sich sowohl elektrisch als auch mechanisch unkompliziert anschließen lassen. Novo-technik ist hier mit den Sensorbaureihen SP 2800 bzw. RSC 2800 eine geradezu bei-spielhafte Lösung gelungen.

Das Gehäuse, das bei einem Durchmes-ser von 28 mm lediglich ca. 17 bzw. 23 mm tief ist, erfüllt alle Anforderungen der in-dustriellen Praxis. Gleichzeitig werden in

Keine erfolgreiche Anwendung ohne bedarfsgerechtes Packing:

Winkelsensoren mit breitem Einsatzspektrum

der gleichen Bauform auch Winkelsenso-ren unterschiedlichster Funktionsprinzi-pien angeboten. Dadurch kann man die Vorteile der durchdachten Gehäuse- und Anschlusstechnik in den verschiedensten Applikationen nutzen. So stehen preiswerte Leitplastikpotentiometer ebenso zur Wahl wie kontaktlose Winkelsensoren, die auf Hallbasis arbeiten.

Montage und Anschlusstechnik muss anwenderfreundlich sein

Auf Widerstandsfähigkeit kommt es auch bei der mechanischen Verbindung zwi-schen Sensor und Applikation an. Wie ro-bust der Sensor ausgelegt ist, zeigt sich schon bei der Montage. So vereinfachen stabile Befestigungslaschen mit Langlö-chern dem Monteur die Arbeit. Er kann den Winkelaufnehmer ganz einfach mit zwei Zy-linderkopfschrauben (M4) und den entspre-chenden Unterlegscheiben befestigen. Das Gehäuse mit Befestigungslaschen besteht aus einem widerstandsfähigen und tempe-raturbeständigen Kunststoffmaterial, des-sen Elastizität ein Abscheren der Laschen und damit eine Beschädigung des Sensors selbst dann verhindern, wenn bei der Mon-tage große Kräfte wirken. Die Lagerung der drehenden Welle besteht aus einer stabilen und wartungsfreien Sinterbronze-Buchse.

Auch beim elektrischen Anschluss zeigt sich, wie praxisgerecht der Sensor ausgelegt

ist. Jeder Elektriker weiß, wie undankbar es ist, sich mit zu dünnen oder zu kurzen An-schlussdrähten herumzuquälen. Beim hier beschriebenen Sensor wurde deshalb auf entsprechende Details geachtet. So lassen die einzelnen, vergossenen Anschlusslit-zen genug Platz für jede industriegerechte Montagetechnik. Mit einem Querschnitt von ca. 1 mm² und 300 mm Länge eignen sie sich sowohl zum Löten als auch für den Anschluss mit Schraubklemmen. Zusätzlich werden die Sensoren auch mit geschirmtem Rundkabel und industriegerechten Steck-verbinder angeboten, der die Anforderun-gen der Schutzart IP65 erfüllt.

Schutz gegen Umgebungseinflüsse ist obligatorisch

Selbstverständlich muss das Gehäuse den Sensor gegen verschiedenartige Umge-bungseinflüsse schützen. Ausreichenden Schutz gegen Flüssigkeiten und Stäube gewährleistet hier die Schutzart IP65. Die Sensoren sind gemäß IEC 529 vollkommen staubdicht und strahlwassersicher. Und natürlich ist auch die Temperaturfestigkeit der Sensoren ein wichtiges Kriterium beim praktischen Einsatz. Die Leitplastikpotentio-meter verkraften Umgebungstemperaturen zwischen -40 °C bis +150 °C, kontaktlose Winkelsensoren sind für Umgebungstem-peraturen von -40 °C bis +125 °C ausgelegt. Genauso wichtig ist im industriellen Umfeld

a) b)

In Zukunft werden die kontaktlos arbeitenden INDRES-Sensoren bei Gaspedal (a) und Drosselklappe (b) potentiometrische Lösungen ablösen

Gaspedalstellung sowie einen Aufnehmer für die Drosselklappenstellung. Aus den gleichen Gründen wie beim beschriebenen Steer-by-Wire-System sind auch hier red-undante Sensoren im Einsatz, d. h. pro Bau-raum und Messaufgabe werden zwei Signa-le generiert. Dabei sind heute noch häufig Potentiometer im Einsatz. Die Stückzahlen bewegen sich hier im mehrstelligen Millio-nenbereich. In Zukunft werden aber auch bei dieser Applikation die kontaktlosen INDRES-Sensoren die Potentiometertechnik ablösen.

16 Winkelsensoren mit breitem Einsatzspektrum

Konventionelle Leit-plastikpotentiometer überzeugen in vielen Applikationen durch ihr günstiges Preis-/Leistungsverhältnis

Bild 3:An der Achse ist ein Magnet angebracht. Je nach Drehwinkel verändert sich die Orientie-rung des Magnetfelds und damit der Durchgangswiderstand des Sensorelements

die Unempfindlichkeit gegenüber elektro-magnetischen Störungen. Um hier größt-möglichen Schutz zu gewährleisten, ist das RSC-2800-Gehäuse elektrisch leitend, d. h. das Sensorinnenleben ist gegen elektro-magnetische Störungen bestmöglich ge-schützt.

Ein industriegerechtes Gehäusefür unterschiedliche Messprinzipien

Je nach Einsatzbereich und Anforderungen kann der Anwender bei der gleichen Ge-häusebauform zwischen unterschiedlichen Messprinzipien wählen. Konventionelle Leitplastikpotentiometer beispielsweise überzeugen immer noch in vielen Applika-tionen durch ihr günstiges Preis-/Leistungs-verhältnis.

Die Aufnehmer mit Widerstands- und Kollektorbahn aus leitendem Kunststoff set-zen den Drehwinkel in eine proportionale Spannung um. Der unabhängig federnde Edelmetall-Mehrfingerschleifer sorgt dabei für einen zuverlässigen Kontakt. Das Poten-tiometer SP 2800 ist mechanisch voll durch-drehbar, der elektrische Nutzwinkel beträgt maximal 340 Grad. Auch bei härtesten Be-triebsbedingungen liegt die Lebenserwar-tung bei etwa 50 Mio Umdrehungen.

Kontaktlose,magnetische Verfahren

Bei hochfrequenter oder ständig durchdre-hender Betätigung ist der Anwender jedoch mit kontaktlosen Messverfahren meist bes-ser beraten, weil sich hier der prinzipbe-dingte Verschleiß der Potentiometertechnik negativ auswirken könnte. Für Drehwinkel zwischen 30 und 360 Grad ist der Drehge-ber RSC 2800, mit einfachem oder redun-dantem Aufbau, geradezu prädestiniert. Die

prinzipielle Funktionsweise ist einfach zu verstehen.

Auf der Welle ist ein Magnet angebracht. Je nach Drehwinkel verändert sich die Ori-entierung des Magnetfelds und damit die Signale des gegenüber angebrachten Sen-sorelements. Diese Signaländerung wird dann noch innerhalb des Sensor-ICs in ein drehwinkelproportionales Analogsignal umgerechnet. Der Sensor hat eine interne Auflösung von 0,1° und eine unabhängige Linearität von typischerweise +/- 0,3 %.

17Signalverarbeitung in vielen Varianten

Sensorelemente liefern oft Signale mit einem relativ niedrigen Pegel. Um sie störsicher über größere Distanzen übertragen zu können, empfiehlt es sich, sie direkt am Sensor oder zumindest in seiner Nähe zu wandeln oder weiter zu verarbeiten. Potentio-metrische Wegaufnehmer und auf sie abgestimmte Messwertumformer sind dafür ein typisches Bei-spiel. Bei dezentralen Anlagenstrukturen bietet es sich außerdem an, den Messwert direkt vor Ort anzuzeigen und auch gleich weiter zu verarbeiten. Hier können programmierbare Anzeige- und Mess-systeme die übergeordnete Steuerung entlasten und in einfacheren Anwendungen manchmal sogar überflüssig machen.

Sensorikanwendungen sind so unterschied-lich wie die gesamte Automatisierungstech-nik. Entsprechend differenziert sind auch die Anforderungen an die Signalverarbei-tung. Wenn es um die Auswahl der passen-den Komponenten geht, sind daher Um-gebungsbedingungen, Anlagenstrukturen, die benötigten Messgenauigkeiten oder Parametriermöglichkeiten wichtige Krite-rien. Der Sensorikspezialist Novotechnik bietet deshalb sowohl Messwertumformer für Leitplastikpotentiometer als auch „in-telligente“ Vor-Ort-Anzeigen für Sensoren unterschiedlicher Funktionsprinzipien in etlichen Varianten an.

Messwertumformerfür Leitplastikpotentiometer

Damit die Signale potentiometrischer Weg- oder Winkelaufnehmer nicht über weite Strecken übertragen werden müssen, gibt es speziell für den „Feldeinsatz“ ausgelegte ein- oder mehrkanalige Messwertumformer. Die Geräte greifen das Schleifersignal durch eine hochohmige Eingangsstufe belastungsfrei ab und wandeln es in ein normiertes Strom- oder Spannungssignal um (vgl. Kastentext). Bei justierbaren Ausführungen lassen sich die normierten Signale auch dann in vollem Umfang nutzen, wenn der maximale Weg-

bzw. Winkelbereich des Aufnehmers nicht voll genutzt wird. Gleichzeitig versorgen die Umformer den Messwertaufnehmer mit ei-ner hochstabilen Konstantspannung. Durch ihren weiten Betriebsspannungsbereich von 18 bis 30 V ist dabei die Versorgung der Potentiometer auch aus einer unstabilisier-ten Gleichspannungsquelle möglich. Die Geräte arbeiten mit einer Linearität von ty-pisch 0,1 %. Ihr Temperaturkoeffizient ist mit 30 ppm/K ausgesprochen gut.

Unterschiedliche Bauformen ermöglichen eine optimale Anpassung an die jeweilige Applikation: Für die Schaltschrankmontage beispielsweise gibt es Hutschienenvarian-ten, die sich einfach auf Tragschienen ge-mäß DIN EN 50022 aufrasten lassen

Besonders einfach kann die Signalaufbe-reitung bei linearen Leitplastikpotentiome-tern sein. Speziell hierfür gibt es eine Mess-wertumformer-Bauform, die sich direkt an der Steckverbindung der Potis montieren lässt Die Elektronik wurde dazu in einer Leitungsdose passend zum Gerätestecker nach DIN 43650 integriert. Für den Einsatz unter extremen Umgebungsbedingungen, z. B. im Freien, steht eine weitere Bauform zur Verfügung, die serienmäßig die Anfor-derungen der Schutzart IP67 erfüllt, d. h., die Messwertumformer sind vollkommen staubdicht und überflutungssicher.

„Intelligente“ Anzeigegeräte fürunterschiedlichste Anforderungen

Oft ist es sinnvoll, Messwerte vor Ort anzu-zeigen und möglichst auch vor Ort gleich weiterzuverarbeiten, z. B. um die übergeord-nete Steuerung zu entlasten. Hierfür bieten Messwertumformer für die Hutschienenmontage

Vom Messwertumformer bis zur programmierbaren Vor-Ort-Anzeige:

Signalverarbeitung in vielen Varianten

Diese Messwertumformer-Bauform lässt sich direkt an der Steck-verbindung linearer Potis montieren

18 Signalverarbeitung in vielen Varianten

sich „intelligente Anzeigegeräte an, die sich einfach programmieren lassen. Typische Anwendungsbereiche für das intelligente Messsystem MAP 300/400 sind beispiels-weise Qualitätssicherung, Prüfmittelbau, Produktionskontrolle oder der Sonderma-schinenbau. Es eignet sich zum Anschluss aller potentiometrischen Weg- und Winkel-aufnehmer sowie von Sensoren mit nor-mierten Ausgangssignalen. Die Messwerte werden auf einer 4 ½ bzw. 3 ¾ -stelligen An-zeige dargestellt und von der integrierten Elektronik auch gleich weiterverarbeitet.

Viele Optionen erleichtern dabei die An-passung an individuelle Aufgabenstellun-gen. Der Anwender kann beispielsweise über zwei oder vier Logikeingänge praxis-

Leitplastikpotentiometer sind in vielen Anwendungen auch heute noch die Sen-sorlösung mit dem günstigsten Preis-/Leistungsverhältnis. Sie sind robust, zu-verlässig und genau. Damit die in den Datenblättern angegebenen Werte wie Linearität, Auflösung, Lebensdauer, Er-schütterungsfestigkeit oder Temperatur-koeffizienten auch tatsächlich erreicht werden, dürfen Leitplastikpotentiometer nicht als veränderliche Widerstände ein-gesetzt werden. Sie müssen stattdessen als Spannungsteiler ohne Schleiferlast ar-beiten. Das heißt, die Schleiferspannung muss belastungsfrei mit einem als Span-nungsfolger geschalteten Operationsver-stärker abgenommen werden. Dann ha-ben auch Temperaturschwankungen und Feuchteänderungen auf die Genauigkeit der Messung so gut wie keinen Einfluss;

Leitplastikpotentiometer richtig beschalten

Kostenoptimiertes, modernes Anzeige-gerät. Viele Optionen ermöglichen eine individuelle Anpassung an die jeweilige Applikation

„Intelligente“ Vor-Ort-Anzeige. Der Messwert wird nicht nur angezeigt, sondern wird auch gleich weiterverarbeitet. Durch eine Genauigkeit von 0,01 % eignet sich das Gerät auch für anspruchsvolle Anwendungen

gerechte Steuerfunktionen aktivieren; z. B. Grenzwert- oder Tarierfunktion, Speicher- oder Sperrfunktionen sowie Druckerstart, Display-Dunkelschaltung oder eine Ruhe-stromfunktion für die Leitungsbruchüber-wachung der Ausgänge. Fernabfrage über SPS oder PC sowie der Anschluss einer Tochteranzeige sind möglich. Die Messwer-te können auch im BCD- oder HEX-Format ausgegeben werden. Zur Versorgung akti-ver Sensoren gibt es einen 24-V-Hilfsspan-nungsausgang. Als weitere Option wird ein Analogausgang angeboten. Das Messsys-tem arbeitet mit Messraten bis 32 Messun-gen pro Sekunde und mit einer Genauigkeit von bis zu 0,01 %, eignet sich also für eher anspruchsvolle Aufgabenstellungen.

denn bei Temperaturschwankungen än-dert sich der Potentiometerwiderstand vor der Abgriffstelle genauso wie dahinter. Die abgegriffene Spannung bleibt davon praktisch unberührt, da hier nur der Tem-peraturkoeffizient des Spannungsteiler-

verhältnisses eingeht. Ob der Speisespan-nungsquelle als Funktion der Temperatur mehr oder weniger Strom entnommen wird, spielt in aller Regel keine Rolle. Für Feuchteeinwirkung gilt sinngemäß das Gleiche.

19

Automatisierungstechnik macht auch vor rauen Umgebungsbedingungen nicht halt. Typische Einsatz-Beispiele finden sich bei Arbeitsmaschi-nen im Straßenbau ebenso wie in der Land- und Forstwirtschaft, bei beweglichen Plattformen, Containerterminals oder Hafenkränen. Die hier eingesetzten Sensoren müssen besondere An-forderungen erfüllen. Ausreichende Genauigkeit allein genügt nicht, sondern hohe Zuverlässigkeit muss auch bei starken Vibrationen, Feuchtigkeit und extremen Temperaturschwankungen ge-währleistet sein. Dazu kommt der verständliche Wunsch nach „bezahlbarer“ Technik. Leitplas-tikpotentiometer, die es heute in ungewöhnlich robusten Bauformen gibt, sind in solchen Anwen-dungen deshalb meist konkurrenzlos.

Mit den Leitplastikpotentiometern der Serie IPX 7900 hat Novotechnik robuste Winkel-sensoren im Programm, die speziell für den Einsatz unter extremen Umgebungsbedin-gungen entwickelt wurden, z. B. für mobile Applikationen. Ein typischer Anwendungs-bereich ist beispielsweise die Istwert-Er-fassung direkt an der gelenkten Achse bei elektrisch-hydraulischen Lenksystemen. Die Heavy-Duty-Potentiometer werden für Er-fassungsbereiche von 120°, 200° und 350° angeboten, mechanisch sind sie voll durch-drehbar. Alle Varianten gibt es wahlweise in einkanaliger oder zweikanaliger, red-undanter Ausführung mit zwei separaten Anschlüssen. Damit sind gemäß IEC 61508 die Anforderungen nach SIL 3 erfüllt (vgl. Kastentext).

Die Winkelaufnehmer entsprechen zu-dem den Anforderungen der Schutzart IP65 (Steckervariante M12) oder IP69k (PG-Verschraubung mit Kabelanschluss). Staub, Schmutz oder Nässe beeinträchtigen sie nicht. Da Potentiometer nach dem Span-

Robust, zuverlässig und bei Bedarf auch redundant:

Präziser Winkelgeber für den Heavy-Duty-Bereich

nungsteilerprinzip arbeiten, haben auch Temperaturschwankungen keinen Einfluss auf die Messgenauigkeit. Selbst bei star-ken Vibrationen liegt die zu erwartende Lebensdauer der Winkelaufnehmer bei über 100 Mio. Bewegungen. Ein robustes Vollmetallgehäuse und ein formschlüssi-ger Deckel schützen die Leitplastik-Wider-standspiste und den langzeitstabilen Mehr-

fingerschleifer. Die massive und mit 79 x 35 mm² doch kompakte Bauweise erlaubt den direkten Anbau an der Achse ohne zusätzliche Schutzmaßnahmen. Durch die stabile, durchgehende Welle mit doppelter Kugellagerung mit großem Lagerabstand und 13 mm Durchmesser ist eine direkte Anlenkung über einen starken Hebel oder Mitnehmer möglich.

Präziser Winkelgeber für den Heavy-Duty-Bereich

Kostenoptimierte Lösungmit vielen Möglichkeiten

Nicht immer ist jedoch eine so hohe Ge-nauigkeit gefragt und kaum ein Anwender kann es sich leisten, für technischen Over-head zu bezahlen, den er letztendlich gar nicht braucht. Mit dem MAP 4000 wurde deshalb ein kostenoptimiertes modernes Anzeigegerät ins Programm aufgenommen. Es arbeitet mit einer Genauigkeit von 0,1 %.

Dank IP67 trotzt dieser Messwertumformer härtesten Umgebungsbedingungen, z. B. beim Einsatz im Freien

Gemäß der IEC 61511 und IEC 61508 werden Maschinen und risikoreduzierende Maß-nahmen in jeweils vier Sicherheitsstufen unterteilt: von SIL 1 für ein geringes Risiko bis SIL 4 für ein sehr hohes Risiko. Das Kürzel SIL steht für Safety Integrity Level; wobei der SIL-Wert die spezifizierte Sicherheitsfunktion im Fehlerfall beschreibt. Dabei gilt: Je höher das Risiko, desto zuverlässiger müssen die Maßnahmen zur Risikoreduzierung durchgeführt werden und um so zuverlässiger müssen die eingesetzten Komponenten sein. Das gilt natürlich auch für Leitplastikpotentiometer, die häufig zur Istwert-Erfas-sung direkt an den gelenkten Achsen mobiler Arbeitsmaschinen eingesetzt sind, z. B. Hafenkränen, Steinbrechern, Flugzeug-Enteisungsmaschinen, Schwerlastfahrzeugen etc. Die zweikanalige, vollredundante Ausführung des Heavy-Duty-Winkelaufnehmers IPX 7900 erfüllt mit zwei separaten Anschlüssen die Anforderungen gemäß SIL 3.

Redundanter Winkelgeber mit SIL-3-Zulassung

Ansonsten muss der Anwender aber keines-wegs Kompromisse machen. Die Messrate beispielsweise beträgt sogar bis zu 40 Mes-sungen pro Sekunde und mit -99.999 bis +999.999 ist der Messbereichsumfang ver-gleichsweise groß.

20 Mit Londoner Taxis auf Tour

Zu den Funktionsprinzipien, die häufig zur kontaktlosen Winke-lerfassung eingesetzt werden, gehören heute magnetische Verfahren. Sie liefern absolute Messwerte, arbeiten auch unter rauen Umgebungsbedingungen zuverlässig und eignen sich auf-grund der zu anderen Messver-fahren vergleichsweise niedrigen Kosten nicht nur für zahllose Ap-plikationen im Maschinen- und Anlagenbau, sondern auch für mobile Einsatzfälle, wie das im Folgenden beschriebene Anwen-dungsbeispiel aus dem Bereich der Kfz-Technik beweist.

Taxis in London. Dank dem nachrüstbaren CleanCab-System können die Dieselmotoren die Anforderungen der Abgasnorm Euro 3 erfüllen

Magnetischer Winkelsensor im Einsatz:

Mit Londoner Taxis auf Tour

Die schwedische Firma STT Emtec hat für die nostalgisch anmutenden Taxis in Lon-don ein nachrüstbares Abgasrückführungs-system entwickelt, mit dem die Fahrzeuge den Anforderungen der Euro 3 Norm genü-gen. Die Schadstoffemission reduziert sich drastisch. Das neue CleanCab-System hat alle Tests erfolgreich absolviert und wurde sowohl von EST (Engergy Saving Trust) als auch von der PCO (Public Carriage Office) zugelassen. Es lässt sich problemlos in die

Emissionswerte im Vergleich

Das CleanCab™-System hat erfolgreich alle Millibrook-Tests gemäß NEDC (New Euro-pean Driving Cycle) für alle gesetzlichen Emissions-Werte wie Kohlenwasserstoff (HC), Stickstoffmonoxid (NOx), Kohlenmo-noxid (CO) und Partikelemissionen (PM) bestanden.

Die Test wurden vor und nach einem Belas-tungstest von sechs Monaten gemacht, mit Grenzwerten nahe der Euro 4 - Norm.

(Foto: STT Emtec)

Dieselmotoren der Taxis integrieren. Ein-bauen und vergessen lautet dabei die Devi-se für Fahrer und Fahrzeughalter. Denn am Fahrverhalten ändert sich durch die Umrüs-tung nichts, ein Umbau der Auspuffanlage ist nicht erforderlich und beim Tanken müs-sen dem Kraftstoff keine Additive zugesetzt werden. Das robuste System erfordert keine besonderen Wartungsmaßnahmen, sodass keine zusätzlichen Betriebskosten zu be-fürchten sind.

Die Funktionsweise des Systems basiert auf dem Prinzip der Abgasrückführung. D. h., ein Teil der Abgase wird wieder in den Verbrennungsprozess zurückgeführt. Das so entstehende Gemisch besitzt einen niedri-geren Brennwert und erreicht dadurch nicht mehr die für Stickoxidbildung notwendige hohe Temperatur im Brennraum. Verstärkt wird dieser Effekt dadurch, dass die Abgase vor der Rückführung zusätzlich gekühlt wer-den. Die CleanCab Steuerung überwacht

21Mit Londoner Taxis auf Tour

Frisch- und Abgaszuführung und regelt sie in Abhängigkeit von Motorlast, Geschwin-digkeit und der Temperatur im Brennraum. Aufschlüsse über die Motorlast gibt dabei die Ventilstellung der Dieseleinspritzpum-pe. Sie wird mit einem magnetischen Win-kelsensor aus dem Standardprogramm des Sensorikspezialisten Novotechnik erfasst.

Robuster Sensor mitvielen Möglichkeiten

Für diese Wahl sprachen gleich mehrere Gründe: Der Winkelsensor liefert – ebenso wie ein Leitplastikpotentiometer – absolu-te Messwerte über volle 360°, dabei ist der elektrische Nutzwinkel in 10°-Schritten pro-grammierbar. Die unter den im mobilen Ein-satz zwangsläufig rauen Umgebungsbedin-gungen beeinträchtigen die Funktion nicht. Der Winkelsensor arbeitet bei Umgebungs-temperaturen zwischen -40 °C und +125 °C und verkraftet Schwingungen und Vibrati-onen bis 2000 Hz (gemäß IEC 6672-6) und Stöße bis 100 g (11 s, gemäß IEC 6672-27).

Er erfüllt serienmäßig die Anforderungen der Schutzart IP67, ist also vollkommen staubdicht und strahlwassergeschützt. Obendrein ist der Sensor auch noch sehr preisgünstig und lässt sich gut in die Ap-plikation integrieren. Da alle Komponenten des CleanCab-Systems in ein bereits beste-hendes Motorkonzept eingepasst werden müssen, war dies ein wichtiges Kriterium bei der Auswahl.

Die einfache Integrationsmöglichkeit des Sensors leitet sich aus dem magnetischen Funktionsprinzip ab: Für die kontaktlose Winkelerfassung ist an der drehenden Ach-se ein Magnet angebracht. Je nach Dreh-winkel verändert sich die Orientierung des Magnetfeldes und damit die Signale des Sensorelements. Diese Signaländerung wird dann noch innerhalb des Sensor-ICs in ein drehwinkelproportionales Analogsig-nal umgerechnet, das der übergeordneten Steuerung zur Verfügung steht. Der Sensor arbeitet dabei mit einer Auflösung von 12 Bit bzw. 0,1° und einer unabhängigen Line-arität von +/- 0,3 %.

Große Einbaufreiheit undgute Integrationsmöglichkeit

Sensor und Magnet müssen dabei keines-wegs in einem Gehäuse integriert sein. Sie lassen sich auch als getrennte Baugruppen konzipieren. Der positionsgebende Mag-net wird einfach an der drehenden Welle angebracht. Eine Markierung zeigt die rich-tige Ausrichtung zum Sensor, der in bis zu 1,5 mm Entfernung zum Positionsgeber platziert werden kann. Sogar noch größere Abstände bis etwa 4 mm sind realisierbar; hierfür steht ein stärkerer Magnet zur Verfü-gung. Die CleanCab-Konstrukteure wussten diese Vorteile bei der Montage zu schätzen. Da weder Welle noch Lagerung notwendig sind und der Messabstand variabel ist, sind applikationsbedingte Einbautoleranzen un-problematisch. Außerdem kann transmissiv gemessen werden, also durch andere (nicht magnetische) Materialien hindurch, was weitere Konstruktionsfreiheiten erschließt.

Magnetischer Winkelaufnehmer RSC 2800-600 für die Erfassung von Arbeits-winkeln bis zu vollen 360°

Magnetischer Winkel-aufnehmer, bei dem Sensor und Positions-geber als getrennte Komponenten konzi-piert sind (RFC 4800). Der positionsgebende Magnet wird einfach an der drehenden Welle angebracht. Auch beim CleanCab-System vereinfacht sich dadurch die Integration, da keine Wellen zentriert wer-den mussten

Für die kontaktlose Winkelerfassung ist an der drehenden Achse ein Magnet angebracht. Je nach Drehwinkel ver-ändert sich die Orientie-rung des Magnetfeldes und damit die Signal-spannung des Sensor-elements

22 Segway Human Transporter – ein Fahrzeug mit Spaßfaktor

Der Segway Human Transporter (HT) ist ein einachsiger, selbststabilisierender Roller, der in den letzten Jah-ren zahlreiche Fans gewonnen hat. Kondition ist nicht vonnöten, da die Roller elektrisch angetrieben werden und auch koordinativ dürften gesunde Menschen keineswegs überfordert sein. Das Fahrzeug hält sich selbst und den Fahrer im Gleichgewicht; gebremst, beschleunigt und gelenkt wird durch Gewichtsverlagerung bzw. durch Neigung des Körpers.

Sein Fahrverhalten verdankt der Segway Human Transporter einer dynamischen Sta-bilisierung, die im Prinzip genauso funktio-niert wie der Gleichgewichtssinn des Men-schen. Die Aufgaben von Innenohr, Augen, Muskeln und Gehirn werden beim Human Transporter ersetzt durch Gyroskope (die auch zur Anzeige des künstlichen Hori-zonts in Flugzeugen verwendet werden), Neigungs- und Winkelsensoren, Hochge-schwindigkeitsprozessoren sowie leistungs-starke bürstenlose Servomotoren als Antrie-be für die Räder. Für die Stabilisierung wird

Sensorpotentiometer sorgen für sichere Kurvenfahrt:

Segway Human Transporter –ein Fahrzeug mit Spaßfaktor

ständig der Schwerpunkt des Fahrers ermit-telt, die gewonnen Daten werden verarbei-tet und die Fahrt automatisch entsprechend angepasst. Für die Antriebe bedeutet dies, dass sie bis zu 1000 mal pro Sekunde mit ak-tuellen Sollwerten versorgt werden.

Das Fahrzeug reagiert damit auf jede Ver-änderung der Körperposition des Fahrers. Vor- und Rückwärtsfahrt wird durch Ge-wichtsverlagerung nach vorne und hinten gesteuert, bei senkrechtem Körperstand bleibt die Geschwindigkeit konstant bzw. der Roller bleibt im Stillstand. Für Kurven-

fahrten genügt beim neuesten Modell ein leichtes Kippen der Lenkstange nach rechts oder links. Das alles entspricht einer intuitiven und natürlichen Art sich fortzu-bewegen, ist also für den Fahrer einfach zu bewältigen.

Das gilt jedoch nicht für die Regelungs- und Steuerungstechnik. Hier stellt das nichtlineare und instabile System hohe Anforderungen. Zahlreiche Sensorsigna-le müssen verarbeitet und zueinander in Beziehung gesetzt werden, z. B. beim Kur-venfahren: Dazu müssen die Messwerte

Segway Human Transporter: Fahrzeug mit hohem Spaßfaktor. Der Roller hält sich selbst im Gleichgewicht; gebremst, beschleunigt und gelenkt wird durch Neigung des Körpers (Foto: Segway)

23Segway Human Transporter – ein Fahrzeug mit Spaßfaktor

Das Sensorpotentiometer im stabilen Kunststoffgehäuse wurde speziell für den Einsatz in indust-riellen und automotiven Serienan-wendungen ausgelegt

Das Sensorpotentiometer erfasst den Drehwinkel am unteren Ende der Lenkstange. Für Kurvenfahrten genügt ein leichtes Kippen der Stange nach rechts oder links (Foto: Segway)

der Neigungssensoren, die die Stellung der Standplattform erfassen, mit dem Winkel-signal verglichen werden, das Aufschluss über die Stellung der Lenkstange gibt. Nur dann kann die Steuerungselektronik unter-scheiden, ob eine Kurvenfahrt beabsichtigt ist oder der Fahrer sich in unebenem Gelän-de bewegt.

Sensorpotentiometer erfasstdie Stellung der Lenkstange

Die Stellung der Lenkstange wird beim neuesten Modell des Segway Human Trans-porter mit einem Leitplastikpotentiometer ermittelt, das direkt auf der Achse der Lenk-stange oberhalb des Lagerblocks montiert ist. Der kostengünstige Winkelsensor im Kunststoffgehäuse aus dem Novotechnik-Programm ist speziell für den Einsatz in industriellen und automotiven Serienan-wendungen konzipiert. Für den Einsatz im Segway HT wurde der Sensor redundant ausgelegt; im gleichen Bauraum sind zwei komplette Systeme mit einem Messbereich von jeweils 0° bis 140° integriert.

Das Sensorpotentiometer SP28 liefert ab-solute, analoge, drehwinkelproportionale Ausgangssignale, die von der Segway-HT-Steuerungselektronik direkt weiterverar-beitet werden können. Der Drehwinkel der Lenkstange wird ständig mit den Messsi-gnalen der Neigungssensoren verglichen. Bei einer entsprechenden Differenz wird die Kurvenfahrt eingeleitet. Das Potentiome-ter arbeitet dabei mit einer Auflösung von < 0,01° und einer Wiederholgenauigkeit von 0,03°. Die Linearität wird mit +/- 0,3 % angegeben. Aber auch darüber hinaus hat

der mit einem Durchmesser von nur 28 mm sehr kompakte Winkelaufnehmer Einiges zu bieten:

Robust, langlebig undeinfach zu montieren

So beeinträchtigen die im mobilen Einsatz eher rauen Umgebungsbedingungen die Funktion des Potentiometers nicht und auch im harten Außeneinsatz erreicht es ohne Weiteres eine Lebensdauer von mehr als 50 Millionen Bewegungen. Die unab-hängig federnden Mehrfingerschleifer aus Edelmetall, die den Messwert auf der Widerstandsbahn abgreifen, sorgen auch bei starken Vibrationen für einen sicheren Kontakt. Der zulässige Temperaturbereich liegt zwischen -40° und +100°; bei sommer-licher Hitze funktioniert der Winkelsensor also genauso zuverlässig wie bei arktischen Temperaturen. Auch beim Gehäuse wurde auf Stabilität großer Wert gelegt: Es besteht - ebenso wie die integrierte Lagerung - aus hochwertigem und temperaturbeständi-gem Kunststoff. Die Anforderungen der Schutzart IP65 sind erfüllt. Der Winkelsensor

ist also vollkommen staubdicht und gegen Strahlwasser geschützt. Auch einer Ausfahrt bei Regenwetter steht somit zumindest technisch nichts im Wege. Auch die geringe Stromaufnahme (weniger als 1 mA) kommt den Anforderungen von Mobil-Anwendun-gen entgegen. Der Winkelsensor belastet die Akkus des Segway HT kaum.

Sowohl mechanisch als auch elektrisch lässt sich das Potentiometer gut in die Ap-plikation integrieren: Befestigungslaschen mit Langlöchern erleichtern den Anbau und ermöglichen eine einfache mechanische Justierung. Durch die Steckkupplung geht die Montage nicht nur zügig vonstatten, sondern sie garantiert auch eine spielfreie Kopplung. Der elektrische Anschluss ist wahlweise über Litzen oder einen konfekti-onierten Stecker möglich. Der große Adern-querschnitt ermöglicht darüber hinaus auch den Anschluss mit Schraubklemmen. Mit der Anwendung im Segway HT haben Winkelaufnehmer auf Potentiometerba-sis damit wieder einmal bewiesen, dass es nach wie vor Einsatzgebiete gibt, in denen sie praktisch ohne ernst zu nehmende Kon-kurrenz sind.

24 Potentiometer geben Gas

Die Fahrzeugtechnik ist auf leistungsfähige Sensorik angewiesen, um den ständig steigenden Anforderun-gen gerecht zu werden. Das so genannte ”eGas-System” beispielsweise ist eine wichtige Komponente für eine genaue Regelung der Motorcharakteristik, dafür wird es nicht nur in modernen Kraftfahrzeugen, sondern auch zunehmend bei zwei- und dreirädrigen Fahrzeugen eingesetzt. Meist sind dabei Leitplastikpotentiome-ter mit von der Partie.

Der Begriff „Drive-by-Wire” steht für den Ersatz mechanischer oder hydraulischer Kopplungen durch elektronische Kopp-lungslösungen. Eines dieser „Drive-by-Wire”-Systeme ist das „eGas-System”, das die klassische Verbindung zwischen Gaspedal und Ansaugmodul durch eine intelligen-te Vernetzung ersetzt. Im Gaspedalmodul wird über eine entsprechende Sensorik die aktuelle Pedalstellung ermittelt und als elektrisches Signal an das Motorsteuerge-rät übermittelt. Dieses wiederum setzt den Fahrerwunsch in eine der Situation ent-sprechende Ansteuerung des Motorma-nagements um. Dazu wird der elektrische Antrieb der Drosselklappe aktiviert, um die zugeführte Luftmenge für den Motor zu regeln. Durch diese Art der Regelung lassen sich auch weitere Anforderungen erfüllen, wie z. B. optimierter Kraftstoffein-satz, gleichmäßiges und ruhiges Standgas, die Regelung des Drehmomentes oder die Komfortfunktion des Tempomates. Die

Bessere Motorperformance mit mehr Umweltschutz:

Potentiometer geben Gas

Die für das „eGas”-Systeme infrage kommende Sensorik muss hohe Anforderungen erfüllen. Robustheit, Genauigkeit und Zuverlässigkeit sind in der Fahrzeugtechnik ebenso obligatorisch wie ein günstiges Preis-/Leistungsverhältnis

Stellung der Drosselklappe wird ebenfalls von einem Winkelsensor ermittelt und an das Motorsteuergerät rückgemeldet. Das „eGas-System” verlangt also nach zwei Sen-soren: Einen für die Erfassung der Gaspedal-stellung sowie einen für die Erfassung der Stellung der Drosselklappe, wobei beide aus Sicherheitsgründen meist redundant ausgelegt sind.

Hohe Anforderungenim mobilen Einsatz

Die für das „eGas-System” infrage kommen-de Sensorik muss dabei hohe Anforderun-gen erfüllen. Robustheit, Genauigkeit und Zuverlässigkeit sind in der Fahrzeugtech-nik ebenso obligatorisch wie ein günstiges Preis-/Leistungsverhältnis. Kein Wunder also, dass Leitplastikpotentiometer trotz ihres seit Langem bekannten Messprinzips noch immer im Trend der Zeit liegen. Sie sind nicht nur robust, sondern auch

günstig herzustellen und können in Baugrö-ße und Form an den Einsatzfall angepasst werden. Ihre Ausgangssignale stehen ohne Schleppfehler in Echtzeit zur Verfügung. Außerdem lassen sich vergleichbare Mess-geschwindigkeiten, Linearitätswerte, Auf-lösung, Hysteresewerte und Temperaturbe-reiche mit anderen Sensorprinzipien nur mit hohem technischen Aufwand erreichen. Leitplastikpotentiometer verkraften gro-ße Hitze ebenso wie klirrende Kälte, sind schock- und vibrationsunempfindlich und dank ihrer geringen Stromaufnahme für mobile Einsatzbereiche bestens geeignet. Die hohe Temperaturstabilität wird durch das Prinzip des Spannungsteilers und die richtige Auswerteschaltung erreicht. Dies garantiert einen stabilen Messwert über den gesamten Temperaturbereich. Ebenfalls ein-zigartig ist der Erhalt der Genauigkeit auch bei dauerhaftem Einsatz in hohen Umge-bungstemperaturen, wie sie typischerweise im Motorraum herrschen.

25Potentiometer geben Gas

Ein robustes Gehäuse, wie z. B. das der Serien SP28 und SP50, schützt die Sensorkomponenten. Auf Anpassungsfähigkeit muss man dabei keineswegs verzichten. Bei gleichen Abmes-sungen hat der Anwender damit die Wahl zwischen klassischer Potentiometertechnik und kontaktlos arbeitender Sensorik

Maßgeschneiderte Lösungen –kein Problem

Außerdem lassen sich Leitplastikpotenti-ometer in praktisch jeden Bauraum integ-rieren, da sie nicht zwangsläufig in einem eigenen Gehäuse untergebracht sein müs-sen. Der Sensorikspezialist Novotechnik, Ostfildern, hat bereits in den frühen 90er Jahren entsprechende Lösungen zur Er-fassung der Drosselklappen- und Gaspe-

Bereits in den frühen 90er Jahren wurden integrierbare Leitplastikpotentiometer zur Erfassung der Drosselklappen- und Gaspe-dalstellung entwickelt. Seitdem wurden die Lösungen stetig weiter optimiert

dalstellung entwickelt und seitdem stetig weiter optimiert. Trägerplatine, Wider-standsbahn und Schleifer lassen sich auf diese Weise sowohl mechanisch als auch elektrisch direkt in die Applikation integrie-ren und auch die in diesem Einsatzbereich teilweise geforderte Redundanz lässt sich ohne großen Aufwand realisieren. Im prak-tischen Einsatz bewähren sich diese „eGas”-Lösungen mittlerweile in über 50 Millionen Fahrzeugen.

Komplettlösungen mitvielen Anpassungsmöglichkeiten

Nicht immer lohnt sich für den Anwender jedoch der Griff zur integrierten Potentio-meterlösung, da der Umgang mit offenen Potentiometern einen erhöhten Aufwand bei der Handhabung und beim Schutz vor Verschmutzung erfordert. Bei Drosselklap-pen- und Gaspedalsensor gibt es daher einen wachsenden Bedarf an Komplett-Sensoren, bei denen ein robustes Gehäuse den Sensor schützt und dem Anwender die Möglichkeit der einfachen Montage gibt. Auf Anpassungsfähigkeit muss man dabei keineswegs verzichten, da die kompakten Leitplastikpotentiometer ebenfalls Varia-bilität in der mechanischen Schnittstelle bieten. Eine spezielle Steckkupplung bei-spielsweise ermöglicht eine spielfreie Mon-tage zur Kundenwelle. Für den elektrischen Anschluss sind Steckverbinder vorgesehen, kundenspezifische Anpassungen sind dabei ohne Weiteres möglich. Ähnliches gilt auch für den Erfassungsbereich, hier lassen sich beliebige Maximalwinkel zwischen 90 und 120 Grad realisieren. Obendrein steht im gleichen Gehäuse auch ein magnetischer Sensor zur Verfügung, der sich ebenfalls für den Einsatz in „Drive-by-Wire”-Systemen eignet. Bei gleichen Abmessungen hat der Anwender damit die Wahl zwischen klassi-scher Potentiometertechnik und kontaktlos arbeitender Sensorik.

26 Lineare und rotative Wegaufnehmer in der Transporttechnik

Beim Bau des Großraumflugzeugs Airbus A380 ist Transporttechnik ein wichtiges Thema. Denn die vielen unterschiedlichen Baugruppen müssen aus verschiedenen Entwicklungs- und Fertigungsstätten in England, Spanien, Frankreich und Deutschland zur Endproduktion nach Hamburg bzw. Toulouse gebracht werden. Der Transport der oft sehr großen Bauteile ist anspruchsvoll: Die Airbusflügel beispielsweise, die im englischen Werk Broughton gefertigt werden, sind über 45 m lang, mehr als 11 m breit und an der Befestigungsseite über 3 m dick. Trotz modernster Leichtbauweise bringt jeder Flügel ein Gewicht von über 38 t auf die Waage. Nur mit durchdachten Transporteinrichtungen lassen sie sich für die Endproduktion über den Land- und Was-serweg ins französische Toulouse bringen.

Die Spezialisten der Firma Claas Fertigungs-technik in Beelen in der Nähe von Gütersloh entwickelten zum Transport von Airbusflü-geln ein maßgeschneidertes Transport-Jig: Die beeindruckende Stahlkonstruktion ist 20,5 m lang, 6,7 m breit und hat unbeladen eine Höhe von knapp 11 m. Bewegen lässt sie sich mithilfe eines 96-rädrigen Spezi-alfahrzeugs, das auf kurzen Strecken mit eigenem Antrieb fährt und über weitere Distanzen von einer Zugmaschine gezogen wird. Am Ziel wird das modular aufgebaute Jig zerlegt, auf Lkws verladen und zurück nach Broughton gefahren, wo es für den nächsten Transport wieder zusammenge-baut wird.

Für jede Positionserfassung der passende Sensor:

Lineare und rotative Wegaufnehmerin der Transporttechnik

Präzisionshandling mit Flugzeugteilen: Die Flügel des Airbus A380 werden mithilfe einer speziellen Stahlkonstruktion vom Fertigungswerk in England zur Endproduktion nach Frankreich transportiert (Foto: Claas)

Um den unterschiedlichen Anforderungen beim Transport über Wasserwege und Stra-ßen zu genügen, müssen sich die Flugzeug-flügel auf ihrer mehrtägigen Reise sowohl liegend als auch aufrecht transportieren lassen. Dazu wurde das Jig mit einer Spe-zialaufhängung ausgestattet: Der Flügel ist an zwei beweglichen Schwenkarmen be-festigt, die sich über einen Spindelantrieb neigen lassen. Damit sich der Schwerpunkt des Flügels dabei nur in der Senkrechten verschiebt, wird die untere Lagerung nei-gungsabhängig seitwärts bewegt. Um den Gleichlauf der entsprechenden Antriebe (30 kW und 18,5 kW) zu überwachen und in den Endlagen abzuschalten, muss sowohl

der Neigungswinkel als auch der seitliche Verfahrweg mit Messsystemen erfasst wer-den. Dafür fiel die Wahl in beiden Fällen auf Wegaufnehmer aus dem Hause Novotech-nik. Magnetostriktive Linearsensoren: Robust, genau und einfach zuintegrieren

Der seitliche Verfahrweg wird mit magne-tostriktiven Wegaufnehmern der Serie TLM gemessen. Die robusten Aufnehmer erfül-len serienmäßig die Anforderungen der Schutzart IP67. Da sie die Messwerte mit hoher Geschwindigkeit auch unter extre-

27Lineare und rotative Wegaufnehmer in der Transporttechnik

men Bedingungen erfassen und verschleiß-frei arbeiten, lieferten sie für das Präzisions-handling beim Transport der Flugzeugflügel gute Voraussetzungen. Sie haben nicht nur die Überwachung und Linearisierung der Messwerte bereits integriert, sondern ga-rantieren ein Höchstmaß an Sicherheit und Dynamik bei der Datenübertragung. Die Auflösung beträgt (unabhängig von der Messlänge) 5 µm. Außerdem ließen sich die Aufnehmer gut in die Anwendung integrie-ren. In der Stahlkonstruktion des Jig konnte man die Aufnehmer mit einer Nutzlänge von 3,50 m direkt im bewegten Teil der seit-lichen Verfahreinrichtung einbauen. Für die mechanische Justierung reicht dank der überbrückenden Wirkung des Magnetfelds fast schon das Augenmaß aus, da die Mon-tagetoleranz mit +/- 2 mm recht groß ist. Die Wegaufnehmer, die mit Nutzlängen von 50 bis 4500 mm angeboten werden, arbei-ten nach dem Novostriktiv-Verfahren, dass das Prinzip der Magnetostriktion mit einer speziellen Auswertung kombiniert. Nähere Informationen dazu liefert der Fachartikel „Magnetostriktive Aufnehmer – ideal für lange Wege“ auf S. 8.

Bewährtes Industriepotentiometer mit günstigem Preis-/Leistungs-Verhältnis

Um den Flugzeugflügel in Abhängigkeit von seiner Lage optimal über dem Jig zu positionieren, muss zusätzlich der jeweilige Neigungswinkel der Schwenkvorrichtung erfasst werden. Die Wahl fiel auf das Indus-triepotentiometer IPE6501, das vor allem durch seine Robustheit und sein günstiges Preis-/Leistungs-Verhältnis überzeugte. Für eine optimale Auflösung wird der Drehwin-kel der Schwenkeinrichtung von maximal 70 Grad auf den maximalen Messbereich des Potentiometers umgesetzt, der 90 Grad beträgt. Daraus ergibt sich eine Auflösung von ca. 12 Bit über den Arbeitsbereich von 90 Grad. Den aktuellen Messwert stellt das Potentiometer am Ausgang als 4...20 mA-Signal zur Verfügung. Das garantiert eine hohe Störsicherheit der Signalübertragung auch bei ungünstigen Umgebungsbedin-gungen im mobilen Außeneinsatz.

Obwohl das Potentiometer bei der Mon-tage am Jig Temperaturschwankungen und der Luftfeuchtigkeit recht ungeschützt aus-gesetzt ist, arbeitet es beim Messen mit ei-ner Wiederholgenauigkeit von 0,007°. Tem-peratur- und Feuchteänderungen durch die klimatischen Schwankungen haben prak-tisch keinen Einfluss auf das Messergebnis, denn durch das Spannungsteiler-Prinzip ändert sich bei Temperaturschwankungen

der Potentiometerwiderstand vor und nach der Abgriffstelle in gleichem Maß. Die abge-griffene Spannung bleibt davon unberührt, da hier nur der Temperaturkoeffizient des Spannungsteilerverhältnisses eingeht. Für Feuchteeinwirkungen gilt sinngemäß das Gleiche. Der zulässige Temperaturbereich für den potentiometrischen Aufnehmer liegt zwischen -25 und +70 °C.

Der Winkelaufnehmer ist in einem robus-ten Aluminiumgehäuse untergebracht und erfüllt serienmäßig die Anforderungen der Schutzart IP65. Den elektrischen Anschluss vereinfacht ein wassergeschützter Indust-riestecker. Die Wellendurchführung ist ab-gedichtet. Die Präzisionskugellagerung ist für hohe mechanische Beanspruchung aus-gelegt. Durch den weiten Eingangsspan-nungsbereich von 18 bis 30 V ist der Auf-nehmer für Batterieversorgung im mobilen Einsatz gut geeignet.

Auch in puncto Lebenserwartung über-zeugt der potentiometrische Aufnehmer: Er erreicht selbst unter ungünstigen Umge-bungsbedingungen eine Lebensdauer von hundert Millionen Umdrehungen. Auch für viele industrielle Anwendungen sind die Winkelaufnehmer daher eine ideale Lösung, z. B. an langen Transferstraßen, wo die Signale über weite Strecken übertragen werden müssen, oder überall dort, wo man analogen Absolutwertgebern den Vorzug gibt. Typische Einsatzbereiche für die robus-ten und zuverlässigen potentiometrischen Aufnehmer finden sich aber auch bei Posi-tionsregelkreisen in Kunststoffspritzgieß-maschinen, Werkzeugmaschinen, Handha-bungsautomaten, in der Kfz-Technik oder im Prüfstandsbau.

Für die Erfassung des Neigungswinkels bot sich aufgrund seines günstigen Preis-/Leistungs-Verhältnis-ses ein Leitplastikpotentio-meter an. Das robuste Gerät ist für den Einsatz unter schwierigen Umgebungs-bedingungen ausgelegt und arbeitet sehr genau(Foto: Claas)

In der Stahlkonstruktion des Jig konnte man die Aufnehmer mit einer Nutzlänge von 3,50 m direkt im bewegten Teil der seitlichen Verfahreinrichtung einbauen. Für die mecha-nische Justierung reicht dank der überbrückenden Wirkung des Magnetfelds fast schon das Augenmaß aus, da die Montagetoleranz mit +/- 2 mm recht groß ist (Foto: Claas)

28 Wegmessung unter Extrem-Bedingungen

Um Wege und Winkel bei auto-matischen Abläufen zu erfassen, lassen sich unterschiedliche physi-kalische Prinzipien nutzen. In der Praxis zeigt sich, dass es zwar mitt-lerweile in etlichen Anwendungen sinnvoll ist, kontaktlose und damit weitgehend verschleißfreie Verfah-ren den weitverbreiteten Potentio-metern auf Leitplastikbasis vorzu-ziehen, keineswegs jedoch in allen Applikationen. Das im Folgenden beschriebene Anwendungsbei-spiel in einem Testsystem für Hochspannungsleistungsschalter beweist, welch enorme Beschleu-nigungen und Geschwindigkeiten ein Potentiometer verkraftet.

Potentiometer als konkurrenzlose Problemlöser:

Wegmessung unter Extrem-Bedingungen

Ihre hohe Zuverlässigkeit und Robustheit verdanken die Wegaufnehmer vor allem ihrem einfachen Aufbau. Sie bestehen im Wesentlichen aus drei Komponenten: Dem Widerstandselement aus leitendem Kunst-stoff, dem Schleifer und der Antriebswel-le oder Schubstange. Antriebswelle bzw. Schubstange bewegen den Schleifer, der dadurch weg- oder winkelabhängig sei-ne Position auf dem Widerstandselement verändert. Das dort abgegriffene Potential ist der Weg- bzw. Winkeländerung propor-tional und wird in ein analoges Ausgangs-

signal umgesetzt. Es ist absolut; auch nach Netzunterbrechung ist keine Referenzfahrt erforderlich. Hohe Verfahrgeschwindig-keiten sind unproblematisch und das Aus-gangssignal steht in Echtzeit ohne Schlepp-fehler zur Verfügung.

Dabei verhalten sich die Weg- und Win-kelaufnehmer auch unter extremen Umge-bungsbedingungen unkritisch. Da die Mes-saufnehmer als Spannungsteiler arbeiten, beeinträchtigen Feuchtigkeit oder Tempe-raturänderungen die Funktion nicht. Auch Schocks, Vibrationen oder hohe Beschleuni-

gungs- und Verzögerungswerte sind meist unkritisch. Außerdem lassen sich oft selbst ungewöhnliche Aufgabenstellungen mit günstigen Standardprodukten realisieren. Letzteres wusste auch die Firma Weis, Bre-men zu schätzen. Für ein Testsystem, das bei Hochspannungs-Leistungsschaltern neue Diagnosemöglichkeiten erschließt, suchten die Entwickler besonders robuste, zuverlässige und dabei kostengünstige We-gerfassungssysteme. Die Anforderungen dieser Applikation an die Wegaufnehmer sind extrem. Bei den für die Beurteilung

Für die zum Test notwendige Weger-fassung an den Kontakten der Hoch-spannungsleistungsschalter fand man in Leitplastikpotentiometern eine praktisch konkurrenzlose Lösung

Das robuste und transportable Analysesys-tem für Hochspannungs-Leistungsschalter liefert sehr genaue Aussagen über den Ist-Zustand der Kontakte und ihre Funkti-onsfähigkeit, ohne dass die Schalter dazu geöffnet werden müssen (Bild: Weis)

29Wegmessung unter Extrem-Bedingungen

Feststehender Innenkontakt eines Hochspannungsleistungsschal-ters. Der Abbrand ist deutlich zu erkennen (Bild: Weis)

Der bewegliche Außenkontakt zeigt ebenfalls deutliche Ver-schleißspuren (Bild: Weis)

der Kontaktqualität notwendigen Echtzeit-messungen liegen z. B. die zu erwartenden Beschleunigungen und Verzögerungen zwischen 30 und 40 g, die Verstellgeschwin-digkeiten erreichen 20 m/s, also 72 km/h. Genaue Analyse des Abbrandsbei Hochspannungs-Leistungs-schaltern

Leistungsschalter in Kraftwerken, Umspann-werken oder Hochöfen etc. schalten je nach Einsatzfall Spannungen zwischen etwa 60 und 1000 kV. Der dabei unvermeidbare Lichtbogen verlangt den Kontakten einiges ab. Hohe Schaltgeschwindigkeiten begren-zen zwar die Dauer der Lichtbögen, können aber natürlich einen Abbrand der Kontakte nicht verhindern. Je nach Auslegung und Applikation ist die Anzahl der möglichen Schaltungen also immer begrenzt.

Damit es nicht zu unerwarteten Funkti-onsausfällen der Leistungsschalter kommt, müssen sie deshalb normalerweise je nach Schalthäufigkeit nach einer bestimmten Betriebsdauer turnusmäßig ausgetauscht werden. Praxisgerechter und kostengünsti-ger ist es jedoch, den aktuellen Zustand der Kontakte zu überprüfen. Das Schaltgehäuse aus diesem Grund zu öffnen ist jedoch we-nig sinnvoll, zumal in den meisten Ausfüh-rungen SF6 als Schutzgas eingesetzt ist. Der Aufwand dafür stünde in keinerlei Verhält-nis zum Nutzen. Wesentlich praktikabler sind Verfahren, mit deren Hilfe sich die Kon-taktqualität, also der Zustand des Abbrands von außen überprüfen lässt. Entsprechende Verfahren liefern heute sehr präzise Ergeb-nisse, die exakte Prognosen für die noch zu erwartende Funktionsdauer eines Schalters zu lassen.

Die Firma Weis hat nun mit dem SA100 ein robustes und transportables Analysesys-tem für Hochspannungs-Leistungsschalter entwickelt, das sehr genaue Aussagen des Ist-Zustandes der Kontakte und ihre Funkti-onsfähigkeit liefert, ohne dass die Schalter dazu geöffnet werden müssen. Bis zu 32 Analog- und Digitalkanäle ermöglichen die Messung und anschließende Bewertung praktisch aller relevanten Funktionen in nur einem Test. Dazu gehören beispielsweise Kontaktzeit, die Länge des Kontaktes und Geschwindigkeit beim Öffnen und Schlie-ßen ebenso wie die dynamische Messung des Oberflächenstroms und der Übergangs-widerstände.

Linear- oder Rundpotentiometer für die Wegerfassung

Für die an den Kontakten der Schalter not-wendigen Wegmessungen fand man in Leitplastikpotentiometern eine praktisch konkurrenzlose Lösung. Die vor allem beim Öffnen der Kontakte hohen Beschleuni-gungen und Verzögerungen hält kaum ein anderes Messsystem aus. „Als von der Funk-tion her überzeugende Alternative wären allenfalls Systeme auf Infrarotbasis in Frage gekommen“, erklärt Detlev Weis, Geschäfts-führer der Firma Weis. Die um mehr als den Faktor 100 höheren Kosten hätten sich im praktischen Einsatz jedoch in keiner Weise gerechnet. Die Leitplastikpotentiometer überzeugten aber nicht nur durch ihr güns-tiges Preis-/Leistungsverhältnis, sondern ließen sich für die Messung gut an den recht unterschiedlich aufgebauten Hochleis-tungsschaltern montieren; je nach Schalter-typ hat man zudem die Wahl zwischen un-terschiedlichen Potentiometer-Bauformen

und kann sich so gut an die jeweilige Kon-struktion anpassen.

In Fällen, bei denen die Kontaktbewegun-gen mit linearen Wegaufnehmern erfasst werden können, entschied man sich für die Potentiometer der bewährten Baureihen TLH. Die schubstangenlosen Wegaufneh-mer gibt es mit Messlängen von 100 bis 3000 mm. Mit einer Auflösung von 0,01 mm arbeiten die Messsysteme außerdem sehr genau. Verlangt die Bauform der Prüflinge kürzere Wegerfassungssysteme, werden lineare Leitplastikpotentiometer der Serie TS eingesetzt, die mit Messlängen von 25, 50, 75, 100 und 150 mm angeboten werden. Bei beiden Aufnehmertypen erlaubt eine Kugelkupplung die spiel- und querkraftfreie Betätigung, selbst bei Parallel- oder Quer-versatz von Aufnehmer und Messrichtung.

Falls es die Konstruktion der Schalter nicht zulässt, die linearen Bewegungen der Kontakte direkt abzunehmen, wird sie zu-nächst in eine Drehbewegung umgesetzt, um anschließend mit Rundpotentiometern erfasst zu werden. Die hier eingesetzten In-dustriepotentiometer vom Typ IP600 sind mechanisch voll durchdrehbar und errei-chen eine hohe Auflösung von 0,007°; Line-aritäten bis +/- 0,025 % sind realisierbar. Die Lebenserwartung der Potentiometer wird für alle drei Typen mit 100 x 106 Umdrehun-gen bzw. Hüben angegeben. „Für den Ein-satz in unseren Testsystemen hat sich das bis jetzt mehr als ausreichend erwiesen,“ erläutert Detlev Weis, „und falls doch einmal ein Sensor ausfällt, ist der Austausch einfach und kostet nicht die Welt.“ Die robusten Leitplastikpotentiometer haben damit wie-der einmal in einem eher ungewöhnlichen Anwendungsbereich einen Härtetest mit Bravour bestanden.

30 Direkt integrierbar in Pneumatik- und Hydraulikzylinder

Bei mobilen Einsätzen sind ro-buste, zuverlässige und genaue Sensoren gefragt. Kontaktlose, magneto-striktive Wegaufnehmer spielen mittlerweile in diesem Anwendungsbereich eine wichti-ge Rolle, da sie ein Höchstmaß an Sicherheit und Dynamik bei der Messwertübertragung garantie-ren. Neue Bauformen lassen sich sogar direkt in Hydraulik- oder Pneumatikzylindern integrieren.

Kontaktlose, magnetostriktive Weg-aufnehmer bis 2500 mm Messstrecke: Direkt integrierbar im Druckbereich von Pneumatik- und Hydraulikzylindern

Mit den absolut messenden Wegsensoren der Baureihe TIM hat Novotechnik magne-tostriktive Wegaufnehmer im Programm, die sich für eine kostengünstige Positions-bestimmung direkt im Druckbereich von Hydraulik und Pneumatikzylindern eignen. Gegenüber anderen Messprinzipien bieten die stabförmigen Aufnehmer gleich eine ganze Reihe von Vorteilen: Es lassen sich Messlängen zwischen 50 und 2500 mm re-alisieren; Edelstahl macht sie sehr stabil und unempfindlich gegenüber praktisch allen Medien. Obendrein arbeiten die Sensoren sehr genau und sind auch unter widrigen Umgebungsbedingungen zuverlässig. Die Linearitätswerte liegen bei 0,04 %, die Wie-derholgenauigkeit bei 0,005 % unabhängig von der Messlänge. Die kontaktlosen und damit praktisch verschleißfreien Sensoren sind druckfest bis 350 bar (Druckspitzen bis 530 bar).

Der Sensor besteht aus dem druckfesten Messstab, der in die gebohrte Kolbenstange passt. Der ringförmige Positionsgeber wird am Kolbenboden montiert. Die berührungs-lose Ankopplung erleichtert die Montage, da sie vergleichsweise große Toleranzen zu-lässt. Die elektronische Signalaufbereitung ist in einem rostfreien Stahlflansch unterge-bracht, der mit dem Messstab verschweißt ist. Der Sensor bildet damit eine kompakte

Einheit. Da die Sensoren nicht nur mit dem in der Mobilhydraulik weitverbreiteten 48-mm-Steckflansch lieferbar sind, sondern beispielsweise auch mit M18-Schraub-flansch und Steckeranschluss, passen sie sich gut an die jeweilige Applikation an. Sie sind stoß- und vibrationsunempfind-lich, verkraften Betriebstemperaturen bis 105 °C und erfüllen selbstverständlich alle üblichen EMV- und Bordnetzanforderungen des Mobilbereiches. Am Ausgang steht der Messwert zur direkten Weiterverarbeitung als marktübliches Strom- oder Spannungs-signal zur Verfügung.

Kontaktlose, magnetostriktive Wegaufnehmer bis 2500 mm Messstrecke:

Direkt integrierbar inPneumatik- und Hydraulikzylinder

Wo immer in der Welt Wege und Winkel präzise gemessen werden müssen, sind Sensoren von No-votechnik erste Wahl. Das Wissen und die Erfahrung aus 60 Jahren im Bereich der Messtechnik ist dabei nur eines der Geheimnisse, die unseren Erfolg seit 1947 begründet haben:

Es ist unsere Begeisterung für die Technik, ebenso wie unser maximaler Anspruch an Präzision und Zu-verlässigkeit. Es ist unsere Lust am Denken in Lösungen, genauso wie unser Interesse an neuen Werkstoffen und Fertigungstechniken. Es ist unser ausge-prägter Sinn für Beratung und Service und das Ziel, unsere Messsysteme immer weiter zu perfektionieren.

Unser größtes Erfolgsgeheimnis jedoch ist und bleibt die Freude daran, die jeweils bestmögliche Lösung für unsere Kunden zu entwickeln. Um genau dies sicherstellen zu können, bauen wir auch in Zukunft auf die Stärken, die uns groß gemacht haben.

Hauptsitz mit Vertrieb, Verwaltung und Entwicklung in Ostfildern-Ruit bei Stuttgart

60 Jahre Novotechnik –Präszision, der die Welt vertraut...

Führende Hersteller verschiedenster Bran-chen setzen heute auf Weg- und Winkelsen-soren von No-votechnik: Ob im Maschinen-bau, in der Hydraulik und der Pneumatik, der Messtechnik, der Medizin-technik oder im Automobilbau. Mehr als 30.000 unserer Sensorkomponenten werden übrigens pro Tag allein in der Automobilindustrie in Pkws eingebaut.

Die Qualität

Wie hoch unsere Qualitätsanforderungen sind, zeigt die Tatsache, dass wir uns als ei-nes der weltweit ersten Unternehmen nach ISO/TS 16949 haben zertifizieren lassen. Was mit strengsten Vorgaben beginnt, endet bei Novotechnik mit der 100%-Prüfung jedes einzelnen Produkts. Damit stellen wir sicher, dass jedes Produkt, das unser Haus verlässt, einwandfrei funktioniert.

Das weltweite Netz

Novotechnik ist heute vor Ort in allen wichti-gen Märkten der Welt vertreten. Mit eigenen Büros, aber auch mit qualifizierten Handels-partnern. Mit diesem Netz der kurzen Wege können wir gewährleisten, dass unsere Kun-den überall in der Welt erstklassig betreut werden.

Unsere Partner

Um größtmögliche Qualität garantieren zu können, entwickeln, konstruieren, produ-zieren und montieren wir die meisten un-serer Produkte selbst: an unserem hochmo-dernen Standort in Ostfildern bei Stuttgart.Wo wir das benötigte Produkt nicht selbst beisteuern können, stehen uns eine Reihe renommierter Partner für Kooperationen zur Seite. So sind wir in der Lage, so gut wie jeder Anfrage in jedem gewünschten Um-fang überall in der Welt nachzukommen.

Die Produkte

Um die Wünsche unserer Kunden bestmög-lich zu erfüllen, bieten wir unsere Produkte in einer Vielzahl an Größen und Ausführun-gen an. So erhalten Sie unsere Wegaufneh-mer in unterschiedlichsten Bauformen und in Messlängen von 5 bis 5000 mm. Potenti-ometrisch oder kontaktlos, mit unterschied-lichen Signalausgängen, als Komplettgerät oder als Komponenten. Auch unsere Winkel-sensoren sind in verschiedensten Dimensio-nen verfügbar: Leichtgängig, mit kleinsten Abmessungen für kleinste Betätigungskräf-te, genauso wie in Form von gedichteten Geräten in schweren Gussgehäusen. Beson-ders gefragt sind unsere Sensoren im Au-tomobilbau: Sie halten Fahrzeuge auch im Grenzbereich sicher in der Spur, sie sorgen durch intelligente Leistungsregelung von Motoren für umweltbewusste Fortbewe-gung und erzeugen Signale zur optimalen Steuerung von Getrieben.

Zu Land, zu Wasser und in der Luft

Für Sensoren von Novotechnik gibt es un-endlich viele Anwendungsmöglichkeiten. Unsere Lösungen sorgen zum Beispiel für maximale Effizienz großer Solar- und Wind-kraftwerke, sie ermöglichen die neu-artige Lenkung des Human Transporters und übernehmen Steuerungsaufgaben im ICE 3. Die Teams der Formel 1 setzen in Fahrwer-

60 Jahre Novotechnik –Präszision, der die Welt vertraut...

ken, Getrieben und Motoren auf Sensoren von Novotechnik, ebenso wie zahlreiche Hersteller mobiler Arbeitsmaschinen, etwa für die Agrar- oder Baumaschinenin-dustrie. Traditionell bewährt haben sich unsere Sen-sorlösungen in der Regelung, Steuerung, Automatisierung und Überwachung von Prozessen im Maschinenbau, speziell im Be-reich der Kunststoff-Spritzgießtechnik, im Motormanagement von Kraftfahrzeugen und in der Medizintechnik.

Auch auf den sieben Weltmeeren und un-gezählten Flüssen sind die Sensoren von Novotechnik zu Hau-se. In den hochmoder-nen Steueranlagen von Kreuzfahrt-, Contai-ner- und Fährschiffen messen und steuern sie Ruderblätter und Ruderpropeller-An-lagen, sie sorgen für eine stets optimale Position der Antriebspropeller leistungs-starker Sportboote und verrichten auf vie-len Ölbohr-Plattformen in aller Welt einen wertvollen Dienst. Und auf den großen Segelschiffen? Auch hier sind unsere Sen-soren an Bord: zum Beispiel zum optimalen Ausrichten und Ablegen der Segel von der Kommandobrücke aus..

Salzige Meeresluft, hohe Feuchtigkeit und extreme Temperaturschwankungen stellen auf See höchste Anforderungen an die Leis-tungsfähigkeit von Sensoen. Dass sich Ro-bustheit und Präzision nicht ausschließen müssen, beweisen auch hier die Weg- und

Winkelsensoren von Novotechnik. Im Laufe unserer 60-jährigen Erfahrung haben wir unsere Lösungen bestmöglich an die spe-ziellen Einsatzbedingungen über und unter Wasser angepasst. Wissen und Erfahrung, das sich auch auf See in Langlebigkeit und höchster Zuverlässigkeit spiegelt.

Präzise Steuerungsinformationen sind in der Luft- und Raumfahrt unbedingte Vorausset-zung. Auf Grund ihrer hohen Präzision und Zuverlässigkeit haben sich unsere Weg- und Winkelsensoren auch in dieser Disziplin ei-nen hervorragenden Ruf erworben. Ob im Joystick eines Airbus, beim millimeterge-nauen Bodentransport eines Space Shuttles oder an Bord der Cassini-Huygens-Mission zur Erforschung des Saturn und seiner Mon-de: Messwertaufnehmer von Novotechnik tragen entscheidend dazu bei, Flugzeuge, Raumfähren und Satelliten auf Kurs zu hal-ten und sicher ans Ziel zu bringen. Starke Luftdruckschwankungen, große Tempera-turunterschiede einschließlich extremer Kälte sind die größten Herausforderungen für Sensoren in der Luft- und Raumfahrt. Ein Umfeld, in dem unsere Weg- und Winkelsen-soren ihre ganze Stärke eindrucksvoll unter Beweis stellen können. Gerade im Bereich der Flugsicherheit, in der die Zuverlässigkeit der Messsysteme überlebenswichtig ist, set-zen Flugzeugbauer und Raumfahrtingeni-eure ganz bewusst auf Messwertaufnehmer von Novotechnik.

Unsere Produktpalette umfasst Wegauf-nehmer, Winkelsensoren, Automotive Produkte sowie Messwertumformer und Messgeräte.

NovotechnikMesswertaufnehmer OHG

Postfach 422073745 Ostfildern (Ruit)Horbstraße 1273760 Ostfildern (Ruit)Telefon +49 711 4489-0Telefax +49 711 4489-118info@novotechnik.dewww.novotechnik.de

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Schweiz SwitzerlandOmni Ray AGIm Schörli 5CH-8500 DübendorfTelefon +41 44 802 2880Telefax +41 44 802 2828info@omniray.chwww.omniray.ch

Slowenien / Kroatien / Bosnien-Herzegovina / Serbien / MontenegroSlovenia / Croatia / Bosnia-Herzegovina / Serbia / MontenegroBTSensors s.r.l.Via A. Volta, 12/DI-37026 Settimo di Pescantina - Verona Telefon +39 045 2220 511Telefax +39 045 2220 510info@btsensor.itwww.btsensor.it

Spanien / Portugal Spain / PortugalMapro Ingenieria, S.A.Cami Ral de Valencia n° 38E-08860 CastelldefelsTelefon +34 93 664 56 95Telefax +34 93 664 60 51info@maprosensor.comwww.maprosensor.com

Tschechien / Slowakei Czech Republic / SlovakiaOrbit Merret s.r.o.Vodnanská 675/30CZ-19800 Praha 9Telefon +420 281 040 200Telefax +420 281 040 299orbit@merret.czwww.merret.cz

Türkei TurkeyAlfa Elektronik Sensor Sanayi ve Ticaret A.S. Tuzla Kimya Sanayicileri O.S.B.Melek Aras Bulvari No: 67TR-34956 Tuzla /IstanbulTelefon +90 216 399 44 04Telefax +90 216 399 44 02info@alfasanayi.comwww.alfasanayi.com

Ungarn / Bulgarien / RumänienHungary / Bulgaria / RomaniaKontakt Elektro Kft. Mohácsi 79HU-7630 PécsTelefon +36 72 516 067Telefax +36 72 516 069kontakt@kontakt-elektro.huwww.kontakt-elektro.hu

Deutschland Germany

Baden-WürttembergRheinland-PfalzSaarlandNovotechnik Messwertaufnehmer OHGHansjörg RückertHorbstraße 1273760 OstfildernTelefon +49 711 4489-180Telefax +49 711 4489-118rueckert@novotechnik.de

BayernHessenNovotechnik Messwertaufnehmer OHGMichael SchmidtHorbstraße 1273760 OstfildernTelefon +49 711 4489-161Telefax +49 711 4489-118schmidt@novotechnik.de

Nordrhein-WestfalenNiedersachsenHamburgSachsenSchleswig-HolsteinThüringenBrandenburgBremenBerlinMecklenburg-VorpommernNovotechnik Messwertaufnehmer OHGSteffen SobeckHorbstraße 1273760 OstfildernTelefon +49 711 4489-162Telefax +49 711 4489-118sobeck@novotechnik.de

Europa Europe

Baltikum Baltic StatesMikkelsen Electronics ASHavremarken 3-5DK-3520 FarumTelefon +45 44 340 300Telefax +45 44 340 310info@mi-ec.comwww.mi-ec.com

BENELUX AE Sensors B.V.P.O. Box 9084NL-3301 AB DordrechtTelefon +31 78 621 3152Telefax +31 78 621 3146aesensors@aesensors.nlwww.aesensors.nl

Dänemark DenmarkMikkelsen Electronics ASHavremarken 3-5DK-3520 FarumTelefon +45 44 340 300Telefax +45 44 340 310info@mi-ec.comwww.mi-ec.com

Finnland FinlandMikkelsen Electronics ASHavremarken 3-5DK-3520 FarumTelefon +45 44 340 300Telefax +45 44 340 310info@mi-ec.comwww.mi-ec.comwww.mi-ec.com

Frankreich FranceCOMPAUT78 rue Carnot 74000 AnnecyTelefon +33 450 570 791Telefax +33 450 572 145info@compaut.comwww.compaut.com

Großbritannien Great BritainVariohm EuroSensorWilliams’ Barn, Tiffield RoadGB-Towcester / Northants NN 12 6HPTelefon +44 1327 351 004Telefax +44 1327 353 564sales@variohm.comwww.variohm.com

Italien ItalyBTSensors s.r.l.Via A. Volta, 12/DI-37026 Settimo di Pescantina - Verona Telefon +39 045 2220 511Telefax +39 045 2220 510info@btsensors.itwww.btsensors.it

Norwegen NorwayMikkelsen Electronics ASHavremarken 3-5DK-3520 FarumTelefon +45 44 340 300Telefax +45 44 340 310info@mi-ec.comwww.mi-ec.com

Österreich AustriaReliste Ges.m.b.H.Enzersdorfer Straße 8-10A-2345 Brunn am GebirgeTelefon +43 2236 31525 0Telefax +43 2236 31525 60office@reliste.atwww.reliste.at

Polen PolandEltron Automatyka Elektronika ElektrotechnikaPlac Wolnosci 7BPL-50-071 WroclawTelefon +48 71 343 9755Telefax +48 71 344 1141 eltron@eltron.plwww.eltron.pl

Russland / Ukraine Russia / UkrainaVariohm EuroSensor Williams’ Barn, Tiffield RoadGB-Towcester / Northants NN 12 6HPTelefon +44 1327 351 004Telefax +44 1327 353 564sales@variohm.comwww.variohm.com

Schweden SwedenMikkelsen Electronics ASP.O. Box 12135S-102 24 StockholmTelefon +46 8 50 150 760Telefax +46 8 50 150 765info@mi-ec.comwww.mi-ec.com

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Afrika Africa

Südafrika South AfricaProgressive DistributingEnterprises cc/PDEP.O. Box 7112026 Bruma Telefon +27 11 615 9786Telefax +27 11 615 0786pde@pde.co.zawww.pde.co.za

Asien Asia

China / VietnamNovotechnik Sensors Trading (Shanghai) Co., Ltd.A101, Building #22 No. 588 XinJun Ring Road, Caohejing Pujiang Hi-Tech Park Minhang District201114 Shanghai, P.R.C.Telefon +86 21 58 99 77 38Telefax +86 21 58 99 77 37info@novotechnik.cnwww.novotechnik.cn

Indien IndiaAccent Controls (P) Ltd.Plot No. B-99, Road No. 27Shanti Nagar, Wagle Industrial EstateThane 400 0604 Maharashtra-IndiaTelefon +91 22 2582-2141/ 0162Telefax +91 22 2582-4746 / 2548info@accentsensors.comwww.accentsensors.com

Indonesien IndonesiaPT Supra EngineeringJl. Pecenongan No. 17 D10120 Jakarta Telefon +62 21 385 2530Telefax +62 21 384 1481atsupra@supra.coidwww.supra-engineering.com

JapanB&PLUS K.K.274, Gomyo Tokigawa-machiHiki-gun Saitama Japan 355-0343Telefon +81 0493 655771Telefax +81 0493 653171b-plus-kk@b-plus-kk.jpwww.b-plus-kk.jp

Korea SUN-BEE Instruments, Inc.501, Cintree Techno Town1254 Sinjeong-DongYangcheon-Gu158-073 SeoulTelefon +82 02 2065 5100Telefax +82 02 2065 8222sensor@sunbees.co.krwww.sunbees.co.kr

Malaysien MalaysiaSigma Industrial Supplies SDN BHDNo 18, Jalan PJU 5/15Dataran Sunway, Kota Damansara47810 Petaling Jaya, Selangor Darul Ehsan Telefon +60 3 6157 5520Telefax +60 3 6157 5560sigmais@sigma.com.mywww.sigma.com.my

Philippinen PhilippinesMescoMesco Building, Reliance cor. Brixton Street1603 Pasig CityTelefon +63 2 631 1775Telefax +63 2 631 4028calabrador@mesco.com.phwww.mesco.com.ph Singapur SingaporeSigma Industrial Supplies SDN BHDNo 18, Jalan PJU 5/15Dataran Sunway, Kota Damansara47810 Petaling Jaya, Selangor Darul Ehsan Telefon +60 3 6157 5520Telefax +60 3 6157 5560sigmais@sigma.com.mywww.sigma.com.my

TaiwanDaybreak International Corp. 3Fl., 124 Chung-Cheng Rd.Taipei / ShihlinTelefon +886 2 8866 1234Telefax +886 2 8866 1236day111@ms23.hinet.netwww.daybreak.com.tw

ThailandAAE Autoflexible Advanced Engineering111 Soi, Sukhumvit 62/1 Sukhumvit Rd. Bangjak10260 Phakanong BangkokTellefon +66 2 311 2111Telefax +66 2 332 7900sales@autoflexible.comwww.autoflexible.com

Naher Osten Middle East

IsraelBruno International Corp.14 Bar Kochva St.51261 Bney BerakTelefon +972 3 570 5323Telefax +972 3 570 5331zeev@brunocorp.co.ilwww.brunocorp.co.il

Australien Australia

Moog Australia Pty. Ltd.18 Corporate Drive3202 Heatherton, VictoriaTelefon +61 3 9561 6044Telefax +61 3 9562 0246sales.australia@moog.com www.moog.com.au

Südamerika South America

Brasilien BrazilSignalworks ComercioImportacao & Exportacao Ltda.R. Luigi Galvani, 146 1°andar 04575-020 Brooklin Novo,Sao Paulo, SPTelefon +55 11 5501-5310Telefax +55 11 5505-5682info@signalworks.com.brwww.signalworks.com.br

USA, Canada, Mexico

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