Contactloze sensoren: Werking en voordelen voor machinebouwers
Afhankelijk van het beoogde doel werken sensoren op basis van verschillende principes zoals geleidbaarheid, druk, versnelling of chemische samenstelling. Deze blog richt zich op contactloze sensoren en onderzoekt wat deze groep speciaal maakt, hoe ze werken en welke specifieke voordelen ze bieden.
Traditioneel maken sensoren fysiek contact om de gewenste grootheid te meten, waarbij er mechanische interactie is tussen de sensor en het doelwit. Voorbeelden van dit type sensor zijn temperatuursensoren (thermokoppels), rekstrookjes, druksensoren en tastsensoren.
Deze zogenaamde contactsensoren zijn betrouwbaar en nauwkeurig, maar hebben het nadeel dat ze na verloop van tijd slijten door het contact. Dit kan leiden tot een afname in nauwkeurigheid en betrouwbaarheid. Daarnaast zijn deze contactsensoren ongeschikt voor het meten van bewegende objecten of stoffen waarbij contact ongewenst is, zoals gevaarlijke, giftige of agressieve stoffen, of wanneer het doel zich simpelweg niet binnen het bereik van de sensor bevindt.
Contactloze sensoren
Voor specifieke toepassingen bieden contactloze sensoren een oplossing. Ze elimineren slijtage door het ontbreken van fysiek contact en maken gebruik van principes zoals warmte- en lichtstraling, zwaartekracht, versnelling, geluid, magnetisme en elektrische velden.
Inductieve sensoren
Inductieve sensoren genereren een hoogfrequent elektrisch veld. Wanneer metaal in dit veld komt, worden wervelstromen gevormd die het veld dempen. Hoe dichter het metaal bij de sensor is, hoe groter de demping. Dit type sensor wordt voornamelijk gebruikt voor het detecteren van metalen op korte afstanden.
Capacitieve sensoren
Een capacitieve sensor werkt op dezelfde manier als een inductieve sensor, maar maakt gebruik van een hoogfrequente oscillator die een elektrisch veld opwekt via een condensator. Dit veld verandert wanneer er een stof in de buurt komt, waardoor deze sensoren geschikt zijn om zowel geleidende als niet-geleidende materialen te detecteren. Toepassingen zijn onder andere aanraakschermen.
Magnetische sensor
Magnetische sensoren werken op basis van het magnetische veld tussen de sensor zelf en een permanente magneet. Het veld verandert wanneer een voorwerp tussen de sensor en de magneet beweegt. Deze sensoren worden gebruikt voor magnetische deurschakelaars en kompassen. Daarnaast zijn er magnetische contactloze sensoren die de oriëntatie van een permanente magneet binnen een bepaalde afstand van de sensor bepalen.
Ultrasone sensoren
Ook contactloos meten sensoren die werken op hoogfrequente geluidsgolven de tijd die deze golven nodig hebben om terug te kaatsen van een object. Hierdoor kunnen deze contactloze sensoren afstanden meten en aanwezigheid detecteren.
Infraroodsensoren
Infrarood is thermische straling en infraroodsensoren worden gebruikt om de aanwezigheid of beweging van objecten te detecteren. De actieve vorm zendt infraroodstraling uit en reageert op de straling die door een object wordt weerkaatst. De passieve vorm reageert op de infrarode straling die door een voorwerp wordt uitgezonden. Infraroodsensoren kunnen beweging detecteren en worden gebruikt om afstanden in te schatten.
Lasersensoren
Om afstanden te meten of objecten te detecteren, zenden lasersensoren een gefocuste laserstraal uit. Er zijn verschillende lasersensoren beschikbaar, sommige gebaseerd op de tijd die de straal nodig heeft om terug te keren. Andere worden gebruikt om projecties te maken of om een bepaald veiligheidsniveau te bepalen: als de straal (of een heel gordijn) wordt onderbroken, betekent dit dat er iets of iemand in een gebied komt waar dat niet zou mogen. Een belangrijke beperking van lasersensoren is dat het reflecterende oppervlak en de ontvanger gevoelig zijn voor vervuiling.
Versnellingssensoren
Versnellingen als gevolg van zwaartekracht of beweging genereren een G-kracht die contactloos kan worden gemeten met versnellingssensoren. Dit type contactloze sensoren kan worden gebruikt als waterpas, versnellingsmeters of kantelsensoren die schakelen bij een specifieke G-kracht. Naast hun contactloze aard bieden deze sensoren het voordeel dat de ontwerper de vrijheid heeft om de sensor op elke gewenste locatie te monteren. Toepassingen van deze sensoren zijn te vinden in de markt voor mobiele machines.
DIS contactloze sensoren
DIS biedt twee soorten contactloze sensoren: de QG-serie inclinometers, kantelschakelaars en versnellingsmeters en de QR-serie hoeksensoren.
QG-serie sensoren
De sensoren uit de QG-serie omvatten inclinometers die hellingen meten in 1 of 2 assen, evenals kantelschakelaars en versnellingsmeters die versnellingen meten in 1, 2 of 3 assen. Een kantelschakelaar wordt geactiveerd bij een bepaalde hoek ten opzichte van de horizon en werkt in wezen als een inclinometer met een schakeluitgang.
Alle typen zijn gebaseerd op robuuste MEMS-technologie, waarbij capaciteitsverschillen binnen een micromechanische sensorchip worden omgezet in een analoge spanning. Deze spanning is evenredig met de versnelling waaraan de sensor wordt blootgesteld. Dankzij het modulaire ontwerp kunnen de sensoren eenvoudig worden aangepast aan specifieke vereisten.
QR Series Hoeksensoren
Met de hoeksensoren uit de QR serie is het mogelijk om absolute hoekrotatie van 0° tot 360° te meten zonder mechanische eindaanslagen. Bij de QR30N en QR40EMN series zijn de sensor en de magneet maximaal 10 mm van elkaar verwijderd. Bij de QR40 en QR46 series is de magneet geïntegreerd in de roterende as in de behuizing.
Beide series zijn verkrijgbaar als absolute hoeksensoren, waarbij de sensor de exacte hoekpositie behoudt, zelfs als de toepassing zonder stroom heeft gezeten. De QR30 serie is ook verkrijgbaar als incrementele sensor met een externe magneet, die een bepaald aantal pulsen genereert bij elke hoekomwenteling. Deze contactloze sensoren uit de QR serie kunnen gebruikt worden als alternatief voor potentiometers, dure optische encoders en draaischakelaars, vooral in algemene industrie- en automobieltoepassingen.
Ontdek onze handige Product selector Product selector!
© 2024 DIS Sensors. All rights reserved.
