Mehr Präzision. - Micro-Epsilon Messtechnik · PDF fileWirbelströme Sensor mit Spule Abstand Elektromagnetisches Wechselfeld Metallplatte 2 Wirbelstrom Wegsensoren Micro-Epsilon

eddyNCDT // Wirbelstromsensoren für Weg, Abstand & Position

Mehr Präzision.

Wirbelströme

Sensor mit Spule

Abstand

Elektromagnetisches Wechselfeld

Metallplatte

2

Wirbelstrom Wegsensoren

Micro-Epsilon setzt seit Jahren Maßstäbe in

der Wegmessung mit Wirbelstromtechnolo-

gie.Wirbelstrom-Sensoren von Micro-Epsilon

sind konzipiert zur berührungslosen Erfas-

sung von Weg, Abstand, Verschiebung, Posi-

tion, Schwingung, Vibration etc..

Wirbelstrom-Sensoren von Micro-Epsilon gel-

ten als besonders robust und extrem präzise.

Vorteile

� Verschleißfreie und berührunglose Messung

� Höchste Präzision und Auflösung

� Hohe Temperaturstabilität

� Ferromagnetische und

nicht-ferromagnetische Materialien

� Für anspruchsvolle industrielle

Umgebungen: Schmutz, Druck, Temperatur

� Für schnelle Messungen bis 100 kHz

Messprinzip eddyNCDT

Messprinzip

Das Wirbelstromprinzip nimmt unter den in-

duktiven Messverfahren eine Sonderstellung

ein. Der Effekt zur Messung via Wirbelstrom

beruht auf dem Entzug von Energie aus ei-

nem Schwingkreis. Diese Energie ist zur In-

duktion von Wirbelströmen in elektrisch leitfä-

hige Materialien nötig. Hierbei wird eine Spule

mit Wechselstrom gespeist, worauf sich ein

Magnetfeld um die Spule ausbildet. Befindet

sich nun ein elektrisch leitender Gegenstand

in diesem Magnetfeld, entstehen darin – ge-

mäß dem Faradayschen Induktionsgesetz –

Wirbelströme, die ein Feld bilden. Dieses Feld

wirkt dem Feld der Spule entgegen, was eine

Änderung der Spulenimpedanz nach sich

zieht. Die Impedanz lässt sich als Änderung

der Amplitude und der Phasenlage der Sen-

sorspule als messbare Größe am Controller

abgreifen.

Wirbelstromsensor mit integriertem Controller Seite 4 - 5 eddyNCDT 3001

� Messbereich 2 / 4 mm � Auflösung 4 µm � Bandbreite 5 kHz

Kompaktes Wirbelstrom-Messsystem Seite 6 - 9 eddyNCDT 3005

� Messbereich 1 - 6 mm � Auflösung ≥ 0,5 µm � Bandbreite 5 kHz

Messsystem für Spindelwachstum Seite 30 - 31 eddyNCDT SGS4701

� Messbereiche 500 µm � Auflösung ≥ 0,5 µm � Bandbreite 2 kHz

Anwendungsbeispiele/Zubehör Seite 32 - 33

Technische Hinweise Seite 34 - 39

Robustes Wirbelstrom-Messsystem Seite 10 - 13 eddyNCDT 3010

� Messbereich 0,5 - 15 mm � Auflösung ≥ 0,025 µm � Bandbreite 25 kHz

Flexibles Wirbelstrom-Messsystem Seite 14 - 17 eddyNCDT 3100

� Messbereiche 0,5 - 15 mm � Auflösung ≥ 0,025 µm � Bandbreite 25 kHz

Hochgenaues Wirbelstrom-Messsystem Seite 18 - 25 eddyNCDT 3300

� Messbereiche 0,4 - 80 mm � Auflösung ≥ 0,02 µm � Bandbreite bis 100 kHz

Turbolader-Drehzahlmesssystem Seite 26 - 29 turboSPEED DZ140

� Messbereiche 0,5 - 1 mm � Drehzahlmessung 200 bis 400.000 U/min � Sensor-Betriebstemperatur bis 285 °C

3

-40 °C +200 °C

Robuste Sensoren

� Robuste und beständige Ausführungen IP67

� Druckfeste Ausführungen bis zu 2000 bar

� Unempfindlich gegenüber Öl, Staub & Schmutz

Umfangreiche Modellpalette

� Über 400 Sensormodelle

� Miniatursensoren mit Baugrößen unter 2 mm

� Kundenspezifische Anpassungen und OEM

Ideal für Temperaturschwankungen

� Aktive Temperaturkompensation von

Sensor, Kabel und Controller

� Temperaturbereich -40 bis 200°C und höher

eddyNCDT: Robuste Sensoren mit maximaler Präzision

Wirbelstrom-Sensoren von Micro-Epsilon werden häufig in Anwendungen eingesetzt, in denen

höchste Präzision bei schwieriger Umwelt gefordert wird. Besonders ausgeprägt ist die Re-

sistenz gegenüber Druck und extremen Temperaturen. Die vielzähligen Modelle erlauben die

Auswahl des jeweils optimal geeigneten Sensors für die jeweilige Anwendung.

Spezifische Sensoren für OEM Anwendungen

Immer wieder treten Anwendungsfälle auf, bei denen die Standardausführungen der Sensoren

und Controller an ihre Grenzen stoßen. Für diese besonderen Aufgabenstellungen modifizieren wir

die Messsysteme nach Ihren Vorgaben. Oft angefragte Änderungen sind z.B. geänderte Baufor-

men, Messobjektabstimmungen, Befestigungsoptionen, individuelle Kabellängen, abgeänderte

Messbereiche oder Sensoren mit bereits integriertem Controller.

4

- Kompakte M12 Bauform mit integriertem Controller

- Bandbreite 5 kHz (-3dB)

- Ausführungen für ferro- & nicht-ferromagnetische Targets

- Temperaturkompensation bis 70°C

- Einfache Bedienung (Plug & Play)

- Robuste Bauform IP67

Kompakter Wirbelstromsensor mit integrierter Elektronik eddyNCDT 3001

Robuster Miniatur-Wirbelstromsensor

Beim eddyNCDT 3001 handelt es sich um

einen neuartigen leistungsfähigen Wirbel-

stromsensor mit einem Formfaktor, der bisher

induktiven Sensoren und Näherungsschaltern

vorbehalten war. Der kompakte Sensor verfügt

über eine integrierte Elektronik inklusive Tem-

peraturkompensation und zeichnet sich durch

ein hervorragendes Preis-/Leistungsverhältnis

sowie einfache Bedienung aus. Damit ist der

Sensor ideal geeignet für die OEM Integra-

tion und Anwendungen im Maschinenbau.

Der temperaturkompensierte Aufbau bietet

eine hohe Stabilität auch bei schwankenden

Umgebungstemperaturen. Der Sensor ist

werkseitig auf ferromagnetische bzw. nicht-

ferromagnetische Materialien abgestimmt,

wodurch eine Linearisierung vor Ort entfällt.

Die robuste Bauform im Zusammenspiel mit

dem Wirbelstrom-Messprinzip erlaubt Mes-

sungen im rauen industriellen Umfeld (Öl,

Druck, Schmutz). Darüber hinaus ist das ed-

dyNCDT 3001 für Anwendungen im Offshore-

Bereich (Salzwasser) geeignet.

±0.2

min

48

A: 22

4 x

Sens

or ø

Installationshinweise

Bei Wirbelstromsensoren haben die relative

Größe des Messobjekts zum Sensor sowie

die Position der Montagemutter Auswirkun-

gen auf die Linearitätsabweichung.

Bitte beachten Sie:

� Die Messobjektgeometrie muss das 4fache

des Sensordurchmessers betragen.

� Die Montagemutter darf das angegebene

Maß A nicht überschreiten.

5

Alle Maße in mm, nicht maßstabsgetreu

82,5

ø10,5

11,5

M12x1

12

ø4,3

4

28,6

SW19

ø10,5

11,5

M12x1

71,5

8

17,6

SW19

4

DT3001-CxDT3001-SA

Steckerbelegung 5 pol. M12-Stecker Anschlussbelegung

Pin Beschreibung

1 Versorgung +24 V

2 Wegsignal

3 Masse

4 intern belegt

5 intern belegt

Farbe Beschreibung

Braun Versorgung +24 V

Grün Wegsignal

Weiß Masse

Gelb intern belegt

Grau intern belegt

Modell DT3001-U2A-SA DT3001-U2M-SA DT3001-U4A-SA DT3001-U4M-SA DT3001-U4A-Cx DT3001-U4M-Cx

Messobjekt 1) Aluminium Stahl Aluminium Stahl Aluminium Stahl

Messbereich 2 mm 4 mm

Grundabstand 0,4 mm

Linearität 28 µm

Auflösung 2) 4 µm

Bandbreite 5 kHz (-3 dB)

Temperaturstabilität 0,03 % d.M. / °C

Temperatur-Kompensationsbereich 0°C …+70°C

Umgebungstemperatur 0°C …+70°C

Einbau ungeschirmt

Empfohlene Messobjektgeometrie (eben) 48 mm

Anschluss Steckverbinder 5-polig M12integriertes Kabel, 5-polig,

Länge 3/6/9 m

Ausgang 0,5 ... 9,5 V 0,5 ... 4,5 V

Versorgung 12 V … 32 V

Schutzart IP67 (gesteckt) IP67

Gewicht 25 g60 g (3 m) 100 g (6 m) 140 g (9 m)

d.M. = des MessbereichsMBM = Messbereichsmitte1) Stahl: ST37 DIN 1.0037 / Aluminium: AlCuMgPb3.16452) RMS Rauschen bezogen auf Messbereichsmitte bei einer Bandbreite von 5 kHz

6

- Kompakte und robuste Bauform


- Sehr gute Messgenauigkeit

- Hohe Bandbreite

- Ausführungen für ferro- und nicht ferromagnetische Targets


- Ideal zur Integration in Maschinen und Anlagen

Kompaktes Wirbelstrom-Messsystem eddyNCDT 3005

Wirbelstrom Wegmessung

Wirbelstrom-Sensoren von Micro-Epsilon sind konzipiert zur Erfassung

von Weg, Abstand, Verschiebung, Position, Schwingung, Vibration etc.

Die berührungslosen Wirbelstrom-Sensoren von Micro-Epsilon gelten

als extrem präzise und werden auch für Messungen mit Mikrometer-

Genauigkeit eingesetzt.

Robustes Wirbelstrom-Messsystem

Beim eddyNCDT 3005 handelt es sich um ein neuartiges leistungsfä-

higes Wirbelstrom-Messsystem zur schnellen und präzisen Wegmes-

sung. Das System setzt sich aus einem kompakten Controller, dem

Sensor und einem integrierten Kabel zusammen und ist werkseitig auf

ferromagnetische bzw. nicht ferromagnetische Materialien abgestimmt.

Sensor und Controller sind temperaturkompensiert, wodurch die hohe

Messgenauigkeit auch bei Temperaturschwankungen erreicht wird. Die

Sensoren sind für Umgebungstemperaturen bis maximal +125°C aus-

gelegt und können optional für Temperaturen von -30 °C bis zu 180°C

ausgeführt werden. Das Messsystem ist für einen Umgebungsdruck

von bis zu 10 bar ausgelegt und somit ideal für die Integration in Ma-

schinen geeignet.

Ideal zur Integration in Maschinen und Anlagen

Das eddyNCDT 3005 zeichnet sich aus durch einfache Bedienung,

hohe Messgenauigkeit und ein hervorragendes Preis-Leistungs-Ver-

hältnis aus. Damit ist der Sensor ideal geeignet für die OEM-Integration

und für den Serieneinsatz im Maschinenbau. Speziell in Bereichen, wo

Druck, Schmutz, Öl und hohe Temperaturen auftreten, ist das eddyN-

CDT 3005 bestens geeignet. Für Anwendungen mit größeren Stückzah-

len sind kundenspezifische Spezifikationen möglich.Kompakte Bauform

7

- Kompakte und robuste Bauform


- Sehr gute Messgenauigkeit

- Hohe Bandbreite

- Ausführungen für ferro- und nicht ferromagnetische Targets


- Ideal zur Integration in Maschinen und Anlagen

ModellDT3005-U1-A-C1

DT3005-U1-M-C1

DT3005-S2-A-C1

DT3005-S2-M-C1

DT3005-U3-A-C1

DT3005-U3-M-C1

DT3005-U6-A-C1

DT3005-U6-M-C1

Messobjekt 1) Aluminium Stahl Aluminium Stahl Aluminium Stahl Aluminium Stahl

Messbereich 1 mm 2 mm 3 mm 6 mm

Grundabstand 0,1 mm 0,2 mm 0,3 mm 0,6 mm

Linearität ≤0,25 % d.M. 2,5 µm 5 µm 7,5 µm 15 µm

Auflösung 2) ≤0,05 % d.M. 0,5 µm 1 µm 1,5 µm 3 µm

Reproduzierbarkeit ≤0.05 % d.M.

Empfindlichkeitsabweichung ≤1 %

Bandbreite 5 kHz (-3 dB)

Temperaturstabilität (MBM) 0,025% d.M. / °C

Temperatur- Kompensationsbereich

Sensor 10°C …+125°C (optional -30°C ... 180°C)

Controller 10°C …+60°C

UmgebungstemperaturSensor -30°C …+125°C (optional -30°C ... 180°C)

Controller -20°C …+70°C

Einbau ungeschirmt geschirmt ungeschirmt ungeschirmt

Empfohlene Messobjektgeometrie (eben) ø24 mm ø24 mm ø48 mm ø72 mm

Sensorkabellänge 1 m

Anschluss 5-poliger Stecker M12

Ausgang 0,5 ... 9,5 V

Versorgung 12 V … 32 V

Schutzart IP67

Druckbeständigkeit 10 bar (Sensor, Kabel und Controller)

Gewicht 70 g 75 g 77 g 95 g

d.M. = des MessbereichsMBM = Messbereichsmitte1) Stahl: ST37 DIN 1.0037 / Aluminium: AlCuMgPb3.16452) RMS Rauschen bezogen auf Messbereichsmitte bei einer Bandbreite von 5 kHz

DT3005-U1 DT3005-S2 DT3005-U3 DT3005-U6

Anschlussbelegung

Pin Beschreibung Farbe

1 Versorgung +24 V Braun

2 Wegsignal Weiß

3 Masse Blau

4 intern belegt Schwarz

5 intern belegt Grau

Messrichtung

M12

x1

12

11,4

104,8

430

8

ø4,5M6x0,5

ø4,7

3,2 SW10

SW27SW19

6

34

SW10

8

ø4,7

5

ø9,9M12x1

9,5

4

ø14,85M18x1

SW16

40,6

25

ø3,6

ø4,7

9,5 8

66,

125

4

ø3,6

ø3,6

ø4,7

SW10

2515

,58

M12x1

45

9,5

SW19

ø3,6

Controller

8 Einbaubedingungen eddyNCDT 3005

Installationshinweise

Bei Wirbelstromsensoren haben die relative Größe des Messobjekts zum Sensor sowie die

Position der Montagemutter Auswirkungen auf die Linearitätsabweichung.

Bitte beachten Sie:

� Die Messobjektgeometrie muss je nach Sensormodell das 2fache bzw. 4fache des

Sensordurchmessers betragen.

� Die Montagemutter darf das angegebene Maß A nicht überschreiten.

DT3005-U3-x-C1 DT3005-U6-x-C1

DT3005-S2-x-C1M

in. ø

24

mm

A: 4 mm

Min

. ø 4

8 m

m

A: 10 mm

Min

. ø 7

2 m

m

A: 13 mm

DT3005-U1-x-C1

Min

. ø 2

4 m

m

A: 8 mm

9

Mehrkanalbetrieb ohne gegenseitige Beeinflussung

Werden zwei oder mehr Systeme nebeneinander betrieben, entfällt eine Synchronisation über

ein Synchronisationskabel. Beim Betrieb mehrerer Messsysteme werden die Systeme mit einer

neuartigen Frequenztrennung (LF/HF) geliefert. Dadurch ist der Betrieb nebeneinander ohne

gegenseitige Beeinflussung möglich.

Bitte beachten Sie:

� Die LF/HF-Sensoranordnung erlaubt die Montage zweier Sensoren nebeneinander.

� Der Abstand zwischen zwei Sensorpaaren muss mindestens das 6fache des

Sensordurchmessers betragen.

� Nicht möglich ist die Anordnung von 2 LF-Sensoren bzw. 2 HF-Sensoren nebeneinander.

min

. 6 x

Sen

sor-

Ø

DT3005-S2-x-C1/LF

DT3005-S2-x-C1/HF

DT3005-S2-x-C1/LF

DT3005-S2-x-C1/HF

DT3005-S2-x-C1/HF

DT3005-S2-x-C1/HF

Korrekte LF/HF Anordnung

Anordnung nicht möglich

min

. 6 x

Sen

sor-

Ø

DT3005-S2-x-C1/LF

DT3005-S2-x-C1/LF

10

Systemaufbau

eddyNCDT 3010 ist ein kompaktes Einka-

nalsystem bestehend aus dem Wirbelstrom-

Sensor mit Anschlusskabel und dem Controller.

Die Sensoren sind werkseitig für Aluminium

(nicht-ferromagnetisch) bzw. Stahl St37 (ferro-

magnetisch) kalibriert. Durch eine 3-Punkt-Line-

arisierung kann der Anwender »vor Ort« einen

Abgleich auf andere Werkstoffe vollziehen.

Temperaturkompensation

Sensoren der Serie 3010 sind über einen sehr

weiten Temperaturbereich einsetzbar. Für zu-

verlässige Messungen bei wechselnden Tem-

peraturen sind stabile Messdaten besonders

wichtig. eddyNCDT 3010-Systeme arbeiten mit

einem patentierten Temperaturkompensations-

Verfahren und liefern damit unübertroffene Sta-

bilität.

Das eddyNCDT 3010 ist für den Einsatz in

Produktionsanlagen, zur Maschinenüberwa-

chung und zum Messen und Prüfen in der In-

Prozess-Qualitätssicherung konzipiert.

Synchronisation

Werden mehrere Sensoren der Serie 3010

sehr nahe zueinander betrieben, so ist eine

gegenseitige Beeinflussung auf Grund gering-

fügig unterschiedlicher Oszillatorfrequenzen

möglich. Dies kann durch Synchronisation ver-

mieden werden. Zwei zusätzliche SMC-Steck-

verbindungen am Gehäuse, für Oszillatorsi-

gnalausgang („Synchr.out“) und für Eingang

(„Synchr.in“) sind Standard. Die Elektronik-

bausteine arbeiten solange unabhängig, bis

eine Verbindung untereinander hergestellt

wird. Durch Verbinden mit dem Synchroni-

sationskabel SC30 schalten die Elektroniken

automatisch auf Synchronisationsbetrieb. Auf

diese Weise können beliebig viele Systeme

miteinander synchronisiert werden.

Kompaktes Wirbelstrom-Sensor-System eddyNCDT 3010

- Hohe Messgenauigkeit und Temperaturstabilität

- Aktive Temperaturkompensation


- Für Integration in schwieriger industrieller Umgebung

- Synchronisierbar für Mehrkanal-Anwendungen

ControllerDT3010

ControllerDT3010

ControllerDT3010

syncein aus syncein aus

SC30 – Synchronisationskabel (Zubehör)

syncein aus

11

Controller DT3010-A DT3010-M

Werkstoff Nicht-Ferrromagnetisches Messobjekt Ferromagnetisches Messobjekt

Linearität ≤±0,25 % d.M.

Auflösung 1) 0,005 % d.M.

Reproduzierbarkeit 0,01 % d.M.

Bandbreite 25 kHz (-3dB)

Temperatur-Kompensationsbereich Standard: 10 bis 65 °C Optional 0 bis 90 °C

Temperaturbereich ControllerBetrieb: 10 bis 50 °C

Lagerung: -25 bis 75 °C

Temperaturstabilität Controller (MBM) ≤0,05 % d.M. / °C

Ausgänge 0 ... 10 V / 10 mA und 4 ... 20 mA

Versorgung 24 VDC (9 ... 30 V) / 205 mA

Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) gem. EN 50081-2 / EN 50082-2

Synchronisation über Kabel SC 30 (Zubehör)

Schutzart Controller IP 54

d.M. = des Messbereichs MBM = Messbereichsmitte 1) Statische Auflösung bezogen auf Messbereichsmitte

Befestigungsbohrungenfür M4 Schrauben

138

3864

SIGNAL/VERSORGUNG

150

45

sensor

sync outsync in

Gehäuse DT3010

12

Sensor Typ U05(09) U1 S1 S2

Bauform ungeschirmt ungeschirmt geschirmt geschirmt

Messbereich 0,5 mm 1 mm 1 mm 2 mm


Linearität ≤±1,25 µm ≤±2,5 µm ≤±2,5 µm ≤±5 µm

Auflösung 0,025 µm 0,05 µm 0,05 µm 0,1 µm

Reproduzierbarkeit 0,05 µm 0,1 µm 0,1 µm 0,2 µm

Temperaturstabilität (MBM) ≤±0,125 µm/°C ≤±0,25 µm/°C ≤±0,25 µm/°C ≤±0,5 µm/°C

Kabel integriert/ Länge 0,25 m 3 m 3 m -

Temperatur Sensorkabel 180°C 180°C 180°C -

Material Sensorgehäuse Edelstahl und Keramik Edelstahl und Kunststoff Edelstahl und Kunststoff Edelstahl und Kunststoff

MBM = Messbereichsmitte

Sensoren eddyNCDT 3010

SW 5,5

M3x0,35

ø2

413

80,

25m

±0,

03m

ø2

ø2,5

SW 8

M5x0,8

ø8,9

420

103m

±0,

45m

inte

grie

rtes

Kabe

l

ø4

1620

ø4

ø3

ø4,6

SW 13

M8x1

ø8,9

1812

3m±

0,45

m

ø4

1620

ø8

ø4,6

ø3

M12x1

SW 19

SW 10

20

ø12Messrichtung

Steckerseite

15

Sensor-Anschlusskabel C3/90; C6/90 für die Sensoren U05, S2, U3, U6, U15

C3/90: 3 m ±15%C6/90: 6 m ±15%

Sens

or

C3: 3 m ±15%C6: 6 m ±15%

Sens

or

Ø4,6Ø8

,9

Cont

rolle

r

1620

Sensor-Anschlusskabel C3; C6 für die Sensoren U05, S2, U3, U6, U15

Ø3

Ø4,6Ø8

,9

Cont

rolle

r

1620

Ø3

Sensor-Anschlusskabel Cx/1

C3/1: 3 m ±15%C6/1: 6 m ±15%

Sens

or

Ø4,6Ø8

,9

Cont

rolle

r

1620

Ø3

offene Endenfür Verbindungslötplatine

13

Sensor Typ U3 U6 U15

Bauform ungeschirmt ungeschirmt ungeschirmt

Messbereich 3 mm 6 mm 15 mm

Grundabstand 0,3 mm 0,6 mm 1,5 mm

Linearität ≤±7,5 µm ≤±15 µm ≤±37,5 µm

Auflösung 0,15 µm 0,3 µm 0,75 µm

Reproduzierbarkeit 0,3 µm 0,6 µm 1,5 µm

Temperaturstabilität (MBM) ≤±0,75 µm/°C ≤±1,5 µm/°C ≤±3,75 µm/°C

Kabel integriert/ Länge - - -

Temperatur Sensorkabel - - -

Material Sensorgehäuse Edelstahl und Kunststoff Edelstahl und Kunststoff Epoxi


SW 19SW 10

ø9

M12x1 6

20

SW 27

SW 16

ø14

M18x1

6

25

ø4,23 Befestigungs-bohrungen aufLochkreis 20

12

ø37Messrichtung

Steckerseite

15

Sensor-Anschlusskabel C3/90; C6/90 für die Sensoren U05, S2, U3, U6, U15

C3/90: 3 m ±15%C6/90: 6 m ±15%

Sens

or

C3: 3 m ±15%C6: 6 m ±15%

Sens

or

Ø4,6Ø8

,9

Cont

rolle

r

1620

Sensor-Anschlusskabel C3; C6 für die Sensoren U05, S2, U3, U6, U15

Ø3

Ø4,6Ø8

,9

Cont

rolle

r

1620

Ø3

Sensor-Anschlusskabel Cx/1

C3/1: 3 m ±15%C6/1: 6 m ±15%

Sens

or

Ø4,6Ø8

,9

Cont

rolle

r

1620

Ø3

offene Endenfür Verbindungslötplatine

Kabel Cx / Cx1 / Cx/90 Kabelaufbau koaxial mit Beidraht Mantelmaterial FEP/Flour-Thermoplast Temperaturbeständigkeit -50°C bis +200°C Außendurchmesser 2,95 mm ±0,05 mm Biegeradien Einmal-Biegung bei Verlegung: 2 x Kabeldurchmesser

Mindest-Biegeradius bei Bewegung: 5 x Kabeldurchmesser Optimaler Biegeradius bei ständiger Bewegung: 10 x KabeldurchmesserRobotertauglich nein

Stecker Sensorseite/ControllerseiteTyp Buchse, Koaxial, SMC Verriegelungsart schraub Schutzart keine Angabe Temperaturbeständigkeit -65 bis +165°C Material Gehäuse Messing vergoldet Mechanische Lebensdauer > 500 Steckzyklen

14

Systemaufbau

Das eddyNCDT 3100 besteht aus einem Con-

troller und einem Wegsensor. Die Sensoren

sind mit einem 3 m bzw. 9 m langen integrier-

ten, hochflexiblen Kabel verbunden. Die An-

bindung an den Controller erfolgt komfortabel

über einen Push-Pull-Steckverbinder.

Das Gehäuse des Controllers ist aus mas-

sivem Aluminium gefertigt und in IP65 aus-

geführt. Die Montage ist alternativ über

Nutensteine, Befestigungsbohrungen oder

Hut schiene möglich. Zusammen mit den

robusten Sensoren ist das eddyNCDT 3100

bestens für industrielle Messaufgaben geeig-

net.

Wirbelstrom-Sensorsystem mit höchstem Bedienkomfort eddyNCDT 3100

Synchronisation zur Messung mit

mehreren Kanälen

Werden mehrere Wirbelstrom-Sensoren sehr

nahe zueinander betrieben, so ist eine ge-

genseitige Beeinflussung auf Grund gering-

fügig unterschiedlicher Oszillatorfrequenzen

(Schwebung) möglich. Dies kann durch

Synchronisation vermieden werden. Beim

Controllertyp eddyNCDT 3100-SM sind zwei

zusätzliche Steckverbindungen für den Os-

zillatorausgang („SYNC OUT“) und für den

Eingang („SYNC IN“) vorhanden. Die Elekt-

ronikbausteine arbeiten solange unabhängig,

bis eine Verbindung untereinander hergestellt

wird. Durch Verbinden mit dem Synchronisa-

tionskabel SC3100-0,3 schalten die Controller

automatisch auf Synchronisationsbetrieb. Auf

diese Weise können bis zu zehn Systeme mit-

einander synchronisiert werden.

Vielseitig im Einsatz

Das eddyNCDT 3100 repräsentiert die neue

Generation der Wirbelstrom-Wegmesssyste-

me. Das Messsystem arbeitet mit einem pa-

tentierten Temperaturkompensations-Verfah-

ren und liefert unübertroffene Stabilität auch

bei schwankenden Temperaturen. Besonders

für Anwendungen im rauhen Industrieumfeld

(Druck, Verschmutzung, Temperatur) ist dies

ein wesentlicher Vorteil.

Alle notwendigen Kenndaten sind im Sensor-

kabel abgelegt, so dass die Sensoren ohne

erneute Werkskalibrierung getauscht werden

können. Auch eine Umschaltung von ferroma-

gnetischen Messobjekten auf nicht-ferromag-

netische Messobjekte ist einfach möglich.

- Einfacher Sensortausch

- Konfiguration über Webbrowser

- Hohe Temperaturstabilität, Auflösung und Linearität


- Mehrkanal-Messungen durch Synchronisation von bis zu 10 Systemen

ControllerDT3100

ControllerDT3100

syncein aus syncein aus

SC3100-03 - Synchronisationskabel (Zubehör)

ControllerDT3100

syncein aus

Die Konfiguration des Messsystems erfolgt

über ein Webinterface, das intuitiv zu bedie-

nen ist. Dadurch entfällt die zeitaufwendige

Installation von zusätzlicher Software.

15

Gehäuse DT3100 / DT3100-SM

SENSOR

SYNC IN SYNC OUT

ETHERNETSUPPLY / OUTPUT

47,5 128

118

82 52

Controller DT3100

Linearität <± 0,25 % d.M.

Auflösung 1) 0,005 % d.M.

BandbreiteSpannungsausgang: 25 kHz (-3dB)

Digital (Ethernet): 14,4 kHz; 7,2 kHz; 3,6 kHz (jeweils 16 bit)

Temperatur-Kompensationsbereich Standard: 10 bis 65 °C

Temperaturbereich Controller Betrieb: 10 bis 50 °C

Temperaturstabilität Controller (MBM) 0,05 % d.M. / °C

Ausgänge 0 ... 10 V / - 5 ... + 5 V / 4 ... 20 mA / Ethernet

Versorgung 24 VDC (11 ... 30 V) / ca. 5 W

Synchronisation nur DT3100-SM über Kabel SC 3100-0,3 (Zubehör)

Schutzart Controller IP 65 (bei angeschlossenen Steckverbindungen/Abdeckungen)

d.M. = des MessbereichsMBM = Messbereichsmitte1) Statische Auflösung bezogen auf Messbereichsmitte; Effektivwert (rms)

16

Sensor Typ EPU05 EPS08 EPU1 EPS2

Bauform ungeschirmt geschirmt ungeschirmt geschirmt

Messbereich 0,5 mm 0,8 mm 1 mm 2 mm


Linearität ≤±1,25 µm ≤±2 µm ≤±2,5 µm ≤±5 µm


Temperaturstabilität (MBM) ≤±0,25 µm/°C ≤±0,4 µm/°C ≤±0,5 µm/°C ≤±1 µm/°C

Temperatur max. 100 °C 100 °C 100 °C 100 °C

Schutzart (front- und rückseitig) IP67 IP67 IP67 IP67

Kabel integriert/ Länge 3 m 3 m 3 m/9 m 3m/9 m

Temperatur Sensorkabel 100 °C 100 °C 100 °C 100 °C

Material Sensorgehäuse Edelstahl und Keramik Edelstahl und Kunststoff Edelstahl und Kunststoff Edelstahl und Kunststoff


26,7

2215

4

M3x0,35

ø2,35Messrichtung M5x0,5

21 SW4

913

30

414

M6x0,5ø 4,3

SW 4,5

2515

,5

SW 19

M12x1

SW 105


3425,5

ø5

Triaxial-Stecker

Sens

or

ø11,

9

ca. 54

ca. 78

Sens

or

Cont

rolle

r

20

16

60

EPC3: 3m ±15%EPC6: 6m ±15%

40

EPC3/90: 3m ±15%EPC6/90: 6m ±15%

Sensor-Kabel EPCx

Ø 3

ø11,

9

ca. 54

ca. 78

Cont

rolle

r

16

60

EPC3/triax: 3m ±15%EPC6/triax: 6m ±15%

40

Ø 3

ø 12,5

ca. 62

Sens

or

20

16

60 40

Sensor-Kabel EPCx/90

Sensor-Kabel EPCx/triax

Ø 3

Controller

17

Sensor Typ EPU3 EPU6 EPU15

Bauform ungeschirmt ungeschirmt ungeschirmt





Temperaturstabilität (MBM) ≤±1,5 µm/°C ≤±3 µm/°C ≤±7,5 µm/°C

Temperatur max. 100 °C 100 °C 100 °C

Schutzart (front- und rückseitig) IP67 IP67 IP67

Kabel integriert/ Länge 3 m/ 9m 3 m/9 m 3 m/9 m

Temperatur Sensorkabel 100 °C 100 °C 100 °C

Material Sensorgehäuse Edelstahl und Kunststoff Edelstahl und Kunststoff Epoxi

d.M. = des MessbereichsMBM = Messbereichsmitte

34

24,5 SW 19

ø 9,925

M12x1SW 105

6

Messrichtung

40,6

25 31,1

25

ø14,25

M18x1

SW 16

SW 27

6

ø 38

26

122

3425,5

ø5

Triaxial-Stecker

Sens

or

ø11,

9

ca. 54

ca. 78

Sens

or

Cont

rolle

r

20

16

60

EPC3: 3m ±15%EPC6: 6m ±15%

40

EPC3/90: 3m ±15%EPC6/90: 6m ±15%

Sensor-Kabel EPCx

Ø 3

ø11,

9

ca. 54

ca. 78

Cont

rolle

r

16

60

EPC3/triax: 3m ±15%EPC6/triax: 6m ±15%

40

Ø 3

ø 12,5

ca. 62

Sens

or

20

16

60 40

Sensor-Kabel EPCx/90

Sensor-Kabel EPCx/triax

Ø 3

Controller

Kabel Kabelaufbau koaxial Mantelmaterial TPE-U/Thermoplastische Elastomere Temperaturbeständigkeit -40°C bis +90°C Außendurchmesser 2,90 mm ±0,2 mm Längentoleranz ±15% Biegeradien Einmal-Biegung bei Verlegung: 7,5 x Kabeldurchmesser Mindest-Biegeradius bei Bewegung: 15 x KabeldurchmesserRobotertauglich nein

Stecker Controllerseite Sensorseite Modell EPCx / EPCx/90 EPCx/triaxTyp Stecker, 6-pol. Buchse, Koaxial, SMC Stecker, triaxVerriegelungsart Push-Pull Schraub Push-PullSchutzart IP68 (gesteckter Zustand) keine Angabe IP67 (gesteckter Zustand)Temperaturbeständigkeit -40 bis +120°C -65 bis +165°C -30 bis +150°CMaterial Gehäuse Kupfer, vernickelt Messing vergoldet Messing vernickelt, mattMechanische Lebensdauer > 5000 Steckzyklen > 500 Steckzyklen > 5000 Steckzyklen

- Mikrometergenaue Messung

- Ideal für schnelle Messungen: Bandbreite bis 100 kHz (-3dB)

- Zahlreiche Sensormodelle, auch in kundenspezifischer Ausführung

- Robuste und industrietaugliche Sensorbauformen

- Mehrkanalmessung durch Synchronisation

18

Das Wirbelstrom-Messsystem eddyNCDT 3300 zählt dabei zu den leistungsfähigsten Systemen

weltweit und eröffnet durch das technologisch ausgereifte Konzept zahlreiche Vorteile in den

unterschiedlichsten Anwendungsfeldern in der Fertigungsautomatisierung, Maschinenüberwa-

chung und Qualitätskontrolle.

Vielseitiger Controller

Die Controller der Serie eddyNCDT 3300 besitzen Hochleistungs-Prozessoren für zuverlässige

Signalaufbereitung und Weiterverarbeitung. Die 3-Punkt-Linearisierung ermöglicht eine nahezu

vollautomatische Linearisierung, die optimale Genauigkeiten für jedes metallische Messobjekt

und jede Einbauumgebung ermöglicht. Die Bedienung wird durch das dialoggestützte Grafik-

display unterstützt.

Hochpräzise Wirbelstrom-Wegmessung eddyNCDT 3300

Linearisierung und Kalibrierung

Systeme der Serie eddyNCDT 3300 sind vom

Anwender individuell linearisierbar und kalib-

rierbar. Damit werden selbst bei ausgefallenen

Messobjekt-Werkstoffen oder schwierigen

Einbaubedingungen stets optimale Mess-

genauigkeiten erreicht. Der Abgleich erfolgt

über 3 Abstandspunkte (,,), die durch

ein Vergleichsnormal vorgegeben werden.

Höchste Präzision durch Feld-Kalibrierung

Um höchste Präzision zu erreichen, bietet

eddyNCDT 3300 die Funktion der Feld-Kali-

brierung zur Erzielung hochgenauer Messer-

gebnisse. Dabei werden folgende Einfluss-

möglichkeiten berücksichtigt:

A: Verschiedene Messmaterialien

B: Verschiedene Messflächen

C: Form des Messobjekts

D: Seitliche Vorbedämpfung

E: Messobjektverkippung

Über die Feldkalibrierung kann außerdem der

Messbereich erweitert werden.

2

1/1

1/11/2

1/2

Sign

al

3

1

Sensor Messobjekt

Messbereich

3-Punkt Linearisierung

Messbereich Messbereich

Signal SignalAC

B

ED

Herkömmlicher Sensor ohne Feld-Kalibrierung:Massive Linearitätsschwankungen resultierenauf Grund verschiedener Einflussgrößen

eddyNCDT 3300 mit Feldkalibierung:Hohe Genauigkeit durch Berücksichtigungunterschiedlicher Einflussgrößen

A CBED

Linearität nur±0.2 % d.M.

Synchronisierbar für

Mehrkanal-Anwendungen

Für Dicken- und Differenzmessungen mit

bis zu vier Kanälen ist der Mehrkanaltower

MCT304 verfügbar. Bis zu vier Controller

lassen sich in einen MCT Tower integrieren.

Die Tower sind untereinander synchronisier-

bar, wodurch der zeitgleiche Betrieb beliebig

vieler eddyNCDT Sensoren möglich ist. Um

gegenseitige Sensoreinflüsse zu kompen-

sieren, existieren Synchronisations-Ein- und

-Ausgänge.

19

Controller DT3300 DT3301

Linearität ≤±0,2 % d.M.

Auflösung 2)

bis 25 Hz ≤0,005 % d.M. (≤0,01 % d.M. bei ES04, ES05 und EU05)

bis 2,5 kHz ≤0,01 % d.M.

bis 25 / 100 kHz ≤0,2 % d.M.

Bandbreite wählbar 25 kHz / 2,5 kHz / 25 Hz (-3 dB); 100 kHz für Messbereiche ≤1 mm

Temperatur-Kompensationsbereich 10 ... 100 °C (Option TCS: -40 ... 180 °C) 3)

Temperaturbereich Controller 5 ... 50 °C

Ausgänge wählbar 0 ... 5 V / 0 ... 10 V / ±2,5 V / ±5 V / ±10 V (oder invertiert) / 4 ... 20 mA (Bürde 350 Ohm)

Versorgung ±12 VDC / 100 mA, 5,2 VDC / 220 mA 1) 11 - 32 VDC / 700 mA

Synchronisation über Kabel PSC 30 (Zubehör) über Kabel E SC 30 (Zubehör)

Elektromagnetische Verträglichkeit gem. EN 50081-2 / EN 61000-6-2

Controller-FunktionenGrenzwertüberwachung, Auto-Zero, Spitze-Spitze, Minimum, Maximum,

Mittelwert drei Kennlinien speicherbard.M. = des MessbereichsReferenzmaterial: Aluminium (nicht-ferromagnetisch) bzw. Stahl DIN 1.0037 (ferromagnetisch)Referenztemperatur für angegebene Messdaten 20 °C; Auflösung und Temperaturstabilität gelten für Messbereichsmitte.Bei magnetisch inhomogenen Werkstoffen sind abweichende Daten möglich.1) zusätzlich 24 VDC für externe Rücksetzung und Grenzwertschalter2) Angaben für Auflösung basieren auf Spitze-Spitze-Werten des Signalrauschens3) Temperaturstabilität kann bei Option TCS abweichen

ESC

Controller Display

LED grünbetriebsbereit

GrenzwerteMin-Max-Werte

Messwert Einheit wählbar(mm / inch)

Meldungen

LED gelbGrenzwertschalter A

LED rotGrenzwertschalter B

Abmessungen Controller

Sensor

Ausgang analog (U+I)

Schaltein-/ausgänge(24 VDC Ein)

Befestigungsbohrungen ø 4,6

ca. 204 45

79011

15510191

Eingang Versorgung / Sync.

Ausgang Versorgung / Sync.

SE

NS

OR

AN

ALO

G-I/O

IN/O

UT/24V

IN

±12V

/5.2VS

YN

CH

RIN

SY

NC

HR

OU

T

Vierfach-Grenzwertschalter

� Zwei obere und untere Grenzwerte

beliebig definierbar

� Individuelle Schaltschwelle

� LED-Anzeige für Über- bzw.

Unterschreitung des Grenzwerts

Automatische Kalibrierung

� 3-Punkt Linearisierung für die optimale

Vor-Ort-Kalibrierung

Vier Kennlinien speicherbar

� Werkskalibrierung und 3 individuelle

Kennlinien speicherbar

� Einfache Microprozessor-gestützte

Ein-Zyklus-Kalbrierung

Ausgangsarten

� Spannung / Strom

� Metrisch / Inch und grafische Darstellung

� Anzeige von Auto-Zero, Spitze-Spitze-Wert,

Minimum, Maximum

� Skalierbare Anzeige zur Umrechnung in

indirekte Messgrößen

20

Sensortyp ES04 EU05 ES08

Bauform geschirmt ungeschirmt geschirmt

Messbereich 0,4 mm 0,4 mm 0,8 mm






Druckbeständigkeit Sensorfront 100 bar - 20 bar

Kabel integriert/ Länge ca. 0,25 m ca. 0,25 m ca. 0,25 m

Temperatur Sensorkabel 180 °C 180 °C 180 °C

Material Sensorgehäuse Edelstahl Edelstahl und Keramik Edelstahl und Kunststoff



1:1Kabellänge 0,25 m ±0,04 m

ø2,5

ø2

SW3,2

21 313

,75

M4x0,35

45°

1:1

Kabellänge 0,25 m ±0,04 m

M3x0,35

ø2

M3

ø2

84

13±

0,1

0,3x

45°

1:1Kabellänge 0,25 m

13

21

M5x0,5

SW4

ø2

Messrichtung

Steckerseite

60

40

55

ø13

ø4 ø4,5

36

26

SW12SW10

ø13

ø14

Cont

rolle

r

ECx/1 Verlängerungskabel für Lötanschluss, Länge wählbar bis zu x≤15 m

ECx/90 Sensorkabel mit 90° Winkelstecker (sensorseitig), Länge wählbar bis zu x≤15 m

1035

26ø 13

ø9

60

40

55

ø13

ø4 ø4,5

36

26

SW12SW10

ø13

ø14

Cont

rolle

r

60

40

55

ø13

ø4 ø4,5

36

26

SW12SW10

ø13

ø14

Cont

rolle

r

Sensor

offene Enden für Verbindungslötplatine

Sens

or

ECx Sensorkabel, Länge wählbar bis zu x≤15 m

3626

ø9

Triaxial-Stecker

Sens

or

60

40

55

ø13

ECx/2 Verlängerungskabel für Anschluss über Stecker, Länge wählbar bis zu x≤15 m

ø4,5

ø4

3634

25,53

SW12SW10

ø13

ø14

ø5

Triaxial-Stecker

Sens

or

Cont

rolle

r

60

40

55

ø13

39

26

SW12 SW10

ø14

ø4

36

26

SW12SW10

ø13

ø14

Cont

rolle

r

ECEx Sensorkabel-Verlängerung, Länge wählbar bis zu x≤15 m

Sens

or

21

Sensor Typ ES1 EU1 ES2 EU3

Bauform geschirmt ungeschirmt geschirmt ungeschirmt



Linearität ≤±2 µm ≤±2 µm ≤±4 µm ≤±6 µm


Temperaturstabilität (MBM) ≤±0,15 µm/°C ≤±0,15 µm/°C ≤±0,3 µm/°C ≤±0,45 µm/°C


Druckbeständigkeit Sensorfront - - 20 bar 20 bar

Kabel integriert/ Länge ca. 0,25 m ca. 0,25m - -

Temperatur Sensorkabel 180 °C 180 °C - -

Material Sensorgehäuse Edelstahl und Kunststoff Edelstahl und Kunststoff Edelstahl und Kunststoff Edelstahl und Kunststoff


Messrichtung

Steckerseite

1:1 Kabellänge 0,25 m ±0,04 m

M8*1

M8

SW7

ø3,8ø3

45°

18

28

8

1:1 Kabellänge 0,25 m ±0,04 m

M5ø4

M5

SW4

416

28

3

11

ø3,8

ø3

1:2

M12x1

SW10

SW19

6

25

1:1

M12x1

ø9,9

SW10

SW19

mm

66

31

Kabel Kabelaufbau koaxial mit Beidraht Mantelmaterial FEP/Flour-Thermoplast Temperaturbeständigkeit -30 °C bis +200 °C Außendurchmesser 3,9 mm ±0,1 mm Biegeradien Einmal-Biegung bei Verlegung: 2 x Kabeldurchmesser Mindest-Biegeradius bei Bewegung: 5 x Kabeldurchmesser Optimaler Biegeradius bei ständiger Bewegung: 10 x KabeldurchmesserRobotertauglich nein

Stecker Controllerseite Sensorseite Modell ECx ECx/1 ECx/2Typ Buchse 5-pol, Kabeldose Stecker, Triaxial Stecker 5-pol Stecker, TriaxialVerriegelungsart Schraub Push-Pull Schraub Push-PullSchutzart IP67 IP67 (im gesteckten Zustand) IP67 (im gesteckten Zustand) IP68Temperaturbeständigkeit -30 bis +85°C -30 bis +150°C -40 bis +85°C -65 bis +135°CMaterial Gehäuse Messing vernickelt Messing vernickelt, matt Messing vernickelt Messing vernickelt, mattMechanische Lebensdauer > 500 Steckzyklen > 5.000 Steckzyklen > 500 Steckzyklen > 5.000 Steckzyklen

22

Messrichtung

Steckerseite


Sensortyp ES4 EU6 EU8

Bauform geschirmt ungeschirmt ungeschirmt



Linearität ≤±8 µm ≤±12 µm ≤±16 µm




Druckbeständigkeit Sensorfront 20 bar 20 bar 20 bar

Kabel integriert/ Länge - - -

Temperatur Sensorkabel - - -

Material Sensorgehäuse Edelstahl und Kunststoff Edelstahl und Kunststoff Edelstahl und Kunststoff


1:1

M18x1

6

25

SW16

SW27

1:2

M18x1

ø14,9

66

31

SW16SW 2

7 m

m

1:2

M24x1,5

ø20,9

SW19

SW36 6

8,8

25

60

40

55

ø13

ø4 ø4,5

36

26

SW12SW10

ø13

ø14

Cont

rolle

r

ECx/1 Verlängerungskabel für Lötanschluss, Länge wählbar bis zu x≤15 m

ECx/90 Sensorkabel mit 90° Winkelstecker (sensorseitig), Länge wählbar bis zu x≤15 m

1035

26ø 13

ø9

60

40

55

ø13

ø4 ø4,5

36

26

SW12SW10

ø13

ø14

Cont

rolle

r60

40

55

ø13

ø4 ø4,5

36

26

SW12SW10

ø13

ø14

Cont

rolle

r

Sensor

offene Enden für Verbindungslötplatine

Sens

or

ECx Sensorkabel, Länge wählbar bis zu x≤15 m

3626

ø9

Triaxial-Stecker

Sens

or

60

40

55

ø13

ECx/2 Verlängerungskabel für Anschluss über Stecker, Länge wählbar bis zu x≤15 m

ø4,5

ø4

3634

25,53

SW12SW10

ø13

ø14

ø5

Triaxial-Stecker

Sens

or

Cont

rolle

r

60

40

55

ø13

39

26

SW12 SW10

ø14

ø4

36

26

SW12SW10

ø13

ø14

Cont

rolle

r

ECEx Sensorkabel-Verlängerung, Länge wählbar bis zu x≤15 m

Sens

or

23

Sensor Typ EU15 EU22 EU40 EU80

Bauform ungeschirmt ungeschirmt ungeschirmt ungeschirmt


Grundabstand 1,5 mm 2,2 mm 4 mm 8 mm

Linearität ≤±30 µm ≤±44 µm ≤±80 µm ≤±160 µm

Auflösung 0,75 µm 1,1 µm 2 µm 4 µm

Temperaturstabilität (MBM) ≤±2,25 µm/°C ≤±3,3 µm/°C ≤±6 µm/°C ≤±12 µm/°C


Druckbeständigkeit Sensorfront - - - -

Kabel integriert/ Länge - - - -

Temperatur Sensorkabel - - - -

Material Sensorgehäuse Epoxi Epoxi Epoxi Epoxi


Messrichtung

Steckerseite

1:3

ø14

11

3*120°

3*ø4

,2

127,5

ø37

10

ø10

1:2

38,5

19,7

5

3*ø4

,2 3*120°

12,5

ø52

ø14

ø10

11

12,2722

1:3

11

30

3*120°3*ø5

,5

12

ø10

ø18,

5ø7

0,3

ø14

1:8

11

27,3

45

3*120°3*ø6

,5

ø14

ø40

ø140

,3ø10

Kabel Kabelaufbau koaxial mit Beidraht Mantelmaterial FEP/Flour-Thermoplast Temperaturbeständigkeit -30 °C bis +200 °C Außendurchmesser 3,9 mm ± 0,1 mm Biegeradien Einmal-Biegung bei Verlegung: 2 x Kabeldurchmesser Mindest-Biegeradius bei Bewegung: 5 x Kabeldurchmesser Optimaler Biegeradius bei ständiger Bewegung: 10 x KabeldurchmesserRobotertauglich nein Stecker Controllerseite Sensorseite Modell ECEx ECx/90 Typ Buchse 5-pol, Kabeldose Stecker 5-pol Stecker, Triaxial, Winkel Verriegelungsart Schraub Schraub Push-Pull Schutzart IP67 IP67 (im gesteckten Zustand) IP67 (im gesteckten Zustand) Temperaturbeständigkeit -30 bis +85°C -30 bis +85°C -65 bis +135°C Material Gehäuse Messing vernickelt Messing vernickelt Messing vernickelt, matt Mechanische Lebensdauer > 500 Steckzyklen > 500 Steckzyklen > 5000 Steckzyklen

24 Sensoren für Sonderanwendungen eddyNCDT 3300

1:1

ES04/180(27) Geschirmter Sensor

Messbereich 0,4 mm

Temperaturstabilität ≤±0,025% d.M./°C

Anschluss: integriertes Koaxial-Kabel0,25 m (ø 0,5 mm) mitÜbergangslötplatine

Druckbeständigkeit (statisch): Front 100 bar

Max. Einsatztemperatur: 180 °C

Gehäuse-Material: Edelstahl

Anschlusskabel: ECx/1, Länge ≤6 m

Kabellänge 0,25 m

M4x0,35

ø3,7

SW3,2

10

30

5

2:1


Messbereich 0,4 mm


Anschluss: integriertes Koaxial-Kabel1 m (ø 0,5 mm), kurzer Silikon-Schlauch am Kabelaustritt

Druckbeständigkeit (statisch):Front 100 bar


Gehäuse-Material: Edelstahl

Anschlusskabel: ECx/1 oder ECx/2, Länge ≤6 m

Kabellänge 1 m ±0,15 m

M4x0,35

SW3,2ø0,5

8

2,5

2:1

ES04(35) Geschirmter Sensor

Messbereich 0,4 mm


Anschluss: integriertes Koaxial-Kabel0,25 m (ø 1,5 mm) mit dichterTriaxial-Buchse

Druckbeständigkeit (statisch): Front 100 bar / Rückseite 5 bar


Gehäuse-Material:Edelstahl und Keramik


Kabellänge 0,25 m

M4x0,35

ø2,5

ø1,5

15

8

1:1


Messbereich 0,4 mm


Anschluss: integriertes Koaxial-Kabel0,25 m (ø 2 mm) mit dichter Triaxial-Buchse

Druckbeständigkeit (statisch):Front 100 bar / Rückseite Spritzwasser



Anschlusskabel: ECx, Länge ≤6 m


M4x0,35

M4

SW3,2

31

3

23,4

7,6

ø2,5

ø2

45°

3:1


Messbereich 0,4 mm


Anschluss: integriertes Koaxial-Kabel0,25 m (ø0,5 mm) mit Übergangslötplatine





ø0,5

ø3,45ø2,4

1

55°±

1°

7,62

6,77

5

6,1

1

M4x0,35

Kabellänge 0,25m2:1


Messbereich 0,4 mm


Anschluss: integriertes Koaxial-Kabel0,2 m (ø 1,2 mm) mit dichter Triaxial-Buchse





Kabellänge 0,2 m

ø4,6

70°

9,7

1,64

1,5

ø1,2

1

M5x0,35

Subminiatursensoren für beengte Bauräume

Neben Standardsensoren in gängigen Bauformen sind Miniatursen-

soren lieferbar, die bei geringstmöglichen Abmessungen hochpräzise

Messergebnisse erreichen. Druckdichte Ausführungen, geschirmte

Gehäuse, Keramikbauformen und andere Besonderheiten kennzeich-

nen diese Sensoren, die trotz der geringen Abmessungen hochgenaue

Messergebnisse erzielen. Eingesetzt werden die Miniatursensoren

hauptsächlich in Hochdruckanwendungen, z.B. im Verbrennungsmotor.

25

2:1

EU05(93) Ungeschirmter Sensor

Messbereich 0,4 mm


Anschluss: integriertes Koaxial-Kabel 0,25 m (ø 0,5 mm) mit Übergangslötplatine



Gehäuse-Material: Keramik


Kabellänge 0,25 m

ø2,3-0,05

ø2,95-0,05

3,07

+0,

055,

15-0

,05

O-Ring2x0,5

R0,1

ø0,5

3:1


Messbereich 0,5 mm







3

2

ø0,5

2,5

4

3:1


Messbereich 0,5 mm


Anschluss: integriertes Koaxial-Kabel0,25 m (ø 0,5 mm) mit Übergangslötplatine


Gehäuse-Material: Edelstahl und Epoxi


Kabellänge 0,25 m

ø0,5

4,4±0,051,9±0,05

0,65

3:1


Messbereich 0,5 mm

Anschluss: integriertes Koaxial-Kabel 0,5 m (ø 0,5 mm) mitÜbergangslötplatine


Gehäuse-Material: Edelstahl und Epoxi-Verguss


Kabellänge0,5 m

Silikonschlauchø0,7 mm

6±0,

1 0,5x

45°

ø1,1

4,5h6

15

ø0,5

1,95

2:1


Messbereich 0,5 mm






Kabellänge 0,25 m

ø2,3 -0,05

R0,10

ø2,95 -0,05

ø0,5

O-Ring2x0,5

5+0,

05

2,92

+0,

05

3:1


Messbereich 0,5 mm







Kabellänge 0,25 m

ø2,27±0,01

ø0,5

2,8-

0,1

3:1


Messbereich 0,4 mm







Kabellänge 0,25 m

ø2,27±0,01

ø0,5

2,8-

0,1

- Drehzahlmessung von 200 bis 400.000 U/min

- Miniatur-Sensor ø3 mm

- Messung auf Aluminium und Titan

- Großer Messabstand bis 2,2 mm

- Keine Modifikation des Verdichterrades

- Ideal für Prüfstand und Fahrversuch

- Höchste Störsicherheit und Genauigkeit, auch bei schwierigen Prüfumgebungen

- Betriebstemperatur der Sensoren bis 285 °C

Messprinzip

Eine im Sensorgehäuse integrierte Spule ist von hochfrequentem

Wechselstrom durchflossen. Das entstehende elektromagnetische

Feld wird bei Annäherung einer Turboladerschaufel verändert. Dadurch

erzeugt jede Schaufel einen Impuls. Der Controller ermittelt unter Be-

rücksichtigung der Schaufelanzahl die Drehzahl (Analog 0 - 5 V).

Robuster Miniatur-Controller

Die komplette Elektronik ist in einem dichten Miniaturgehäuse unterge-

bracht und für eine Einsatztemperatur bis 115 °C ausgelegt. Dadurch

ist eine einfache Integration im Motorraum möglich. Das DZ140 bietet

hervorragende Störsicherheit bei erhöhten EMV-Anforderungen, so-

wohl im Prüfstand als auch im Fahrversuch.

Einsatz im Motorraum

Das Wirbelstrom-Messsystem DZ140 ist resistent gegen Öl und

Schmutz. Gerade gegenüber optischen Drehzahlmesssystemen ist

dies ein entscheidender Vorteil, da somit kontinuierlich hochgenaue

Messergebnisse erzielt werden. Zusätzlich wird die Umgebungstem-

peratur am Sensor erfasst.

Einfache Handhabung

Eine dreifarbige LED im Controller zeigt, wann der Sensor den idealen

Abstand zu den Turbolader-Schaufeln erreicht hat. Die Einbauzeit wird

dadurch auf ein Minimum reduziert. Der Sensor wird mit der Elektronik

über einen Spezial-BNC-Stecker verbunden und ist somit abwärtskom-

patibel zu sämtlichen Sensoren der Vorgängerversion. Für eine sichere

Verbindung der Elektronik mit der Versorgung und den Analogausgän-

gen sorgt ein industrieller Push-Pull-Stecker.

Messung gegen Aluminium- und Titanschaufeln

Das DZ140 Messsystem misst nicht nur auf Aluminium-, sondern auch

auf Titanschaufeln. Dabei können die Sensoren in vergleichsweise gro-

ßem Abstand zur Schaufel montiert werden. Der maximale Abstand

beträgt 2,2 mm und ermöglicht einen sicheren Betrieb.

Äußerst kompakte Bauform

Große Messabstände sowohl bei Aluminium als auch Titan

Axialer Einbau

Radialer Einbau

26 Turbolader-Drehzahl-Messung turboSPEED DZ140

- Drehzahlmessung von 200 bis 400.000 U/min

- Miniatur-Sensor ø3 mm

- Messung auf Aluminium und Titan

- Großer Messabstand bis 2,2 mm

- Keine Modifikation des Verdichterrades

- Ideal für Prüfstand und Fahrversuch

- Höchste Störsicherheit und Genauigkeit, auch bei schwierigen Prüfumgebungen

- Betriebstemperatur der Sensoren bis 285 °C

Controller DZ140

18

83,8

19,5

41,3

33,3

62

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

14 1

5 160 1 2 3 4 6 7

8 9

Modell DZ140 (Controller)

Sensoren DS 05(03) DS 05(04) DS 05(07) DS 05(14) DS 05(15) DS 1 DS 1(04) DS 1/T

Messprinzip Wirbelstromprinzip

Messobjekt (Schaufelmaterial) Aluminium oder Titan

Drehzahlbereich (Messbereich) 200 ... 400.000 U/min

Betriebs- temperatur

Controller -20 ... +115 °C

Sensor -40 ... +235 °C (kurzzeitig +285°C)

Sensorabstand zur Schaufel (Wanddicke 0,35 mm)

Aluminium radial 0,6 mm / axial 1,1 mm radial 1,3 mm / axial 1,6 mm

Titan radial 0,6 mm / axial 1,0 mm radial 1,2 mm / axial 1,6 mm

Justage mittels 3-farbiger Status-LED

Integriertes Kabel am Sensor0,5 m

±0,15 m0,75 m

±0,15 m0,8 m

±0,15 m

Schaufelzahl einstellbar, von außen zugänglicher Drehschalter für 1 bis 16 Schaufeln

Ausgang (digital)1 Impuls / Schaufel (TTL-Pegel mit variabler Impulsdauer)

oder 1 Impuls / Umdrehung (TTL-Pegel mit 100 µs Impulsdauer)

Ausgang (analog)

0 ... 5 V (200 ... 200.000 U/min)0 ... 5 V (200 ... 400.000 U/min)

einstellbar, von außen zugänglicher Mode-Drehschalter

Linearität ±0,2 % d.M.

Auflösung 0,1 % d.M.

Testpulserzeugung zur Kontrolle der Messkette; Lastwiderstand >5 kOhm, Lastkapazität max. 1 nF

Ausgang Sensortemperatur 0 ... 5 V (-50 ... +300 °C)

Ausgang RAW (über BNC-Buchse) zur einfachen Sensormontage über Oszilloskop

Versorgung 9 V ... 30 VDC / max. 50 mA (kurzzeitig bis 36 VDC)

KabelPC140-3 Versorgungs- und Signalkabel, 3 m lang

PC140-6 Versorgungs- und Signalkabel, 6 m lang

Gewicht Controller DZ140: ca. 85 g

Schutzart Controller DZ140: IP 65

d.M. = des Messbereichs

27

28

Sensor Typ DS 05(03) DS 05(04) DS 05(07) DS 05(14)

Messbereich 0,5 mm 0,5 mm 0,5 mm 0,5 mm

Gewindelänge - - 45 mm 28 mm

Gewinde - - M5 x 0,8 M5 x 0,8

Kabel integriert/ Länge 0,5 m 0,5 m 0,5 m 0,5 m

Besonderheit gekrümmtes Gehäuse - - Gehäuselänge 42,5 mm

Sensoren turboSPEED DZ140

Sensorkabel ø ca. 3,5 mmLänge 0,5 m (± 0,15 m)mit BNC-Kabelbuchse

M5

28ca

. 10

SW4

Sensorkabel ø ca. 3,5 mmLänge 0,5 m (±0,15 m)mit BNC-Kabelbuchse

M5

ø3

ø3

ca. 1

046

58+

1

67,8

12

1

SW4

Sensorkabel ø ca. 3,5 mmLänge 0,5 m (± 0,15 m)mit BNC-Kabelbuchse

Sens

or

67,8

ø3

ca. 1

0

SW4

35

18

ca. 10Sensorkabel ø ca. 3,5 mmLänge 0,5 m (±0,15 m)mit BNC-Kabelbuchse

Sens

or

45°±3°

ø3

SW4

SW8

9

15

M6x1

Montageadapter MA135

Im Lieferumfang für SensorenDS05(03) und DS05(04) enthalten.

29

Sensor Typ DS 05(15) DS 1 DS 1(04) DS 1/T

Messbereich 0,5 mm 1 mm 1 mm 1 mm

Gewindelänge 45 mm 40 mm 40 mm 40 mm

Gewinde M5 x 0,8 M5 x 0,5 M5 x 0,5 M5 x 0,5

Kabel integriert/ Länge 0,5 m 0,75 m 0,8 m 0,8 m

Besonderheit - - Edelstahlschutzschlauch -


45ca

. 10

M5

SW4

M5x0,5

ca. 1

040


SW4

Sensorkabel ø ca. 6,0 Edelstahl IP 40Länge 0,8 m (±0,15 m)mit BNC-Kabelbuchse

M5x0,5

42

SW6

M5x0,5

ca. 1

040

Sensorkabel ø ca. 4,5 mmLänge 0,8 m (±0,15 m)mit Triax-BNC-Kabelbuchse

ø ca. 19

Messrichtung

Messung der thermischen Längenausdehnung in Spindeln

Das Wegmesssystem SGS 4701 (Spindle Growth System) wurde spe-

ziell für den Einsatz in Hochfrequenz-Spindeln entwickelt. Aufgrund

der hohen Drehzahl und der Wärmeentwicklung muss in Präzisions-

werkzeugmaschinen die thermische Längenausdehnung der Spindel

kompensiert werden, um das Werkzeug immer in der definierten Lage

zu halten. Der SGS Sensor erfasst die thermische und zentrifugalkraft-

bedingte Ausdehnung der Spindel. Die Messwerte fließen in die CNC

Steuerung ein und kompensieren die Positionsabweichung.

Das SGS 4701 arbeitet nach dem Wirbelstromprinzip, wodurch die

Messung berührungslos und verschleißfrei erfolgt. Das Messverfahren

ist zudem unempfindlich gegenüber Störeinflüssen wie Hitze, Staub

und Öl.

Systemaufbau

Das SGS 4701 besteht aus einem Sensor, dem Sensorkabel und dem

Controller, die werkseitig auf ferromagnetische bzw. nichtferromagneti-

sche Messobjekte kalibriert sind. Zwei miniaturisierte Sensorbauformen

erlauben die Installation direkt in der Spindel. Dort wird üblicherweise

auf den Labyrinthring der Spindel gemessen. Neben der Messung der

Längenausdehnung wird die Temperatur am Sensor erfasst und aus-

gegeben. Der kompakte Controller kann über einen Flansch am Spin-

delgehäuse montiert oder direkt in der Spindel untergebracht werden.

Das Sensorkabel darf nicht gekürzt

werden, da die Funktionalität einge-

schränkt wird. Bei der Verwendung

der Lötanschlüsse ist das Entfernen

des Steckers nur direkt hinter der

steckerseitigen Crimpung erlaubt.

M

S

8-pol. M12 Stecker Pin-Ansicht auf Controller

56 4

3

21

78

S = Signal = InnenleiterM = Masse = Schirm = Außenleiter

30

- Miniaturisierte Sensorkonstruktion

- Sensorik komplett in Spindel integrierbar

- Miniaturisierter Controller – in Spindel integrierbar oder an Spindel anflanschbar

- Abstimmung auf ferro- oder nicht- ferromagnetische Materialen möglich

- In Sensor integrierte Temperaturmessung

- Kostenoptimiertes Design

Spindle Growth System eddyNCDT SGS4701

Pin Beschreibung

1 Masse

2 +24V

3 Weg-Signal

4 Temperatur-Signal

5 not connected

6 do not connect

7 do not connect

8 not connected

M12x1

ø12 -0,1

SW 8

5,3 ±0,33 ±0,2

1,44

±0,

2

ca. 8 6

1711

,4

102,

2 ±

0,5

94,2

±0,

1

6

121,

75

90,4

72,

5

4,5 ±0,05

0,3x

45°

Kabeldurchmesserø1,13

4 -0

,03 1,

5±0,

05

10-0,005-0,027

Sensorspule

Verguss

10 -0

,2

4 -0,03

1,5±

0,05

15

15

20

202,

812

,8

ø12

ø2,7

abziehbare Hülsefür Anschlussan Sensorkabel

M2,5

EMU04(121)

Stecker (max. 20 Steckvorgänge möglich)

EMU04(102) Controller Spannflansch (optional)

Sensorsystem SGS4701

Messbereich 500 µm (optional 250 µm 2))

Grundabstand 100 µm (optional 50 µm 2))

Linearität ±2 µm

Auflösung 1) 0,5 µm

Bandbreite 2000 Hz

Targetmaterial ferro- oder nichtferromagnetisch

Dauereinsatz-TemperaturSensor 0 ... +90 °C

Controller 10 ... +70 °C

TemperaturstabilitätSensor ±150 ppm d.M./°C bei MBM

Controller ±500 ppm d.M./°C bei MBM

TemperaturkompensationsbereichSensor +10 ... +80 °C

Controller +10 ... +70 °C

Spannungsversorgung 12 ... 32 VDC

Wegausgang analog 0,5 - 9,5 V � 100 - 600 µm (optional 50 - 300 µm 2))

Temperaturausgang analog 0,5 - 9,5 V (� 0 ... +90 °C)

Schutzart Sensor+Controller IP67 3)

AbmessungenEMU04(102) 12x10x4,5 mm 4)

EMU04(121) 10x4x4 mm 4)

Sensorkabel 3)

Durchmesser Ø 1,13 mm

Länge 1000 mm (400 - 1500 mm auf Anfrage)

min. Biegeradius 12 mm

Mantel FEP

d.M. = des Messbereichs; MBM = Messbereichsmitte 1) statisch, bei MBM 2) Für OEM-Anpassung: Sensor mit 250 µm Messbereich und 50 µm Grundabstand möglich3) Im gesteckten Zustand4) Detaillierte Informationen zum Kabel finden Sie in der Betriebsanleitung

31

- Miniaturisierte Sensorkonstruktion

- Sensorik komplett in Spindel integrierbar

- Miniaturisierter Controller – in Spindel integrierbar oder an Spindel anflanschbar

- Abstimmung auf ferro- oder nicht- ferromagnetische Materialen möglich

- In Sensor integrierte Temperaturmessung

- Kostenoptimiertes Design

Erfassung der axialen Wellenbewegung

32 Anwendungsbeispiele eddyNCDT

Wirbelstrom-Sensoren von Micro-Epsilon sind vielfältig in ihren Ein-

satzmöglichkeiten. Hohe Messgenauigkeit und Bandbreite bei äu-

ßerst robuster Bauweise ermöglichen Messungen, die mit herkömmli-

chen Sensoren nicht durchführbar sind.

Gerade unter extremen Bedingungen leisten Wirbelstromsensoren

von Micro-Epsilon messtechnische Höchstleistungen. Umweltein-

flüsse wie Öl, Temperatur, Druck oder Feuchte werden weitestgehend

kompensiert und haben kaum Auswirkungen auf das Signal. Aus

diesem Grund werden die Sensoren oftmals in anspruchsvollen An-

wendungsgebieten wie Industriemaschinenbau und im Automotive-

Prüfstand eingesetzt.

Messung der thermischen Ausdehnung

Messung der Ölfilmdicke

Positionsmessung zur Maschinenüberwachung

Überwachung des Schmierspalts im Verbrennungsmotor

Erfassung der radialen WellenausdehnungRundlaufüberwachung von Walzen

33Zubehör

Artikel BeschreibungeddyNCDT

3001eddyNCDT

3005eddyNCDT

3010eddyNCDT

3100eddyNCDT

3300

PC3/8 Versorgungs- und Ausgangskabel, 3 m lang, 8-polig •

PC5/5 Versorgungs- und Signalkabel • •

SC30 Synchronisationskabel 30 cm lang •

CSP 301Digitaler Signalprozessor mit Display, zur synchronen Verarbeitung der Signale von 2 Messkanälen

•

PC3100-3/6/BNC Ausgangskabel und Versorgungseinheit, 3 m lang •

PS2020 Netzgerät 24 V / 2,5 A; Eingang 100-240 VAC Ausgang 24 VDC / 2,5 A; Montage auf symmetrischer Normschiene 35 mm x 7,5 mm, DIN 50022;

• •

MC2,5 Mikrometerkalibriervorrichtung für Sensoren EPU05 bis EPS2, Einstellbereich 0 - 2,5 mm, Ablesung 1 µm, verstellbarer Nullpunkt

• • •

MC25D Mikrometerkalibriervorrichtung für Sensoren EPU05 bis EPU15, Einstellbereich 0 - 25 mm, Ablesung 1 µm, verstellbarer Nullpunkt

• • •

ECx Sensorkabel, Länge wählbar bis zu 15 m •

ECx/90Sensorkabel mit 90° Winkelstecker (sensorseitig), Länge wählbar bis zu 15 m

•

ECx/1 Verlängerungskabel für Lötanschluss •

ECx/2 Verlängerungskabel für Anschluss über Stecker •

SCA3/5 Signalkabel, analog, 3 m •

SCA3/5/BNC Signalkabel für Spannung und Stromausgang, 3 m •

SCD3/8Signalkabel für Schaltein- und -ausgänge, 3 m (auch für Versorgung mit 11 - 32 VDC); für DT3301

•

SIC3(07) Signalkabel mit BNC-Stecker, für direkten Anschluss an Oszilloskop •

PSC30 Versorgungs-/Synchronisationskabel 0,3 m, für DT3300 •

ESC30 Synchronisationskabel 0,3 m, für DT3301 •

PS300/12/5Stromversorgung, Eingang 100 - 240 VAC, Ausgang ±12 VDC / 5,2 VDC mit 1,5 m, integriertem Kabel; für max. 4 DT3300

•

MBC300Montageblock, für Controller DTx300, Befestigung über Gewindebohrungen M4, LxBxH 166x108x60 mm

•

MCT304-SM Towergehäuse, für max. 4 Controller DT3300; Versorgung 100 - 240 VAC •

MCT304(01) Towergehäuse für max. 4 Controller DT3301; Versorgung 11 - 32 VDC •

34

Sensoren Typ EU:Durchmesser der Messfläche3 x Sensordurchmesser

EU (ungeschirmt, Spule nicht vorbedämpft)Messfläche = ca. 3 x Sensordurchmesser

Sensoren Typ ES:Durchmesser der Messfläche1,5 x Sensordurchmesser

ES (geschirmt, mit vorbedämpfter Spule)Messfläche = ca. 1,5 x Sensordurchmesser

Bei Wirbelstrom-Sensoren hat die relative Größe des Messobjekts zum Sensor Auswirkungen auf die Linearitätsabweichung. Im Idealfall ist die Messobjektgröße bei geschirmten Sensoren mindestens 1,5x Sensordurchmesser, bei ungeschirmten Sensoren 3x Sensordurchmesser. Ab dieser Größe verlaufen fast alle Feldlinien vom Sensor zum Target. Dabei dringen nahezu alle Feldlinien über die Stirnfläche in das Target ein und tragen somit zur Wirbelstrombildung bei, wodurch lediglich eine geringe Linearitätsabweichung auftritt.

Targetgröße bei geschirmten und ungeschirmten Sensoren

Werkskalibrierung

Wirbelstrom-Sensoren von Micro-Epsilon sind standardmäßig abgestimmt auf

� St37 bei ferromagnetischem Target

� Alu bei nicht-ferromagnetischem Target

Bei anderen Materialien kann eine werkseitige Linearitäts-Kalibrierung erfolgen.

Hinweise für die richtige Sensorwahl

Wirbelstrom-Sensoren werden unterteilt in Sensoren mit Schirmung (z.B. ES05) und Sensoren

ohne Schirmung (z.B. EU05). Bei geschirmten Sensoren wird durch eine separate Ummantelung

ein engerer Verlauf der Feldlinien erreicht, wodurch sie umempfindlich gegenüber radial benach-

barten Metallen sind. Bei ungeschirmten Sensoren treten die Feldlinien auch seitlich vom Sensor

aus, was sich i.d.R. in einem erweiterten Messbereich auswirkt.

Die richtige Montage ist maßgebend für die Signalqualität. Folgende Hinweise gelten für den

Einbau in ferro- und nicht-ferromagnetische Materialien.

Einbauhinweise für geschirmte Sensoren (ES) in metallischer Umgebung

Richtig Richtig Falsch

Bündiger Einbau Vorstehender Einbau Umgebungsmaterial bedämpft den Sensor; Messung nicht durchführbar

Einbauhinweise für ungeschirmte Sensoren (EU) in metallischer Umgebung

Richtig Richtig Falsch

Vorstehender Sensoreinbau Überstand: 2- bis 3-facher Messbereich

Umgebungsmaterial bedämpft Sensor in der Standardausführung; Messung nicht durchführbar

Sensor muss freistehend verbaut werden.Mindestabstand rund um Sensor: ca. 3-facher Sensordurchmesser

3-fach Sensordurchmesser

nicht-metallischesMaterial, z.B. Epoxid-Harz

Technische Hinweise eddyNCDT

35

α

0°

+6°

-6°

s

UVerkippungswinkel

Sensor

Messabstand

Messobjekt

Beispiel: Bei einem Sensor mit 3 mm Messbereich bedeutet eine Verkippung um 6° einen Messfehler von 5 µm bei 2/3 Messabstand.

Verkippung und Messsignal

Das berührungslose Wegmesssystem eddyNCDT wird vielfach auf-

grund seiner hohen Linearität und enormen Auflösung eingesetzt.

Diese hohe Auflösung wird aber nur bei einer senkrechten Sensormon-

tage erreicht. Oftmals ist eine exakt senkrechte Montage des Sensors

schwierig oder auf Grund der Einbauumgebung nicht möglich. In die-

Das Ausmaß der Abweichung ist von Sensor zu Sensor unterschied-

lich. Zur Aufnahme der Messkurven wurde der Sensor U6 und als

Messobjektmaterial Aluminium verwendet. Daraus ergibt sich, dass

eine Verkippung von ±4 Grad in den meisten Fällen akzeptiert und

vernachlässigt werden kann.

Eine Verkippung von mehr als 6° ist zwar bei ungeschirmten Sensoren

noch eher tragbar als bei geschirmten, sollte nach Möglichkeit aber

vermieden werden. Prinzipiell liefert nur ein speziell linearisierter Sensor

ein präzises Signal.

Eine dauerhafte Verkippung kann bereits bei der 3-Punkt Linearisie-

rung des Sensors im Controller hinterlegt werden. Dadurch werden

Einflüsse auf das Signal verhindert.

Bei Verkippungen – auf die die Elektronik nicht linearisiert wurde –

entstehen Abweichung der Messwerte im Vergleich zur senkrechten

Messung.

sem Fall weichen die Messergebnisse geringfüging von denen in senk-

rechter Position gemessenen ab. In diesen Fällen ist es nützlich, den

Einfluss der Sensorverkippung auf das Messsignal zu kennen. In den

folgenden Graphen ist der Einfluss der Verkippung auf das Sensorsig-

nal umschrieben.

-0.2

-0.4

% Abweichung0.1

0

-6° -4° -2° 0° 2° 4° 6°

Verkippung bei 1/3 Messabstand

Winkelα

-0.2

-0.4

% Abweichung0.1

0

Verkippung bei 2/3 Messabstand

Winkel

α-6° -4° -2° 0° 2° 4° 6°

36

Auflösung von Wegmesssystemen


Begriffsdefinition

Die Auflösung ist ein Maß für die Feinheit, mit der eine Wegänderung

sicher von einem Messsystem erkannt wird bzw. die eindeutige Un-

terscheidung zweier nahe beeinander liegender Messwerte. Derartige

Wege können nur mit hohem Aufwand gemessen werden, da Tempe-

ratureinflüsse, Erschütterungen und sonstige mechanische Einflüße im

Messaufbau störend wirken. Für die Auflösungsbestimmung des jewei-

ligen Messsystems wird daher das Signal-Rauschverhältnis herange-

zogen. Das Signal-Rauschverhältnis oder der Störabstand beschreibt

die Pegeldifferenz zwischen Nutz- und Störanteil eines Signals.

Störanteil eines Signals - thermisches Rauschen

Die wesentlichen Bestandteile des Störanteils in einem Signal addieren

sich aus thermischen Rauschen des Messsystems und des Sensorka-

bels, Störeinflüsse von außen und der Restwelligkeit der Versorgungs-

spannung. Den Hauptanteil verursacht das Rauschen der Elektronik.

Infolge der thermischen Bewegung der Elektronen wird in einem elekt-

rischen Widerstand ein Rauschprozess erzeugt, der durch die Rausch-

leistungsdichte beschrieben wird.

Rauschleistungsdichte: =4kBT

kB= Boltzmannkonstante (1,3806504∙10-23 J/K)

T = absolute Temperatur

Messtechnik, effektive Rauschspannung und RMS

Die elektrische Messtechnik gebraucht Beschreibungsgrößen für die

Zufallsignale, die aus den elektrischen Messgrößen Spannung oder

Leistung abgeleitet werden können. Dies beruht auf der Annahme,

dass die betrachteten Rauschsignale mittelwertfrei sind, also keinen

Gleichanteil besitzen, da sie um den Wert „0“ schwanken. Damit ist

der quadratische Mittelwert gleich der Varianz. Betrachtet man nun

die Wurzel aus der Varianz, erhält man die Streuung, die wiederum

die effektive Rauschspannung beschreibt. Die Streuung bzw. effekti-

ve Rauschspannung wird mit einem Effektivwertmessgerät gemessen.

Messgeräte aus dem englischen Sprachraum verwenden für die effek-

tive Rauschspannung auch den Begriff RMS (Root Mean Square, also

Wurzel aus dem quadratischen Mittelwert).

Die an einem Widerstand abfallende Leistung wird als Rauschleistung

Pr bezeichnet und über die

Gleichung Pr= beschrieben.

Wird mit einem Effektivwertmessgerät das thermische Rauschen an ei-

nem Widerstand oder System gemessen, ist zu berücksichtigen, dass

die Messgeräte in ihrer Bandbreite (obere Bandbreite - untere Band-

breite) beschränkt sind.

Dadurch wird anstatt der unendlichen Varianz nur ein Ausschnitt des-

sen erfasst. Die effektive Rauschspannung kann somit folgenderma-

ßen angegeben werden:

UR.eff=√4∙kB∙T∙R∙∆f

Somit ist die Rauschspannung von der absoluten Temperatur T und der

betrachteten Frequenz abhängig.

Auflösung und Signalverstärkung

Die theoretisch unendliche Auflösung wird in der Praxis durch Tempera-

tureinflüsse und der Bandbreite begrenzt. Zu den Temperatureinflüssen

ist auch die Anlaufzeit der Elektronik zu zählen, in der sich das Messge-

rät durch Eigenerwärmung auf Betriebstemperatur erwärmt. Um repro-

duzierbare Messergebnisse zu erhalten, ist dieser Prozess notwendig,

zwangsläufig steigt aber mit der Temperatur auch die Rauschspan-

nung.

In der Regel sind sehr kleine Bewegungen mit einer hohen Geschwin-

digkeit verbunden. Um diese hohe Geschwindigkeit erfassen zu kön-

nen ist eine entsprechend hohe Bandbreite nötig. Bei Messgeräten

führt eine hohe Frequenz zu gesteigerter Rauschspannung bzw. ver-

minderter Auflösung.

Systeme mit nichtlinearen Kennlinien, wie z.B. beim eddyNCDT werden

schaltungstechnisch linearisiert. Die dazu notwendig größer werden-

de Verstärkung bei zunehmenden Messabstand vergrößert auch die

Rauschspannung. Kapazitive Wegmesssysteme, die von sich aus eine

lineare Kennlinie aufweisen, haben damit die besseren Voraussetzun-

gen in punkto Auflösung.

Statische oder dynamische Messung

In den technischen Daten zu Wegmesssystemen wird meist die stati-

sche und die dynamische Auflösung angegeben. Man spricht von ei-

ner statischen Auflösung, wenn angenommen werden kann dass das

Messobjekt bzw. der Sensor sich in Ruhelage befinden. In den techni-

schen Datentabellen wird dies gelegentlich mit der Fußnote f ≤ 1 Hz

oder f ≤ 10 Hz angegeben. Dem gegenüber steht die dynamische oder

effektive Auflösung, die anwendungsbezogen ist und stets mit einer

Fußnote bezüglich der Bandbreite versehen wird. Fehlt die Differenzie-

rung zwischen statisch und dynamisch ist davon auszugehen, dass der

besser wirkende statische Wert angegeben ist.

Micro-Epsilon-Messmethoden zur Auflösungsbestimmung

Das Signal-Rauschverhältnis wird bei drei verschiedenen Abständen

(MBA, MBM und MBE) in der geschlossenen EMV-Kabine, zur Vermei-

dung von Umgebungseinflüssen wie z.B. Sendeanlagen, auf folgende

Arten bestimmt:

1. Effektivwertmessung

Die Bandbreite des verwendeten digitalen Multimeters (DMM) beträgt

150 kHz. Die Ausgangsspannung des jeweiligen Messsystems wird

mit einem AC-Verstärker um den Faktor 100 verstärkt. Diese Spannung

wird über einen RC-Tiefpaß geleitet, dessen Ausgang mit dem DMM

verbunden ist. Die Filterfrequenzen der RC-Tiefpässe 1. Ordnung lie-

gen bei 16 Hz, 150 Hz, 1,4 kHz, 14,92 kHz und 148,7 kHz. Zur Bestim-

mung von möglichen Restträgern o.ä. erfolgt anschließend eine AC-

Messung ohne Verstärker und Tiefpass.

37

2. Messung des Rausch-Spitzenwerts (Vss) mit dem Oszilloskop.

Die Messungen werden mit einem Digital-Speicheroszilloskop durch-

geführt. Die Messanordnung entspricht der Methode zur Effektivwert-

messung. Anschließend wird auch hier eine AC-Messung ohne Ver-

stärker und Tiefpass direkt am Ausgang durchgeführt. Zuordnung

TP-Filterfrequenz und Zeitbasis am Oszilloskop:

16 Hz/200 ms, 150 Hz/20 ms

1,4 kHz/2 ms, 14,92 kHz/200 µs

148,7 kHz/20 µs, ohne TP/20 µs

3. Messung des Rausch-Spitzenwerts (Vss) mit dem Oszilloskop

im Hüllkurven-Modus.

Bei dieser Messung werden 128 Messdurchläufe aufgezeichnet und

gleichzeitig dargestellt. Vereinzelte Peaks und Ausreißer gehen hier voll

in die Messung mit ein. Diese Messung erlaubt es auch tieffrequentes

Rauschen zu erfassen, das sonst nicht erkannt würde.

4. Messung über NF-Spektrumanalyser.

Diese Messung wird zusätzlich durchgeführt. Aufgezeichnet wird hier-

bei das Spektrum im Bereich der jeweiligen Signalbandbreite, sowie

das Spektrum mit den Vielfachen der jeweiligen Trägerfrequenz. Ent-

scheidend für die Qualität der Messung ist, dass sie unter Leistungs-

anpassung erfolgt. D.h. der Ausgangswiderstand des Controllers ist

gleich dem Eingangswiderstand des Spektrumanalysers.

Berechnung der Auflösung aus der Rauschspannung

Wie eingangs kurz skizziert, wird in den technischen Daten zu Weg-

messsystemen die Auflösung getrennt in statische und dynamische

Werte angegeben. Die Auflösung lässt sich nach folgender Formel aus

der Rauschspannung berechnen:

Auflösungeff [mm]= ∙ MB[mm]

Ur,eff = effektive Rauschspannung

UAusgang, dm= Ausgangsspannung des Messbereichs

MB = Messbereich des Sensors

Effektivwert oder Spitze-Spitze-Wert

Bei einer Standardabweichung von 1 σ (Sigma) erhält man in der Gauß-

schen Normalverteilung den Effektivwert. Für Signalanteile mit hoher

Amplitude sinkt die Wahrscheinlichkeit, dass sie im Signal vorhanden

sind. Für praktische Überlegungen wird von einer Grenze von ±3 σ

ausgegangen. Danach liegt das Signal mit einer Sicherheit von 99,7

% in diesem Bereich. Damit Auflösungen, effektiv oder Spitze-Spitze,

miteinander vergleichbar werden, kann mit folgender Faustformel ge-

rechnet werden:

Spitze-Spitze Wert Vpp = 6 ∙ Effektivwert [±3 σ].

Die Angabe der Rauschspannung bzw. Auflösung als Effektiv- oder

Spitze-Spitze-Wert ist abhängig von den verfolgten Zielen und hat kei-

nen Einfluss auf die tatsächliche Auflösung eines Wegmesssystems.

Effektivwerte vermitteln auf den ersten Blick bessere Werte und liefern

damit den Grund für eine häufigere Verwendung in den technischen

Daten.

Fazit

Die Auflösung von Wegmesssystemen wird mit zwei verschiedenen

Methoden gemessen. Hintergrund beider Messverfahren ist die Mes-

sung der Rauschspannung. Der geläufigste Weg ist die Effektivwert-

messung, die in technischen Dokumenten meist RMS (Root Mean

Square) genannt wird. Die Angabe der Auflösung als Spitze-Spitze-

Wert ist selten, weil die erzielten Werte subjektiv ungünstiger ausfallen

als bei der Effektivwertmessung.

Ob nun ein Hersteller die Auflösung als Effektiv- oder Spitze-Spitze-

Wert angibt, hängt von seinen verfolgten Zielen ab. Einen Einfluss auf

die tatsächliche Auflösung eines Wegmesssystems hat es nicht. Micro-

Epsilon verwendet üblicherweise den Effektivwert als Angabe in Daten-

blättern und kennzeichnet dies durch den Hinweis @RMS.

Bei der Betrachtung von technischen Daten ist es entscheidend, dass

nur Effektivwerte sowie Spitze-Spitze-Werte untereinander verglichen

werden. Für die Umrechnung kann die Faustformel

Spitze-Spitze Wert = 6 ∙ Effektivwert (bei±3 σ),

verwendet werden.

38

Erforderliche Messobjektdicke

Das Verfahren der Wirbelstromwegmessung setzt für stabile Ergebnis-

se eine Mindestdicke des Messobjekts voraus. Diese Mindestdicke ist

abhängig vom verwendeten Messobjektmaterial und der Sensorfre-

quenz. Der Sensor erzeugt ein elektromagnetisches Wechselfeld, das

in das Messobjekt eindringt. Im Messobjekt bilden sich Wirbelströme

aus. Diese verursachen ihrerseits ein sekundäres Magnetfeld, das dem

Erregerfeld des Sensors entgegengerichtet ist und dadurch das primä-

re Feld abschwächt.

Skin- oder Eindringtiefe

Elektromagnetische Felder werden beim Eindringen in ein elektrisch

bzw. magnetisch leitfähiges Material abgeschwächt. Die Abnahme der

Feldstärke und damit der Stromdichte, geht einher mit Verlusten die im

oberflächennahen Bereich des Materials liegen. Die charakteristische

Länge, bei der die Stromdichte auf den Wert von 1/e bzw. auf 37 %

absinkt, wird Eindringtiefe genannt (siehe Abb. 2).

Berechnung der Skintiefe

Die Skintiefe lässt sich mit nachfolgender Formel berechnen (gilt für

den Idealfall einer planen Grenzfläche und unendlich ausgedehntem

Objekt).

Die Permeabiliät können Sie für einige Materialien aus der Abb. 3 a und

b ermitteln oder Sie lesen die Skintiefe direkt aus der Tabelle 1 ab.

Berechnung der Mindestdicke

Entnehmen Sie zur Berechnung der Mindestdicke eines Materials die

entsprechende Skin-Tiefe der Tab. 1 oder lesen Sie die Skintiefe aus

der Abb. 3 ab. Ermitteln Sie dann die Mindestdicke mit den Näherungs-

werten aus der Tab. 2. Diese Berechnung gilt nur bei der Verwendung

eines Sensors mit einer Oszillatorfrequenz von 250 kHz oder 1 MHz.

Messanwendung Mindest-Messobjekt-Dicke

Objekt-Erkennung (ohne Wegmessung) "Skin-Tiefe" x 0,25

Wegmessung bei annähernd konstanter (Raum) Temperatur

"Skin-Tiefe" x 1,00

Wegmessung bei veränderlicher Temperatur "Skin-Tiefe" x 3,00

Dickenmessung mit zwei gegenüber montierten Sensoren

"Skin-Tiefe" x 6,00

MessobjektmaterialSkin-Tiefe in µm bei

250 kHz 1MHz

Aluminium 168 84

Blei 459 230

Gold 149 74

Graphit 2700 1350

Kupfer 134 67

Magnesium 209 104

Messing 249 124

Nickel 27 14

Permalloy 4 2

Phosphor Bronze 302 151

Silber 130 65

Stahl DIN 1.1141 23 12

Stahl DIN 1.4005 55 27

Stahl DIN 1.4301 848 424


1

Tiefe

0,370

Skintiefe

Oberfläche

NormierteStromdichte

Abb. 2: Eindringtiefe bei el. leitfähigen Materialien

Tab. 1: Verschiedene Skintiefen

Tab. 2: Näherungswerte zur einfachen Ermittlung der Mindestdicke

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Tab. 3a: Skin-Tiefe bei 250 kHz

Tab. 3b: Skin-Tiefe bei 1 MHz

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