Rotative Positionssensorik

Hall, Hall mit GMR-Effekt oder Potentiometer?

Um sich im industriellen Alltag zu bewähren, sollte ein Winkelsensor - gleichgültig welchen Funktionsprinzips - mindestens vier wichtige Kriterien erfüllen: Er muss mechanisch robust sein, ausreichend Schutz gegen Umgebungseinflüsse bieten und sich sowohl elektrisch als auch mechanisch unkompliziert installieren lassen. Erst die Summe seiner Eigenschaften entscheidet darüber, ob ein Messprinzip in der Praxis erfolgreich eingesetzt werden kann.

Potentiometrische und kontaktlose Winkelsensoren gibt es in den unterschiedlichsten Varianten und Baugrößen, angefangen von preisgünstigen Ausführungen im Kunststoffgehäuse bis hin zu Heavy-Duty-Lösungen in robusten Metallgehäusen. Je nach Einsatzbereich und Anforderungen kann der Anwender auch bei der gleichen Gehäusebauform zwischen unterschiedlichen Messprinzipien wählen.

Konventionelle Leitplastikpotentiometer beispielsweise der Baureihe SP-2800 überzeugen in vielen Applikationen Bei hochfrequenter oder ständig durchdrehender Betätigung ist der Anwender jedoch mit kontaktlosen Messverfahren meist besser beraten.

Für Drehwinkel zwischen 30 und 360 Grad ist der kontaktlose Drehgeber der Baureihe RSC-2800, in einfacher und redundanter Form, geradezu prädestiniert. Die prinzipielle Funktionsweise ist einfach zu verstehen: Auf der Welle ist ein Magnet angebracht. Je nach Drehwinkel verändert sich die Orientierung des Magnetfelds und damit die Signale des gegenüber angebrachten Sensorelements. 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 typ. +/- 0,3%.

Kontaktlose Multiturn-Sensoren der Baureihen RSM-2800 zum Beispiel, nutzen zusätzlich zum Hall-Effekt den GMR-Effekt (Giant-Magneto-Resistance). Sie liefern absolute Positionswerte, benötigen keinerlei Referenzsignale und brauchen zum Erfassen der Umdrehungen keine Stromversorgung oder Pufferbatterie. Der Messbereich beträgt bis zu 16 Umdrehungen; der Messwert wird analog oder über SPI- bzw. SSI-Schnittstelle ausgegeben.