Inductieve meetsensoren

Wat is een inductieve meetsensor?

Een inductieve meetsensor is een contactloze sensor waarmee de afstand, positie of verplaatsing van een metalen object continu kan worden gemeten. De sensor maakt gebruik van een inductief meetprincipe en is daardoor specifiek geschikt voor het meten van metalen materialen.

Waar een normale inductieve naderingssensor voornamelijk een aan/uit-signaal geeft zodra een metalen object binnen de schakelafstand komt, levert een inductieve meetsensor een continu analoog uitgangssignaal dat verandert met de afstand tot het object.

Hierdoor kan een PLC, regelaar of meetsysteem niet alleen bepalen óf een object aanwezig is, maar ook waar het object zich binnen het meetbereik bevindt.

Inductieve meetsensoren worden daarom ook aangeduid als inductieve afstandssensoren, analoge inductieve sensoren, inductieve positiesensoren of inductieve verplaatsingssensoren.

Hoe werkt een inductieve afstandssensor?

Aan de actieve zijde van een inductieve sensor wordt een elektromagnetisch veld opgewekt. Wanneer een metalen object dit veld binnentreedt, verandert het elektromagnetische gedrag van de sensor.

Bij een standaard inductieve sensor wordt deze verandering gebruikt om een schakelpunt te activeren. Een metende inductieve sensor verwerkt deze verandering daarentegen tot een proportioneel meetsignaal.

Binnen het opgegeven meetbereik correspondeert de uitgang daardoor met de positie of afstand van het metalen object.

Afhankelijk van de uitvoering kan een inductieve meetsensor bijvoorbeeld worden aangesloten op:

• een PLC;
• een analoge ingang;
• een motion controller;
• een meetsysteem;
• een procesregelaar;
• een data-acquisitiesysteem.

Hierdoor kunnen inductieve meetsensoren direct worden geïntegreerd in industriële automatiseringssystemen.

Verschil tussen een inductieve sensor en een inductieve meetsensor

Het belangrijkste verschil zit in het uitgangssignaal.

Een standaard inductieve naderingssensor detecteert of een metalen object een bepaald schakelpunt bereikt. De uitgang is daarbij bijvoorbeeld PNP of NPN en heeft hoofdzakelijk twee toestanden: geschakeld of niet geschakeld.

Een inductieve meetsensor meet daarentegen continu de positie van het object binnen een bepaald meetgebied.

Voor een toepassing waarbij alleen moet worden vastgesteld of een metalen onderdeel aanwezig is, is een standaard inductieve sensor vaak voldoende.

Wanneer de daadwerkelijke afstand, positie of verplaatsing moet worden bepaald, is een inductieve meetsensor geschikter.

Analoge inductieve sensoren

Voor het doorgeven van de gemeten afstand worden vaak analoge uitgangssignalen gebruikt.

Afhankelijk van het sensortype kan bijvoorbeeld gebruik worden gemaakt van een analoge spannings- of stroomuitgang. Hierdoor kan de afstandswaarde rechtstreeks worden verwerkt door een PLC of andere industriële besturing.

Bij het selecteren van een analoge inductieve sensor is het daarom belangrijk om niet alleen naar het meetbereik te kijken, maar ook naar het uitgangssignaal dat door de bestaande besturing kan worden verwerkt.

Bij vervanging van een bestaande sensor vergelijken wij onder andere het meetbereik, de uitgangskarakteristiek, voedingsspanning, mechanische afmetingen en elektrische aansluiting.

Waar worden inductieve meetsensoren toegepast?

Inductieve meetsensoren worden gebruikt wanneer de positie van een metalen onderdeel betrouwbaar en contactloos moet worden gemeten.

Voorbeelden van toepassingen zijn:

• positiecontrole van machineonderdelen;
• meten van lineaire verplaatsingen;
• bewaking van mechanische toleranties;
• positiecontrole van assen en geleidingen;
• afstandsmeting tot metalen oppervlakken;
• controle van materiaaldikte of positie;
• monitoring van kleppen en actuatoren;
• positionering binnen assemblagemachines;
• kwaliteitscontrole in productielijnen;
• machine- en procesbewaking;
• test- en meetopstellingen.

Omdat er geen mechanisch contact nodig is tussen sensor en object treedt nauwelijks slijtage op. Dit maakt het meetprincipe interessant voor toepassingen met hoge cyclussnelheden of langdurig continu bedrijf.

M12, M18 en M30 inductieve meetsensoren

Inductieve meetsensoren zijn verkrijgbaar in verschillende mechanische afmetingen. Veel gebruikte cilindrische bouwvormen zijn M12, M18 en M30.

Een compacte M12 inductieve meetsensor is bijvoorbeeld interessant wanneer weinig montageruimte beschikbaar is of wanneer relatief kleine afstanden moeten worden gemeten.

Een M18 inductieve afstandssensor biedt meer ruimte voor elektronica en kan, afhankelijk van het type, een groter meetbereik bieden.

Voor toepassingen waarbij een groter detectieoppervlak of meetbereik nodig is kan een M30 inductieve meetsensor worden toegepast.

Welke bouwvorm het meest geschikt is hangt echter niet alleen af van de gewenste meetafstand. Ook beschikbare montageruimte, materiaal van het doelobject, gewenste nauwkeurigheid en omgevingscondities spelen een rol.

Meetbereik, lineariteit en herhaalnauwkeurigheid

Bij de keuze van een inductieve meetsensor zijn verschillende meetspecificaties belangrijk.

Meetbereik

Het gebied waarbinnen de afstand tussen sensor en object betrouwbaar kan worden gemeten.

Lineariteit

Geeft aan hoe nauwkeurig het uitgangssignaal de werkelijke verandering in afstand volgt.

Herhaalnauwkeurigheid

Geeft aan hoe consistent dezelfde meetwaarde opnieuw kan worden bepaald wanneer het object meerdere keren dezelfde positie bereikt.

Resolutie

Geeft aan hoe kleine veranderingen in positie of afstand door het meetsysteem kunnen worden waargenomen.

Welke specificatie het belangrijkst is hangt af van de toepassing. Voor eenvoudige positiecontrole kan een beperkte nauwkeurigheid voldoende zijn, terwijl voor kwaliteitscontrole of zeer nauwkeurige positionering hogere eisen gelden.

Invloed van het materiaal op de meting

Omdat inductieve meetsensoren reageren op geleidende materialen kan het materiaal van het te meten object invloed hebben op het meetgedrag.

Staal wordt vaak als referentiemateriaal gebruikt. Andere metalen zoals aluminium, messing, koper of roestvast staal kunnen een andere invloed op het elektromagnetische veld hebben.

Bij nauwkeurige metingen is het daarom belangrijk om bij de sensorselectie rekening te houden met het daadwerkelijke doelmateriaal.

Wanneer verschillende soorten metaal binnen dezelfde toepassing worden gemeten, moet worden gecontroleerd of materiaalverschillen invloed hebben op de gewenste meetnauwkeurigheid.

Contactloos meten zonder mechanische slijtage

Een belangrijk voordeel van inductieve afstandsmeting is dat er geen fysiek contact nodig is tussen sensor en meetobject.

Hierdoor ontstaan geen mechanische slijtage, wrijving of krachten op het te meten onderdeel. Dat maakt inductieve meetsensoren geschikt voor snelle bewegingen, hoge aantallen meetcycli en toepassingen waarbij een mechanische meetstift ongewenst is.

Voor toepassingen waarbij contactmeting juist wél gewenst is, kunnen contact sensoren of LVDT verplaatsingsopnemers een geschikt alternatief zijn.

Inductief meten of Eddy Current?

Inductieve meetsensoren en Eddy Current sensoren worden beide gebruikt voor contactloze metingen aan metalen objecten, maar zijn niet voor iedere toepassing gelijkwaardig.

Inductieve meetsensoren zijn bijzonder interessant voor robuuste industriële positie- en afstandsmetingen waarbij eenvoudige integratie in een machine of PLC gewenst is.

Eddy Current sensoren worden vaak ingezet wanneer zeer kleine verplaatsingen, hoge dynamiek of bijzonder nauwkeurige metingen aan geleidende materialen nodig zijn.

Welke technologie het meest geschikt is, hangt daarom af van meetbereik, nauwkeurigheid, snelheid, materiaal en omgevingscondities.

Wanneer kies je een andere afstandssensor?

Niet iedere afstandsmeting kan met een inductieve sensor worden uitgevoerd. Inductieve meetsensoren zijn voornamelijk bedoeld voor metalen doelobjecten.

Voor grotere afstanden of het meten van verschillende materialen kan een ander meetprincipe geschikter zijn.

Voor contactloze optische afstandsmetingen zijn laser afstandssensoren beschikbaar.

Bij transparante, donkere of onregelmatige oppervlakken kunnen ultrasone meetsensoren interessant zijn.

Voor zeer nauwkeurige optische metingen kunnen confocale sensoren worden toegepast.

Voor profiel- en vormmetingen zijn 3D-profielsensoren beschikbaar.

Bekijk het volledige assortiment meetsensoren om verschillende meetprincipes met elkaar te vergelijken.

Waar moet je op letten bij het kiezen van een inductieve meetsensor?

Voor een goede sensorselectie kijken we onder andere naar:

• benodigd meetbereik;
• gewenste nauwkeurigheid;
• lineariteit;
• herhaalnauwkeurigheid;
• materiaal van het meetobject;
• M12, M18, M30 of andere bouwvorm;
• beschikbare inbouwruimte;
• voedingsspanning;
• gewenst analoog uitgangssignaal;
• elektrische aansluiting;
• connector- of kabeluitvoering;
• omgevingstemperatuur;
• beschermingsklasse;
• trillingen en mechanische belasting;
• benodigde responssnelheid.

De sensor met het grootste meetbereik is daarbij niet automatisch de beste keuze. Voor een nauwkeurige meting is het vaak gunstiger om een meetbereik te kiezen dat zo goed mogelijk aansluit bij de werkelijk benodigde verplaatsing.

Inductieve meetsensor vervangen

Ook bij een bestaande machine kan een inductieve meetsensor worden vervangen door een technisch gelijkwaardig alternatief.

Dit kan relevant zijn wanneer een bestaand type niet meer leverbaar is, een lange levertijd heeft of wanneer gezocht wordt naar een economisch aantrekkelijkere oplossing.

Bij een vervanging vergelijken wij onder meer:

• fabrikant en typenummer;
• mechanische afmetingen;
• meetbereik;
• uitgangssignaal;
• voedingsspanning;
• aansluiting en connector;
• lineariteit en nauwkeurigheid;
• materiaal van het doelobject;
• montagewijze;
• omgevingscondities.

Hierdoor kan worden bepaald of een alternatief daadwerkelijk functioneel uitwisselbaar is en niet alleen mechanisch vergelijkbaar lijkt.

Meer informatie hierover vind je bij retrofit en vervanging.

Inductieve meetsensor selecteren voor jouw toepassing

Bij Indusen leveren en selecteren wij industriële inductieve meetsensoren voor machinebouw, OEM's, automatiseringssystemen en industriële eindgebruikers.

Daarbij kijken wij verder dan alleen het productnummer. Meetbereik, nauwkeurigheid, materiaal, montage, uitgangssignaal en integratie met de besturing worden samen beoordeeld om tot een passende oplossing te komen.

Heb je al een bestaande sensor? Stuur ons dan het typenummer, de datasheet of een foto van de huidige sensor. Wij kunnen de technische specificaties vergelijken en zoeken naar een passende vervanger.

Voor een nieuwe toepassing kun je ons het gewenste meetbereik, materiaal van het object, beschikbare inbouwruimte en gewenste uitgangssignaal doorgeven. Op basis daarvan kunnen wij gericht bepalen welk meetprincipe en welke sensor het beste bij de toepassing passen.

Bekijk ook onze sensoroplossingen voor ondersteuning bij complete meet- en detectievraagstukken.