Sensoren und Aktoren Vortrag Fllstandsund Neigungssensor Winkelsensoren Sensoren

Sensoren und Aktoren Vortrag : Füllstands-und Neigungssensor Winkelsensoren Sensoren und Aktoren Blatt 1. 1 Xiuzhong Zhang Marcus Hoffmann

Inhalt: 1. Füllstandsmessung 1. 1 Kapazitive Verfahren 1. 2 Hydrostatische Verfahren 2. Neigungsmessung 3. Winkelmessung 3. 1 Absolute Winkelgeber 3. 2 Induktive Verfahren 3. 3 Optische Verfahren Mai 2007/ Sensorik und Aktorik Blatt 1. 2 Xiuzhong Zhang Marcus Hoffmann

Füllstandssensor Sensoren und Aktoren Blatt 1. 3 Xiuzhong Zhang Marcus Hoffmann

Füllstandssensor Kapazitive Verfahren §Fall einer elektrisch leitenden Flüssigkeit §Ein isolierter Metallstab in die Flüssigkeit stecken §Ein Kondensator durch die Elektroden Metallstab und die leitende Flüssigkeit selber bilden §Die dazwischenliegende Isolierung des Stabes als Dielektrikum wirken In Abhängigkeit von der Füllhöhe h zu: Sensoren und Aktoren Blatt 1. 4 Xiuzhong Zhang Marcus Hoffmann

Füllstandssensor Sensoren und Aktoren Blatt 1. 5 Xiuzhong Zhang Marcus Hoffmann

Füllstandssensor §Eine kapazitive Füllstandsmessung durch eine Anordnung von zwei Kondensatorplatten parallel zur Oberfläche des Füllgutes §Dies ist ein Kondensator mit zwei Dielektrika (Luft und Füllgut) §Die Kapazität in Abhängigkeit der Füllhöhe h berechnet sich zu (mit der Fläche A der Kondensatorplatten): Sensoren und Aktoren Blatt 1. 6 Xiuzhong Zhang Marcus Hoffmann

Füllstandssensor Sensoren und Aktoren Blatt 1. 7 Xiuzhong Zhang Marcus Hoffmann

Füllstandssensor Messung des hydrostatischen Drucks §Den Füllstand mit einem Druckaufnehmer kontinuierlich zu messen §Eine Flüssigkeitssäule erzeugt wegen ihres Gewichts einen hydrostatischen Druck §Bei konstanter Dichte hängt der Druck allein von der Höhe h der Flüssigkeitssäule ab §Der Druckaufnehmer wandelt den auf die Membran einwirkenden Druck in elektrisches Signal um. Mit der Fallbeschleunigung g gilt: Sensoren und Aktoren Blatt 1. 8 Xiuzhong Zhang Marcus Hoffmann

Füllstandssensor VEGAFLEX 61 § Messbereich Seil: bis 32 m Stab: bis 4 m § Prozesstemperatur-40 … +150 °C § Prozessdruck-1 … +40 bar § Messgenauigkeit± 5 mm Sensoren und Aktoren Blatt 1. 9 Xiuzhong Zhang Marcus Hoffmann

Füllstandssensor Nivu § § § Sensoren und Aktoren Blatt 1. 10 Messbereich von 0, 15 bis 10 m Linearisierung Ansicht von Echoprofilen mittels PC Integrierte Tastatur Programmierung ohne Öffnen des Gehäuses Xiuzhong Zhang Marcus Hoffmann

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Neigungssensor Thermodynamischer Neigungssensor §Durch einen Mikroheizer wird das Gas an einer Stelle erwärmt und erhält somit eine geringere Dichte als das umgebende Gas §Die schwereren Partien des Gases aufgrund ihrer Trägheit in Richtung auf eine Wandung des Gefäßes bewegen, während die leichteren Partien dort verdrängt werden §Auf diese Weise sind Beschleunigungen völlig ohne bewegliche Massen messbar §In einem solchen Sensor wird das Bestreben der leichteren Gaspartien nach oben auszuweichen, genutzt. Das Temperaturprofil an den beiden Temperatursensoren wird dadurch asymmetrisch und erlaubt eine Auswertung der Neigung. Sensoren und Aktoren Blatt 1. 12 Xiuzhong Zhang Marcus Hoffmann

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Neigungssensor Anwendungen Die Messung der Neigung, also die Abweichung aus der Horizontalen wird für die Mess- und Steuertechnik, im Anlagenbau und für die Vermessungstechnik benötigt. Sensoren und Aktoren Blatt 1. 14 Xiuzhong Zhang Marcus Hoffmann

Neigungssensor § Der elektrische Widerstand einer leitenden Flüssigkeit auch von der Höhe der Flüssigkeit über den Elektroden abhängt § Dazu sind auf dem Boden einer teilweise mit elektrolytische Flüssigkeit gefüllten Elektrolytkammer, Elektroden parallel zur Kippachse des Sensors angebracht § Beim Anlegen einer Spannung zwischen zwei Elektroden fließt ein Strom durch die Flüssigkeit in Form eines Streufeldes § Eine Reduktion des Flüssigkeitsspiegels beim Verkippen des Sensors schnürt das Streufeld ein und der Widerstand nimmt zu § Bei paarweise angeordneten Elektroden liefert die Differenz der beiden Widerstände den vorzeichenbehafteten Neigungswinkel. Sensoren und Aktoren Blatt 1. 15 Xiuzhong Zhang Marcus Hoffmann

Neigungssensor § 2 -achsiger Neigungssensor mit CANBus und Analogausgang. Messbereich +/- 45° in X- und Y-Richtung § Anzeige-Auflösung ab 0. 1° einstellbar bei Einsatz als CAN-Sensor. § Kompakte und robuste Ausführung, hohe Schutzart (IP 67). § e 1 -Typgenehmigung durch das Kraftfahrt-Bundesamt Sensoren und Aktoren Blatt 1. 16 . Xiuzhong Zhang Marcus Hoffmann

Winkelsensoren Sensoren und Aktoren Blatt 1. 17 Xiuzhong Zhang Marcus Hoffmann

Winkelsensoren Durch mechanische Umformung lassen sich alle Winkelsensoren auch mit Weg und Abstandssensoren realisieren. Sensoren und Aktoren Blatt 1. 18 Xiuzhong Zhang Marcus Hoffmann

Winkelsensoren Inkrementale Digitale Winkelsensoren Sie geben den Winkel Bitcodiert aus. Jede Position hat ihren eigenen Wert. Es wird kein Referenzpunkt benötigt. Sensoren und Aktoren Blatt 1. 19 Xiuzhong Zhang Marcus Hoffmann

Winkelsensoren Anwendung: §Werkzeugmaschienen §Textilmaschienen §Holzbearbeitung §Förder und Lagertechnik §Robotik Sensoren und Aktoren Blatt 1. 20 Xiuzhong Zhang Marcus Hoffmann

Winkelsensoren Induktive Winkelmessung basierend auf AMR Effect Er basiert auf der Abhängigkeit des elektrischen Widerstandes vom Winkel zwischen Stromfluss und Magnetisierungsrichtung eines ferromagnetischen leitfähigen Materials. (Hall Effekt) Sensoren und Aktoren Blatt 1. 21 Xiuzhong Zhang Marcus Hoffmann

Winkelsensoren Zwei gleiche Sensorbrücken, um eine viertel Drehung versetzt , ergeben ein Sin und Cos Signal. Mit Zählung der bereits zurückgelegten Periode wird der Winkel bestimmt. Sensoren und Aktoren Blatt 1. 22 Xiuzhong Zhang Marcus Hoffmann

Winkelsensoren Anwendung der AMR Sensoren: §Automobielindustrie §Raumfahrt Die NASA Roboter Spirit und Opportunity sind mit solchen Sensoren ausgerüstet. Sensoren und Aktoren Blatt 1. 23 Xiuzhong Zhang Marcus Hoffmann

Winkelsensoren Inkrementale Digitale Winkelsensoren Funktionsweise bekannt aus Vorlesung Messtechnik Sensoren und Aktoren Blatt 1. 24 Xiuzhong Zhang Marcus Hoffmann

Winkelsensoren Bildgebende Verfahren Prinzip wie optische Maus Sensoren und Aktoren Blatt 1. 25 Xiuzhong Zhang Marcus Hoffmann

Winkelsensoren Winkelmessung mit planaren kapazitiven Sensoren §Kontaktlos messen §Robust §Genauigkeit 0, 1° §Messrate 10 k. Hz §Für raues Umfeld geeignet Sensoren und Aktoren Blatt 1. 26 Xiuzhong Zhang Marcus Hoffmann

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