Robustes Mess-System für extreme Anforderungen

Die ferromagnetische Codescheibe trägt drei Spuren, die jeweils unterschiedliche Stegzahlen haben. Der eindeutige Phasenversatz zwischen den drei Spuren ermöglicht die Ermittlung einer Absolutposition. Die Berechnung basiert auf dem Nonius-Prinzip, aus dem eindeutige Phasenbeziehungen der Sinussignale zueinander hergeleitet werden können. Gegenüber anderen magnetischen Absolutwertgebern, die nur die Feldlinienorientierung eines Stabmagneten abtasten können, erreicht die Baureihe eine höhere Auflösung von bis zu 16Bit (65.536 Schritte pro Umdrehung). Nonius-Maßverkörperung und deren magnetische Abtastung Das Oberflächenprofil der ferromagnetischen Codescheibe wird mittels konventioneller Belichtungs- und Ätzverfahren hergestellt, wobei die kleinsten, relevanten Strukturgrößen bei einem Stegscheibendurchmesser von etwa 50mm im Bereich einiger 10 bis 100µm liegen. Bei diesen Verfahren wird die gesamte Oberflächenstruktur der Stegscheibe in einem Schritt erzeugt, wodurch eine hohe Maßhaltigkeit, Strukturtreue und Homogenität erreicht wird. Für die Abtastung der Noniusscheiben werden Sensoren eingesetzt, die den GMR-Effekt nutzen. Der GMR-Effekt ist ein Grenzschichteffekt, der durch eine symmetrische Magnetfeldmodulation relativ zu dessen parallelen Grenzschichten in einer symmetrischen Änderung des elektrischen Widerstandes resultiert. Die auch von Computerfestplatten bekannten GMR-Sensorelemente weisen eine hohe Empfindlichkeit und Linearität auf. Ferner sind sie kompakt in der Bauform und haben eine geringe Temperaturdrift. Lenord + Bauer realisiert den grundsätzlichen Aufbau eines Magnetkreises zur Abtastung einer magnetisch passiven Maßverkörperung durch einen Stützmagneten, ein Sensorelement und eine Maßverkörperung. Maßverkörperung und Sensorelement sind in einem Abstand von wenigen 100µm zueinander angeordnet, sodass das Oberflächenprofil der rotierenden Maßverkörperung das permanente Magnetfeld des Stutzmagneten moduliert. Jeder Magnetkreis erzeugt in Kombination mit den Spuren der Stegscheibe Sinussignale mit abweichender Phasenlage. Ein hochintegriertes Asic führt neben der Nonius-Auswertung auch den elektronischen Abgleich der GMRSensoren durch. Mechanische Fertigungstoleranzen werden so automatisch ausgeglichen. Als erster Sensor der neuen Baureihe erreicht der Absolutwertgeber GEL 235 eine Genauigkeit von 0,08°. Durch die Gesamtauflösung von 28Bit (16Bit Singleturn/12Bit Multiturn) werden Bewegungsprozesse sicher erfasst. Der Anwender profitiert von einer dynamischen Regelung und der reproduzierbaren Signalqualitat. Robust und verschleißarm für den Einsatz in rauen Umgebungen Aufgrund ihres magnetischen Messprinzips arbeiten die \’Nonius-Absolutwertgeber\‘ verschleißarm. Die Geber konnen auch bei wechselnden Umgebungstemperaturen, Feuchteschwankungen, starken Vibrationen usw. dauerhaft eingesetzt werden. Die hohe Auflösung und Mess-Genauigkeit, die man bisher nur von optischen Gebern kannte, wird durch diese Entwicklung auch mit robusten, magnetisch-absoluten Drehgebern erreicht. Seit Markteinführung dieser Technologie hat Lenord + Bauer das Absolutwertgeber-Portfolio ausgebaut und um verschiedene analoge und digitale Schnittstellen ergänzt. Der GEL 235 ist inzwischen mit unterschiedlichen Bushauben für die Anbindung an CANopen-, Profibus- und Ethercat-Feldbussysteme lieferbar und wird z.B. in Windkraftanlagen eingesetzt. Als Ersatz fur Getriebepotis und bei Offshore-Anwendungen eignet sich die analoge 16Bit-Variante GEL 2351 mit TeachIn-Funktion. Im Vergleich dazu hat der GEL 2352 integrierte digitale Schnittstellen (wahlweise CANopen oder SSI). Diese Variante ohne Bushaube wird z.B. von den Herstellern mobiler Arbeitsmaschinen bevorzugt, da die kompakte Bauform die Elektronik sicher gegen das Eindringen von Feuchtigkeit, Schmutz oder Öl schützt.