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<!DOCTYPE html>

<title>Induktiver Sensor</title>

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

</header>

</div>

<p>Grundprinzip <b>induktiver Sensoren</b> ist die Änderung der <a href="Induktivit%C3%A4t" title="Induktivität">Induktivität</a> oder deren <a href="G%C3%BCtefaktor" title="Gütefaktor">Güte</a> durch eine Lageänderung relativ zu einem leitfähigen und/oder ferromagnetischen Teil.

</p>

<p>Die Induktivität einer <a href="Spule_(Elektrotechnik)" title="Spule (Elektrotechnik)">Spule</a> hängt vom Quadrat der <a href="Spulenwindungszahl" class="mw-redirect" title="Spulenwindungszahl">Windungszahl</a> und dem <a href="Magnetischer_Widerstand" title="Magnetischer Widerstand">magnetischen Widerstand</a> des Kreises ab.

</p>

<mfrac>

<msup>

</mrow>

</msup>

<msub>

</mrow>

</msub>

</mfrac>

</mrow>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle L={\frac {N^{2}}{R_{\text{m}}}}}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/dd4164a5f53b4fa7ccf266c96bd9ccefa321daba.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -2.171ex; width:8.883ex; height:6.009ex;" alt="{\displaystyle L={\frac {N^{2}}{R_{\text{m}}}}}" loading="lazy"></span></dd></dl>

<p>mit

</p>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle L}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/103168b86f781fe6e9a4a87b8ea1cebe0ad4ede8.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:1.583ex; height:2.176ex;" alt="{\displaystyle L}" loading="lazy"></span> – Induktivität</dd>

<msub>

</mrow>

</msub>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle R_{\text{m}}}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/36c86d6a130e416f8dd3ce45ae379fb5879d36f7.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.671ex; width:3.365ex; height:2.509ex;" alt="{\displaystyle R_{\text{m}}}" loading="lazy"></span> – Widerstand des magnetischen Kreises</dd>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle N}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/f5e3890c981ae85503089652feb48b191b57aae3.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:2.064ex; height:2.176ex;" alt="{\displaystyle N}" loading="lazy"></span> – Windungszahl</dd></dl>

<p>Der magnetische Widerstand einer vom Eisen umschlossenen Spule ist abhängig von der Feldlinienlänge <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 l}">

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle l}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/829091f745070b9eb97a80244129025440a1cfac.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:0.693ex; height:2.176ex;" alt="{\displaystyle l}" loading="lazy"></span>, der durchsetzten Fläche <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 A}">

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle A}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/7daff47fa58cdfd29dc333def748ff5fa4c923e3.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.338ex; width:1.743ex; height:2.176ex;" alt="{\displaystyle A}" loading="lazy"></span> und der magnetischen Feldkonstanten sowie der Permeabilitätszahl:

</p>

<msub>

</mrow>

</msub>

<mfrac>

<mrow>

<msub>

</mrow>

</msub>

<msub>

</mrow>

</msub>

</mrow>

</mfrac>

</mrow>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle R_{\text{m}}={\frac {l}{\mu _{0}\cdot \mu _{\text{r}}\cdot A}}}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/fe44a363acccba2cf3b891b04302ba67c94ebe25.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -2.505ex; width:17.136ex; height:6.009ex;" alt="{\displaystyle R_{\text{m}}={\frac {l}{\mu _{0}\cdot \mu _{\text{r}}\cdot A}}}" loading="lazy"></span></dd></dl>

<p>mit

</p>

<msub>

</mrow>

</msub>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \mu _{0}}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/fe2fd9b8decb38a3cd158e7b6c0c6e2d987fefcc.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.838ex; width:2.456ex; height:2.176ex;" alt="{\displaystyle \mu _{0}}" loading="lazy"></span> – Feldkonstante 1,257 · 10<sup>−6</sup> Vs/Am</dd>

<msub>

</mrow>

</msub>

</mstyle>

</mrow>

<annotation encoding="application/x-tex">{\displaystyle \mu _{\text{r}}}</annotation>

</semantics>

</math></span><img src="./_assets_/eb734a37dd21ce173a46342d1cc64c92/539bfb97e2328e33dafd75da47acfaf8883659de.svg" class="mwe-math-fallback-image-inline mw-invert skin-invert" aria-hidden="true" style="vertical-align: -0.838ex; width:2.279ex; height:2.176ex;" alt="{\displaystyle \mu _{\text{r}}}" loading="lazy"></span> – Permeabilitätszahl</dd></dl>

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

<p>Induktive Sensoren arbeiten grundsätzlich mit einer Induktivität (offene <a href="Spule_(Elektrotechnik)" title="Spule (Elektrotechnik)">Spule</a>). Es wird ein <a href="Magnetfeld" class="mw-redirect" title="Magnetfeld">Magnetfeld</a> erzeugt und das zu Messende Objekt verändert das Feld. Durch dieses Messprinzip lassen sich berührungslos und verschleißfrei <a href="Winkelmessung" title="Winkelmessung">Winkel</a>, <a href="Wegaufnehmer" class="mw-redirect" title="Wegaufnehmer">Wege</a> bzw. Abstände und Geschwindigkeiten messen.

</p>

<p>Die Spule sendet meist als Bestandteil eines <a href="Schwingkreis" title="Schwingkreis">Schwingkreises</a> / <a href="Oszillator" title="Oszillator">Oszillators</a> ein magnetisches Feld aus, welches in einem vorbeigeführten, elektrisch leitenden Material Wirbelströme hervorruft, weshalb diese Sensorbauform auch als Wirbelstromsensor bezeichnet wird. Die Amplitude und die Frequenz des Schwingkreises verändern sich. Über einen <a href="Schmitt-Trigger" title="Schmitt-Trigger">Schmitt-Trigger</a> wird bei einer bestimmten Veränderung der Ausgang geschaltet oder die Amplitude wird in eine Entfernung umgerechnet. Die Messgenauigkeit des Sensors kann hierbei erhöht werden, wenn mehrere Spulen eingesetzt werden.

</p><p>Ein anderes (berührendes) Verfahren nutzt einen Tauchanker, also einen beweglichen Eisenkern, der in eine Spule eintaucht. Mit der Eintauchtiefe ändert sich die Induktivität bzw. der <a href="Magnetischer_Widerstand" title="Magnetischer Widerstand">magnetische Widerstand</a> derselben. Die Spule kann als Spannungsteiler mit einer zweiten gleichartigen dahinterliegenden Spule geschaltet werden. Mit solchen Tastsensoren können mikrometergenau Objekte vermessen oder geprüft werden.

</p><p>Das Tauchankerprinzip wird oftmals erweitert zum <a href="Differentialtransformator" title="Differentialtransformator">Differentialtransformator</a>, engl. Linearer Variabler Differential-Transformator (LVDT). An eine Primärspule wird hier eine Wechselspannung angeschaltet. Nach dem Transformatorprinzip erfolgt über den beweglichen Tauchanker eine Übertragung auf zwei übereinander angeordnete Sekundärspulen, wobei der jeweilige Übertragungsfaktor von der Position des Tauchankers abhängt. Die Kopplung ist bei beiden Sekundärspulen gegensinnig, so dass sich die Sekundärspannungen ebenfalls gegensinnig ändern. Typischerweise wird die Differenz dieser beiden Spannungen dann ausgewertet, was eine sehr hohe Messempfindlichkeit und in weiten Bereichen gut proportionales Verhalten ergibt.<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>

</p><p>Ist das Objekt <a href="Ferromagnetismus" title="Ferromagnetismus">ferromagnetisch</a> und die Spule ist gleichstromdurchflossen, ruft eine Bewegung des Objektes eine Spannungsänderung an ihr hervor. Auf diese Weise können mittels Eisenzahnungen <a href="Drehzahlmessung" title="Drehzahlmessung">Drehzahlen</a> (siehe <a href="Drehgeber#Inkrementalgeber" title="Drehgeber">Drehgeber</a>) oder Geschwindigkeiten bestimmt oder der Verkehr gezählt werden.

</p><p>Wenn im Objekt magnetisierte Streifenmuster vorliegen<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>, kann bei Bewegung in der Spule ohne Gleichstrom eine Spannung induziert werden.

</p>

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

<ul><li>Karl Heinz Dietsche, Thomas Jäger, Robert Bosch GmbH: <i>Kraftfahrtechnisches Taschenbuch.</i> 25. Auflage, Friedr. Vieweg & Sohn Verlag, Wiesbaden 2003, ISBN 3-528-23876-3.</li>

<li>Günter Springer: <i>Fachkunde Elektrotechnik.</i> 18. Auflage, Verlag Europa-Lehrmittel, Wuppertal 1989, ISBN 3-8085-3018-9.</li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Siehe_auch">Siehe auch</h2></div>

<ul><li><a href="Differentialtransformator" title="Differentialtransformator">Differentialtransformator</a> (linear), <a href="Drehmelder" title="Drehmelder">Drehmelder</a> (rotativ)</li>

<li><a href="Induktiver_N%C3%A4herungsschalter" title="Induktiver Näherungsschalter">Induktiver Näherungsschalter</a></li>

<li><a href="Querankergeber" title="Querankergeber">Querankergeber</a></li></ul>

<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"><span class="cite">Jörg Böttcher: <a rel="nofollow" class="external text" href="https://messtechnik-und-sensorik.org/kapazitive-und-induktive-abstandssensoren/"><i>Online-Kompendium Messtechnik und Sensorik: Kapazitive und induktive Abstandssensoren.</i></a><span class="Abrufdatum"> Abgerufen am 6. Dezember 2019</span>.</span><span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3AInduktiver+Sensor&rft.title=Online-Kompendium+Messtechnik+und+Sensorik%3A+Kapazitive+und+induktive+Abstandssensoren&rft.description=Online-Kompendium+Messtechnik+und+Sensorik%3A+Kapazitive+und+induktive+Abstandssensoren&rft.identifier=https%3A%2F%2Fmesstechnik-und-sensorik.org%2Fkapazitive-und-induktive-abstandssensoren%2F&rft.creator=J%C3%B6rg+B%C3%B6ttcher&rft.date="> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-2"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-2">↑</a></span> <span class="reference-text"><span class="cite"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.asm-sensor.com/de/posimag-magnetband-sensoren.html"><i>POSIMAG® Magnetband-Sensoren - ASM.</i></a><span class="Abrufdatum"> Abgerufen am 28. November 2017</span>.</span><span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3AInduktiver+Sensor&rft.title=POSIMAG%C2%AE+Magnetband-Sensoren+-+ASM&rft.description=POSIMAG%C2%AE+Magnetband-Sensoren+-+ASM&rft.identifier=https%3A%2F%2Fwww.asm-sensor.com%2Fde%2Fposimag-magnetband-sensoren.html&rft.language=de"> </span></span>

</li>

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

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