In der Weg- und Winkelmesstechnik wird zwar der Ruf nach kontaktlosen Verfahren immer lauter. Hört man genauer hin, wird jedoch deutlich, dass wie so oft Theorie und Praxis nur wenig gemeinsam haben. So sind Sensoren auf Potentiometerbasis wegen ihrer positiven Eigenschaften und ihres günstigen Preis-/Leistungsverhältnisses in vielen automotiven, mobilen und industriellen Anwendungsbereichen immer noch ohne ernstzunehmende Konkurrenz. Daran wird sich wohl auch in absehbarer Zukunft nichts ändern.
Dipl.-Ing. Stefan Sester Produktbereichsleiter Rotative Sensoren bei Novotechnik
Leitplastik-Potentiometer haben sich heute in zahlreichen Anwendungsbereichen einen festen Platz erobert, sowohl in der Industrie als auch bei mobilen Arbeitsmaschinen oder im Automobilbau. Potentiometrische Weg- und Winkelmesser haben vermutlich einen größeren Marktanteil als alle alternativen Techniken zusammen. Allein für den Kfz-Bereich beispielsweise hat der Sensorikspezialist Novotechnik, Ostfildern, in den letzten Jahren mehr als 60 Millionen Leitplastikpotentiometer produziert. Auch in absehbarer Zukunft werden die Sensoren vermutlich eher noch Zuwachsraten verbuchen. In vielen Anwendungsbereichen ist man auf leistungsfähige, aber dennoch bezahlbare Sensorik angewiesen, um ständig steigenden Anforderungen gerecht zu werden. Da man Potentiometer sehr flexibel modifizieren kann, erschließen sich hier zahllose Möglichkeiten: z.B. eine Optimierung hinsichtlich Preis, Auflösung, Drehmoment oder Linearität. Außerdem lassen sich Potentiometer gut an den vorhandenen Einbauraum anpassen. Gleichgültig, ob als linearer Wegaufnehmer oder ob als rotativer Winkelmesser aufgebaut, in jedem Fall stehen die Potentiometerausgangssignale ohne Schleppfehler in Echtzeit zur Verfügung und lassen sich sehr einfach weiterverarbeiten. Davon profitiert man auch bei Anwendungen mit eher harten Einsatzbedingungen. So gibt es spezielle Heavy-Duty-Ausführungen, die – redundant ausgelegt – sich in mobilen Applikationen sogar für sicherheitsrelevante Messungen eignen. Ein typisches Beispiel hierfür ist die Istwert-Erfassung direkt an der gelenkten Achse bei elektro-hydraulischen Lenksystemen. Hier können Leitplastikpotentiometer gleich eine ganze Reihe weiterer Vorzüge ausspielen. Sie sind schock- und vibrationsunempfindlich, brauchen extrem wenig Energie und sind unkritisch hinsichtlich EMV sowie magnetischen Feldern. Da sie als Spannungsteiler arbeiten, haben sowohl Temperaturschwankungen als auch Feuchteeinwirkung keinen Einfluss auf das Messergebnis. Selbst der Einsatz in Ex-Bereichen ist möglich, da Leitplastik-Potentiometer passive Elemente sind.
Kontinuierlicher Verbesserungsprozess
Oft als Nachteil angeführt wird der prinzipbedingte mechanische Verschleiß der Potentiometertechnik. In vielen Anwendungen spielt dieser jedoch nur eine eher untergeordnete Rolle. Schließlich erreichen qualitativ hochwertige Ausführungen heute ohne Weiteres eine Lebensdauer von über 100 Millionen Bewegungszyklen. Zukünftig gibt es diesbezüglich sicher noch weitere Verbesserungen, denn auch in der Potentiometertechnik geht die Entwicklungsarbeit ständig voran. Nicht nur hinsichtlich Lebensdauer, sondern auch in puncto Auflösung oder Maximierung von Winkelbereichen laufen kontinuierliche Verbesserungsprozesse. Lediglich in Bereichen, die vor allem an die Lebensdauer deutlich höhere Anforderungen stellen, werden kontaktlose Verfahren dem klassischen Potentiometer deshalb Einsatzbereiche streitig machen.
Novotechnik Messwertaufnehmer,
Ostfildern-Ruit, www.novotechnik.de
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