Einbau
Die Einteilung von induktiven Sensoren erfolgt nach bündig, quasi bündig und nicht bündig einbaubaren Geräten. Wird ein induktiver Näherungsschalter in ein Trägermaterial aus Metall eingebaut, muss auf die Einbauvorgaben für bündige, quasi bündige oder nichtbündige Initiatoren geachtet werden, um ein undefiniertes Schalten des Gerätes zu vermeiden. Bei bündig einbaubaren Geräten darf sich die aktive Fläche des Sensorkopfes in diesem Fall auf gleicher Ebene wie das Trägermaterial befinden. Die aktive Fläche von quasi bündig einbaubaren Sensoren muss hingegen um das Maß X aus der metallischen Einbaufläche herausragen. In beiden Fällen sind die angegebenen Abstände einzuhalten. Bei nicht bündigem Einbau darf die aktive Sensorfläche nicht vom Metall des Trägers umgeben sein und muss daher unter Einhaltung der angegebenen Abstände aus einer Anbaufläche herausragen. Auf dieser Weise wird das elektrische Feld weniger bedämpft, was höhere Schaltabstände ermöglicht (Bild 3). Für versetzte oder seitliche Bewegungen von Objekten, die detektiert werden sollen, gelten die typenspezifischen Ansprechkurven der Sensoren, die je nach Serie, Baugröße und Einbauart einen unterschiedlichen Verlauf haben (Bild 1).
Elektrischer Anschluss und Leitungsführung
Der elektrische Anschluss der Näherungsschalter erfolgt entweder über ein direkt angeschlossenes Kabel, einen M5-, M8-, M12-Stecker, einen Lemo-Stecker für Hochtemperaturanwendungen oder einen MC-Stecker für 230VAC-Anwendungen. Gleichspannungsgeräte verfügen über einen internen Verpolungsschutz, der eine Zerstörung des Näherungsschalters bei einem unbeabsichtigten Vertauschen der Anschlussleitungen verhindert. Ein Kurzschlussschutz bei DC-Geräten bewahrt induktive Sensoren außerdem im Falle eines Überstroms vor Zerstörung. Die Anschlussleitungen der Näherungsschalter sollten sich nicht in einem Kabelkanal parallel mit Leitungen befinden, über die induktive Lasten geschaltet werden (z.B. Schützspulen, Magnetventile, Motoren usw.) oder über die Ströme von elektronischen Motorantrieben führen. Vor diesem Hintergrund ist es außerdem ratsam, zu Kabeln mit potenziellen Störeinflüssen einen Abstand von >100mm einzuhalten. Darüber hinaus sollten die Leitungen möglichst kurz sein. Bei günstiger Verlegung (geringe Koppelkapazität, kleine Störspannungen) können die Leitungslängen jedoch bis 300m betragen.
Wichtige Begriffserklärungen
Im Zusammenhang mit Sensoren und speziell induktiven Näherungsschaltern tauchen immer wieder Begriffe wie z.B. Korrekturfaktor, Schaltfrequenz oder Wiederholgenauigkeit auf. Diese Termini sollen abschließend näher erklärt werden: Korrekturfaktoren geben die Verringerung des Schaltabstandes an, wenn andere Materialien als S235 (Baustahl) erfasst werden. Die Veränderung des Schaltabstandes hängt hierbei von der Art, der Beschaffenheit (innere Struktur), der Größe und der Geometrie des entsprechenden Werkstoffes ab. Typische Korrekturfaktoren sind: Stahl (St):1, Edelstahl (V2A):ca.0,7, Messing (Ms):ca.0,4, Aluminium (Al):ca.0,3 und Kupfer (Cu):ca.0,2. Um den ungefähren Schaltabstand auf den von S235 abweichenden Werkstoffen zu ermitteln, muss der Schaltabstand für S235 mit dem entsprechenden Korrekturfaktor multipliziert werden. Die Schaltfrequenz gibt an, wie viele Schaltvorgänge pro Sekunde maximal möglich sind. Jeder Schaltvorgang des induktiven Näherungsschalters lässt den Schwingkreis auf und wieder abschwingen. Die dafür benötigte Zeit setzt der Schaltfrequenz Grenzen. Das Verhältnis von Impuls zu Pause sollte bei halbem Nennschaltabstand mindestens 1:2 betragen. Bei der Wahl des richtigen Näherungsschalters muss also ein Kompromiss zwischen Größe des Sensors und Schaltfrequenz gemacht werden. Generell gilt: je größer der Sensor, umso geringer ist die Schaltfrequenz. Die Schaltfrequenz ist zudem ein Maßstab, um die Einsatzmöglichkeit, z.B. bei Drehzahlüberwachungen oder schnellen Bewegungen, zu bewerten. Unter Wiederholgenauigkeit (gemäß IEC60947-5-2/EN60947-5-2) versteht man die Wiederholgenauigkeit des Realschaltabstands über eine Dauer von acht Stunden bei einer Umgebungstemperatur von 23°C (±5°C) und bei einer festgelegten Betriebsspannung. Die spezifizierte Wiederholgenauigkeit bezieht sich auf diese Definition. Bei unmittelbar aufeinanderfolgenden Messungen ist die Wiederholgenauigkeit im Allgemeinen wesentlich besser.
