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<!DOCTYPE html>

<title>Ferraris-Sensor</title>

</head>

<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">Ferraris-Sensor</span></h1>

</header>

</div>

<div id="mw-content-text" class="mw-body-content mw-content-ltr" lang="de" dir="ltr"><div class="mw-content-ltr mw-parser-output" lang="de" dir="ltr"><p>Der <b>Ferraris-Sensor</b> (auch <b>Ferraris-Beschleunigungssensor</b> oder <b>Relativbeschleunigungs-Sensor</b>) ist ein <a href="Beschleunigungssensor" title="Beschleunigungssensor">Beschleunigungssensor</a>, der berührungslos die relative <a href="Beschleunigung" title="Beschleunigung">Beschleunigung</a> zweier Bauteile zueinander nach dem <a href="Wirbelstrom" title="Wirbelstrom">Wirbelstrom</a>prinzip misst, das von <a href="Galileo_Ferraris" title="Galileo Ferraris">Galileo Ferraris</a> entdeckt wurde.

</p><p>Der Ferraris-Sensor wurde von <a href="Lothar_Wilhelmy" title="Lothar Wilhelmy">Lothar Wilhelmy</a><sup id="cite_ref-1" class="reference"><a href="#cite_note-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> als <a href="Drehbeschleunigung" class="mw-redirect" title="Drehbeschleunigung">Drehbeschleunigungs</a>-Sensor für die <a href="Antriebstechnik" title="Antriebstechnik">Antriebstechnik</a> entwickelt und zusammen mit Bernhard Hiller an unterschiedliche Messaufgaben angepasst.<sup id="cite_ref-2" class="reference"><a href="#cite_note-2"><span class="cite-bracket">[</span>2<span class="cite-bracket">]</span></a></sup><sup id="cite_ref-3" class="reference"><a href="#cite_note-3"><span class="cite-bracket">[</span>3<span class="cite-bracket">]</span></a></sup><sup id="cite_ref-4" class="reference"><a href="#cite_note-4"><span class="cite-bracket">[</span>4<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Der Ferraris-Sensor hat <i>kein</i> <a href="Feder-Masse-System" class="mw-redirect" title="Feder-Masse-System">Feder-Masse-System</a> wie andere Beschleunigungssensoren und ist deshalb unabhängig von der <a href="Zentrifugalbeschleunigung" class="mw-redirect" title="Zentrifugalbeschleunigung">Zentrifugal-</a> und der <a href="Erdbeschleunigung" class="mw-redirect" title="Erdbeschleunigung">Erdbeschleunigung</a>.

</p><p>Eingesetzt wird der Ferraris-Sensor auf <a href="Pr%C3%BCfstand" title="Prüfstand">Prüfständen</a> zur <a href="Systemanalyse" title="Systemanalyse">Systemanalyse</a>, Untersuchung von <a href="Torsionsschwingung" class="mw-redirect" title="Torsionsschwingung">Torsionsschwingungen</a> und zur Verbesserung der <a href="Regelungstechnik" title="Regelungstechnik">Regelung</a> von hochdynamischen <a href="Servoantrieb" title="Servoantrieb">Servoantrieben</a> in <a href="Druckmaschine" title="Druckmaschine">Druckmaschinen</a>, <a href="Linearantrieb" title="Linearantrieb">Linearantrieben</a> und <a href="Roboter" title="Roboter">Robotern</a>.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Funktionsweise">Funktionsweise</h2></div>

<p>Das bewegte Bauteil enthält einen nicht magnetischen, <a href="Elektrischer_Leiter" class="mw-redirect" title="Elektrischer Leiter">elektrisch leitfähigen</a> Körper, dessen Geschwindigkeitsänderung (d. h. Beschleunigung) gemessen werden soll, meist aus <a href="Aluminium" title="Aluminium">Aluminium</a> oder <a href="Kupfer" title="Kupfer">Kupfer</a>:

</p>

<ul><li>bei der Messung einer Drehbeschleunigung ist das eine Scheibe</li>

<li>bei der Messung einer Linearbeschleunigung ein <a href="Blech" title="Blech">Blech</a>streifen.</li></ul>

<p>Ein <a href="Dauermagnet" title="Dauermagnet">Dauermagnet</a> erzeugt ein zeitlich konstantes, räumlich begrenztes <a href="Magnetfeld" class="mw-redirect" title="Magnetfeld">Magnetfeld</a> senkrecht zur Bewegungsrichtung. Dadurch werden im bewegten Körper Wirbelströme <i>i</i> erzeugt. Sie rufen sekundäre Magnetfelder hervor (im Bild gestrichelt), deren Stärke mit der <a href="Geschwindigkeit" title="Geschwindigkeit">Geschwindigkeit</a> wächst. Diese Änderung <a href="Elektromagnetische_Induktion" title="Elektromagnetische Induktion">induziert</a> wiederum eine <a href="Elektrische_Spannung" title="Elektrische Spannung">Spannung</a> in der Aufnehmer<a href="Spule_(Elektrotechnik)" title="Spule (Elektrotechnik)">spule</a>. Da die Spule nur die <i>Änderungen</i> des Magnetfelds detektiert, ist die induzierte Spannung <i>u</i> <a href="Proportional" class="mw-redirect" title="Proportional">proportional</a> zur Beschleunigung <span class="mwe-math-element mwe-math-element-inline"><span class="mwe-math-mathml-inline mwe-math-mathml-a11y" style="display: none;"><math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" alttext="{\displaystyle {\dot {v}}}">

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</p>

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<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Vorteile">Vorteile</h2></div>

<p>Der Ferraris-Sensor misst die relative Beschleunigung. Das macht ihn für den Einsatz in mehrachsigen Robotern und <a href="Werkzeugmaschine" title="Werkzeugmaschine">Werkzeugmaschinen</a> interessant, wo sonst die Erdbeschleunigung in Berechnungen mit berücksichtigt werden muss.

</p><p>Er hat eine hohe <a href="Linearit%C3%A4t_(Physik)" title="Linearität (Physik)">Linearität</a> und ein hohes <a href="Signal-Rausch-Verh%C3%A4ltnis" title="Signal-Rausch-Verhältnis">Signal-Rausch-Verhältnis</a>.

</p><p>In digitalen Servoantrieben kann die direkte Messung der Beschleunigung als Rückkoppelsignal (z. B. zur System<a href="D%C3%A4mpfung" title="Dämpfung">dämpfung</a>) oder zum Aufbau einer unterlagerten Beschleunigungsregelung verwendet werden, die eine deutliche Erhöhung der Störsteifigkeit und Dynamik ermöglicht.<sup id="cite_ref-5" class="reference"><a href="#cite_note-5"><span class="cite-bracket">[</span>5<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Darüber hinaus ist durch <a href="Integralrechnung" title="Integralrechnung">Integration</a> eine gering <a href="Quantisierung_(Signalverarbeitung)" title="Quantisierung (Signalverarbeitung)">quantisierte</a> Geschwindigkeit berechenbar.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Nachteile">Nachteile</h2></div>

<p>Nachteilig ist <a href="Verlustleistung" title="Verlustleistung">Verlustleistung</a>, die wie bei <a href="Wirbelstrombremse" title="Wirbelstrombremse">Wirbelstrombremsen</a> die Scheibe oder das Blech erwärmt. Bei steigender Geschwindigkeit verliert der Sensor außerdem seine <a href="Empfindlichkeit_(Technik)" title="Empfindlichkeit (Technik)">Empfindlichkeit</a>.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Einzelnachweise">Einzelnachweise</h2></div>

<li id="cite_note-1"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-1">↑</a></span> <span class="reference-text">DE 198 28 372 C2, Patenterteilung 31. August 2000 </span>

</li>

<li id="cite_note-2"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-2">↑</a></span> <span class="reference-text">DE 101 18 954 C1, Patenterteilung 14. November 2002 </span>

</li>

<li id="cite_note-3"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-3">↑</a></span> <span class="reference-text">EP 1 377 838 B1, Patenterteilung 1. Februar 2006 </span>

</li>

<li id="cite_note-4"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-4">↑</a></span> <span class="reference-text">EP 1 597 594 B1, Patenterteilung 13. September 2006 </span>

</li>

<li id="cite_note-5"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-5">↑</a></span> <span class="reference-text">Dipl.-Ing. Bernhard Hiller „Neue Entwicklungen und Anwendungen des Ferraris-Sensors“

im Seminar: Fortschritte in Regelungs- und Antriebstechnik, Stuttgart, ISW, 2005 <style data-mw-deduplicate="TemplateStyles:r261891140">

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/* end https://de.wikipedia.org/ */

</style><a rel="nofollow" class="external text" href="https://web.archive.org/web/20131116144911/http://www.baumerhuebner.com/uploads/media/ferraris_sensoren_neue_entwicklungen.pdf">pdf</a> (<span class="webarchiv-memento"><a href="Webarchivierung#Begrifflichkeiten" title="Webarchivierung">Memento</a></span> vom 16. November 2013 im <i><a href="Internet_Archive" title="Internet Archive">Internet Archive</a></i>) 3,5 MByte</span>

</li>

</ol></div><div><div class="zim-footer">

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