Magnetostriktive Positionssensoren

Unter Magnetostriktion versteht man die Verformung magnetischer, insbesondere ferromagnetischer Werkstoffe durch ein äußeres Magnetfeld. Der Wegsensor besteht aus einem Messstab mit einem Wellenleiter aus ferromagnetischem Draht, einem beweglichen Permanentmagneten, Signalwandlern und einer Elektronik. Die Messwerterfassung erfolgt berührungslos. Die Wegmessung basiert auf einer Laufzeitdifferenzmessung zwischen zwei Punkten.

Im Messstab wird ein kurzer Stromimpuls mit Lichtgeschwindigkeit (299.792.458 m/s) erzeugt. Der Stromimpuls erzeugt ein magnetisches Kreisfeld um den Wellenleiter. Der bewegliche Permanentmagnet befindet sich zur Positionsbestimmung direkt über dem Messstab. Die erzeugte Impulsmagnetwelle trifft auf die magnetisch senkrechten Feldlinien des Permanentmagneten. Die Magnetfelder überlagern sich und es entsteht in diesem Bereich des Wellenleiters eine torsionsmechanisch-elastische Dichtewelle (Wiedemann-Effekt). Die mechanische Dichtewelle bewegt sich mit Schallgeschwindigkeit (2.850 m/s) auf den induktiven Signalwandler zu, der sie in elektrische Signale umwandelt (Faraday-Effekt). Zwischen dem erzeugten Stromimpuls und dem Eintreffen der Dichtewelle in der Elektronik wird die benötigte Zeit und daraus die Entfernung zum Permanentmagneten ermittelt. Die Abstandsinformation wird in der Regel als Analogsignal ausgegeben.

Unsere magnetostriktiven Wegaufnehmer nutzen eine innovative Form der Dichtewelle - die Scherwelle. Die konstruktiven Anpassungen des Signalaufnehmers in Verbindung mit dieser Scherwelle führen zu einer deutlich verbesserten Signalqualität, die eine wesentlich höhere Genauigkeit als bei herkömmlichen Systemen ermöglicht. Zusätzlich wirkt sich die optimierte Sensorik positiv auf das Vibrations-, Schock- und EMV-Verhalten aus. Die Wegaufnehmer sind dadurch deutlich robuster und erfüllen eine Vielzahl von Normen.