Drehzahlmessung

Neu bei Rolf Muri AG

 

 

 

 

 

 

 

 

RHEINTACHO ist auf die Entwicklung und Herstellung von Sensoren für härteste Umgebungsbedingungen spezialisiert. Die Beständigkeit der Sensoren bei hohen Drücken, Temperaturwechseln, elektromagnetischen Störungen, aggressiven Medien sowie Wasser- oder Dampfstrahlereinwirkungen ist entscheidend für ihre Einsatzfähigkeit und Lebensdauer.

 

Ziel von Rolf Muri AG ist es, durch innovative Produkte aktuellen und zukünftigen Anforderungen gerecht zu werden. Unser Anspruch ist es, Sie rund um alle Fragen zur Drehzahlmessung zu beraten und bei der Planung und Realisierung Ihrer Projekte zu unterstützen.

 


Allgemeine Funktionsweise

 

Der überwiegende Teil der Drehzahlsensoren detektiert die Bewegung von ferromagnetischen Strukturen, wie zum Beispiel Zahnrädern oder Wellen, über die Veränderung des magnetischen Flusses. Ein Zahn oder eine Lücke, das sich am Sensor vorbei bewegt, beeinflusst das Magnetfeld unterschiedlich. Diese Magnetfeldänderungen sind in eine elektrische Größe umsetzbar und werden anschließend aufbereitet. Das elektrische Ausgangssignal des Sensors spiegelt so die Magnetfeldänderung dar.

 

 

 

Messprinzipien

 

Bei dieser berührungslosen Abtastung über Magnetfelder stehen mehrere verschiedene Technologien im Wettbewerb miteinander, die sich hauptsächlich wie folgt einteilen lassen:

 

  • Hall-Effekt Sensoren
  • Induktive Sensoren (IDG)
  • Oszillatorische Sensoren (ODG)
  • Magneto-Resistive Sensoren
  • Wirbelstrom-Sensoren bzw. Näherungsschalter


Einsatzbereich der Drehzahlsensoren von RHEINTACHO:

  • Flurförderzeuge
  • Baumaschinen
  • Mobile Arbeitsmaschinen
  • Landwirtschaftsmaschinen
  • Kipplaster
  • Schienenfahrzeuge
  • Windkraftanlagen
  • Großdieselmotoren
  • Hydromotoren
  • Elektromotoren
  • Getriebe

 

Hall-Sensoren allgemein

Hall-Sensoren eignen sich für die berührungslose Drehzahlerfassung an Zahnrädern mit kleinem Modul und hoher Auflösung. Die unterschiedlichen Typen können in einer Vielzahl von Anwendungen auch unter extremen Bedingungen eingesetzt werden. Hall-Sensoren finden sich in unterschiedlichsten Anwendungen im allgemeinen Maschinenbau, in Fahrzeugen und mobilen Arbeitsmaschinen sowie in hydraulischen Antrieben.

 

Das Sensorelement ist mit einem Permanentmagneten vorgespannt. Ein Zahn oder eine Lücke, das sich am Sensor vorbei bewegt, beeinflusst das Magnetfeld unterschiedlich. Dadurch wird bei einem Hallsensor eine Änderung der Hallspannung erzeugt. Die Magnetfeldänderungen sind somit in eine elektrische Größe umsetzbar und werden entsprechend gefiltert und aufbereitet. Das Ausgangssignal des Sensors ist eine Rechteckspannung, welche die Magnetfeldänderung wiederspiegelt.

 

Hall Prinzip der Drehzahlsensoren

Ein Hall-Sensorelement ist ein magnetfeldabhängiger Halbleiter, dessen Funktion auf dem von Edwin Hall entdeckten Effekt beruht. Dieser sogenannte Halleffekt wird durch die Lorentz-Kraft, die auf bewegte Ladungsträger im Magnetfeld wirkt, hervorgerufen. Die Halbleiterplatte besitzt vier Anschlüsse. Zwei einander gegenüberliegende Anschlüsse werden von einem konstanten Strom  durchflossen. Im neutralen Zustand besteht zwischen den beiden anderen Anschlüssen kein Spannungsunterschied.

 

Hall-Differenz Prinzip der Drehzahlsensoren

Bei dieser Messmethode wird mit zwei auf einem Substrat montierten Hallelementen die Magnetfelddifferenz zwischen diesen beiden ausgewertet. Am Beispiel eines Zahnrades könnte dies bedeuten, dass die maximale Differenz entsteht, wenn eine Hallplatte über dem Zahn steht und eine über der Lücke. Somit tritt der Einfluss einer Abstandsänderung zum Gesamtobjekt in den Hintergrund. Hall-Differenz-Sensoren werden zur Drehzahlerfassung insbesondere dort eingesetzt, wo durch raue Umgebungsbedingungen Hallsensoren beeinflusst werden können.

 

Hall-Differenzsensoren sind besonders geeignet für den Einsatz an Zahnrädern die einen leicht unrunden Lauf haben. Aufgrund des Messprinzips ist es notwendig diese Sensoren richtungsgebunden einzubauen. Drehzahlsensoren dieses Typs finden sich u.a. in mobilen Arbeitsmaschinen.

 

Oszillatorisch Sensoren (ODG)

 

Die oszillatorisch-induktiven Sensoren eignen sich besonders für die einfache Drehzahl- und Stillstands Erfassung zur Anzeige an Maschinen und Anlagen. Hiermit lassen sich Nuten, Bolzen, Schraubenköpfe oder ähnlich auf eine Welle aufgebrachte Objekte erfassen. Vorzugsweise sind diese Sensoren dort eingesetzt, wo nur ein (oder einige wenige) Impulse pro Umdrehung in normaler industrieller Umgebung erfasst werden sollen.

 

Magneto-Resistive Sensoren

Magneto-resistive Sensoren eignen sich besonders für die Drehzahl- und Stillstands Erfassung an Maschinen und Anlagen. Sie können auch hohe Frequenzen und feinere Strukturen (ab Modul 1) erfassen. Gegenüber den Hall-Sensoren haben diese Sensoren den Vorteil nicht durch eine untere Grenzfrequenz limitiert zu werden.

 

Wirbelstrom-Sensoren bzw. Näherungsschalter

Näherungsschalter sind Sensoren, die auf Annäherung, d. h. ohne direkten Kontakt berührungsfrei reagieren. Näherungsschalter werden beispielsweise bei technischen Prozessen zur Positionserkennung von Werkstücken und Werkzeugen sowie als Auslöser von Sicherheitsmaßnahmen eingesetzt (Quelle: Wikipedia).

 

Induktive Sensoren (IDG)

Magnetisch-induktive Sensoren eignen sich besonders für die Drehzahlerfassung bei hohen Drehzahlen. Die Sensorspitze kann ferromagnetische Zahnräder im Innenraum z.B. des Hydromotors oder ölgefüllten Getriebes abtasten. Somit ist der Sensor auch geeignet für Arbeitsmaschinen und Nutzfahrzeuge.

 

Die Sensoren erfassen mit unterschiedlichen magnetischen Messprinzipien berührungslos die Drehzahlen von rotierenden Maschinenteilen im Bereich von 0 bis 30.000 RPM.

 

Die konkrete Anwendung ist entscheidend für die Auswahl des Messprinzips. RHEINTACHO bietet passend zu unterschiedlichsten Applikationen eine Fülle von Standardprodukten mit geeigneten Messsystemen und Elektrotechnik sowie passenden Gehäuse-, Bau- und Anschlussformen an. Darüber hinaus realisieren wir aber auch individuelle Lösungen schnell und kostengünstig.

Die Drehzahlsensoren werden eingesetzt in:

  • Flurförderzeuge
  • Baumaschinen
  • Mobile Arbeitsmaschinen
  • Landwirtschaftsmaschinen
  • Kipplaster
  • Schienenfahrzeuge
  • Windkraftanlagen
  • Großdieselmotoren
  • Hydromotoren
  • Elektromotoren
  • Getriebe

 
Merkmale:

  • Temperaturerfassung
  • Stillstands Erkennung (0 Hz)
  • Kleine Bauform
  • Richtungsunabhängiger Einbau
  • Einbaumaß M8
  • Großer Temperaturbereich
  • Weiter Frequenzbereich
  • Ausgangsbeschaltung Push-Pull

Ausgereiftes, ergonomisches Design zur einfachen Bedienung mit einer Hand. Große und leicht lesbare Anzeige, großer Messbereich mit genauer Definition dank einer Bereichsauswahl und einer Skala mit 270 Grad. Inklusive einer Tasten betätigten Zeigersperre zur Speicherung der letzten Messung. Mit seinem Elastomer-Holster liegt das Gerät gut und griffig in der Hand und lässt sich gleichzeitig gut bedienen. Lieferung als Komplettset mit Zubehör in einem kompakten und schaumgepolsterten Handkoffer. Mechanische versus digitale Anzeige.

 

Das menschliche Gehirn funktioniert wie ein Analoggerät, weshalb es Informationen in analoger Form schneller und in größeren Mengen verarbeiten kann als in digitaler Form. Folglich wurden digitale Geschwindigkeits- und Zeitanzeigen von den Verbrauchern nicht angenommen. Bei mechanischen Anzeigen kann das Auge sofort sehen, ob die Anzeige steigt oder sinkt und mit welcher Geschwindigkeit sie dies tut, während ein Digitalgerät nur schwankende Annäherungswerte oder statische Werte anzeigen kann. Ein geübter Nutzer kann also mit einer analogen Anzeige wesentlich besser arbeiten als mit einer digitalen Darstellung. Deshalb arbeiten viele digitale Produkte heutzutage mit einer Analog-komponente.

 

Einsatzbereiche:
Die Instrumente werden überall dort eingesetzt wo Drehzahlen, Distanzen oder Laufgeschwindigkeiten gemessen werden (Messung in U/min, Feet, Meter).

 

Tachometer kommen häufig in Bereichen zum Einsatz, in denen aufgrund von Staubpartikeln oder Gase eine explosionsfähige Atmosphäre besteht. Um dem Anwender auch für solche Umgebungsbedingungen ein leistungsfähiges Messinstrument an die Hand zu geben, haben unsere Entwickler das HTM für den Gebrauch in den ATEX Zonen weiterentwickelt und zertifiziert, ohne dabei die Leistungsfähigkeit des Originaldesigns zu beeinträchtigen. Die ATEX zertifizierte Version kann in der Zone 1 sowie in allen Gasgruppen mit Temperaturklasse T4 und für Anwendungen im Bergbau nach ATEX I M2 c eingesetzt werden.