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Funktionsprinzip, Optionen, Technische Daten
Deutsch
combiSENSOR
2.
Funktionsprinzip, Optionen, Technische Daten
2.1
Messprinzip
Der Aufbau von Messspule und Messelektroden ist konzentrisch. Damit messen bei-
de gegen dieselbe Messobjektfläche. Das Signal des kapazitiven Wegsensors ist eine
Funktion von Grundabstand, Isolatordicke und
e
r
. Gleichzeitig misst der Wirbelstrom-
wegsensor den Abstand zur Gegenelektrode (zum Beispiel ebenes Blech oder zu einer
hinter der Folie positionierten Metallwalze). Am nachgeschalteten Controller werden
die Messwerte als analoge Spannungen von 0 bis 10 VDC und als digitale Signale über
Ethernet ausgegeben.
2.1.1 Kapazitives Messverfahren
Das Prinzip der kapazitiven Abstandsmessung basiert auf der Wirkungsweise des idea-
len Plattenkondensators.
Durchfließt ein konstanter Wechselstrom
I
C
den Sensorkondensator, so ist der Maximal-
wert
U
C
der Wechselspannung am Sensor dem Abstand
d
der Kondensatorelektroden
proportional.
X
c
=
U
c
I
c
= 1
C
C =
r
A
d
U
c
=
>> U
c
~ d
I
c
d
o
r
A
Messobjekt: elektrischer Leiter
Masse
Schirmelektrode
Messelektrode
d
U
c
Abb. 1 Feldlinienbild eines kapazitiven Sensors, kein Isolatormaterial im Messspalt
Die gemessene Wechselspannung wird demoduliert und verstärkt als Analogsignal aus-
gegeben. Der Aufbau des Sensors als Schutzringkondensator gewährleistet, dass das
im Idealfall nötige homogene elektrische Feld bei der praktischen Messung auch nahezu
verwirklicht ist.
i
Zu kleines Messobjekt und gekrümmte (unebene) Messflächen bewirken ebenfalls
eine nichtlineare Kennlinie.
2.1.2 Wirbelstrom Messverfahren
Das Wirbelstrom-Messverfahren wird für Messungen an Objekten aus elektrisch leiten-
den Werkstoffen verwendet, die ferromagnetische und nichtferromagnetische Eigen-
schaften haben können.
Hochfrequenter Wechselstrom durchfließt eine in ein Sensorgehäuse eingegossene Spu-
le. Das elektromagnetische Spulenfeld induziert im leitfähigen Messobjekt Wirbelströme,
dadurch ändert sich der Wechselstromwiderstand der Spule.
Diese Impedanzänderung liefert ein elektrisches Signal, proportional zum Abstand des
Messobjekts vom Sensor.
Ein Kompensationsverfahren reduziert temperaturabhängige Messfehler auf ein Mini-
mum.
i
Wird das Material der Gegenelektrode gewechselt, muss das Messsystem neu
abgeglichen werden.
