Einsatzbereich kontaktloser Sensoren, Bild: © Janni - Fotolia

Der Einsatzbereich kontaktloser Sensoren, die auf dem Hall-Effekt basieren, ist breit gefächert. Bei Mähdreschern trotzen sie beispielsweise starken Temperaturschwankungen, extremen Vibrationen und Feuchtigkeit. Bild: © Janni - Fotolia

Der Einsatzbereich kontaktloser Sensoren, die auf dem Hall-Effekt basieren, ist breit gefächert und geht weit über die klassische Industrieautomatisierung hinaus. So sind heute Hall-Sensoren in PKWs ebenso zu finden wie in mobilen Arbeitsmaschinen im Baugewerbe, der Forstwirtschaft oder der Agrartechnik, zum Beispiel bei Mähdreschern. Hier trotzen die Sensoren starken Temperaturschwankungen, extremen Vibrationen und Feuchtigkeit. Dank ihres robusten Funktionsprinzips liefern sie auch unter solchen widrigen Bedingungen exakte und zuverlässige Messergebnisse.

Komplexe Systeme, kleiner Bauraum

Bereits 1879 entdeckte der US-Amerikaner Edwin Herbert Hall, das später nach ihm benannte Prinzip: Wirkt ein Magnetfeld senkrecht auf einen stromdurchflossenen Leiter, entsteht quer zum Stromfluss eine Spannung. Da diese Spannung nur von der Stromstärke und der magnetischen Feldstärke abhängt, ist durch Anbringen eines Positionsmagneten auf einer drehbaren Welle auf einfache Weise eine berührungslose Winkelmessung machbar. Diese Technologie hat in jüngerer Vergangenheit Fortschritte gemacht und heute sind die darauf basierenden Sensoren zur exakten Weg- und Winkelmessung bestens geeignet.

Durch Kombination mehrerer Sensorelemente und Integration der kompletten Signalverarbeitung in wenigen Bauelementen sind komplexe Systeme in kleinstem Bauraum möglich. Die Systeme arbeiten außerdem weitgehend alterungsunempfindlich und unabhängig von Feldstärkenschwankungen der Gebermagnete, da nur die Richtung des Magnetfeldes entscheidend ist. Sowohl kontaktlose, wellengeführte als auch berührungslose Systeme ohne mechanische Wellenanbindung ermöglichen die Messung von bis zu 360 Grad oder von fünf bis 50 Millimeter Weg. Hohe Auflösungen bei guter Dynamik, große mechanische Toleranzen und schnelle Machbarkeit kundenspezifischer Sonderlösungen sind weitere überzeugende Eigenschaften dieser Technologie. Der Sensorikspezialist Novotechnik liefert dafür Beispiele.

Maßgeschneiderte Sensoren

Applikationsspezifische Sensoren, Bild: Novotechnik
Applikationsspezifische Sensoren in Motoren- und Getriebemanagement, Fahrpedal-Positionserkennung und zur Lenkwinkelsteuerung aktiver Fahrwerke tragen dazu bei, den Kraftstoffverbrauch und die Schadstoffemissionen zu reduzieren. Bild: Novotechnik

Zusätzlich zum breitgefächerten Standardprogramm entwickeln das Unternehmen in Ostfildern maßgeschneiderte Sensorlösungen, die auf die jeweilige Applikation abgestimmt werden: Sensoren in Motoren- und Getriebemanagement, Fahrpedal-Positionserkennung und zur Lenkwinkelerfassung aktiver Fahrwerke tragen dazu bei, den Kraftstoffverbrauch und die Schadstoffemissionen zu reduzieren. Solche applikationsspezifischen Sensoren werden aber nicht nur im Fahrzeug-, Maschinen- und Anlagenbau, sondern auch zum Beispiel in Landmaschinen eingesetzt.

Die Landwirtschaft kommt heute ohne ausgereifte Automatisierung nicht aus. Es gilt, in möglichst kurzer Zeit und geringem Aufwand maximale Erträge zu erzielen. Bei modernen Mähdreschern beispielsweise sind deshalb das Schneidwerk und die Lamellen des Siebkastens verstellbar. Im Siebkasten werden nach dem Schneiden die Körnerfrüchte ausgesiebt, also die Spreu vom Weizen getrennt. Damit die Mähdrescher neben Getreide zum Beispiel auch Raps, Ackerbohnen oder Sonnenblumenkerne ernten können, müssen die Siebe optimal an die jeweilige Korngröße angepasst werden. Diese Aufgabe übernehmen Linearantriebe. Sie werden von Permanentmagnetmotoren angetrieben und verfahren die Lamellen der Siebe je nach Vorgabe der Steuerung in die gewünschte Position. Die jeweilige Stellung muss hier mit einem Sensor präzise erfasst werden, da nur die exakte Einstellung der Siebe und des Schneidwerks den optimalen Ertrag garantieren.