Manual V 0140 · Automation Technology

Sensortechnik – Bausteine der Automatisierungstechnik

40 experiments
Manual · 166 pages
Edition 5

German manual. Titles are shown in the original language.

Experiments only

marks experiments. Components and devices per experiment can be expanded.

1 Bedienung des SENSORICS BOARD p. 11
1.1 Allgemeines p. 11
1.2 Segmentscheibe p. 11
1.2.1 Motorsteuerung p. 11
1.2.2 Aufsetzen des Materialprobenhalters p. 11
1.3 Schlitten p. 12
1.3.1 Manueller Antrieb p. 12
1.3.2 Elektrischer Antrieb p. 12
1.3.3 Steuerung durch Sensoren p. 12
1.3.4 Aufsetzen der Sensoren p. 13
1.4 Elektronischer Zähler / Frequenzmesser p. 14
1.5 Materialprobenhalter und Sensoren p. 14
1.5.1 Positionierung der Materialprobe p. 14
1.5.2 Positionierung des Sensors p. 14
1.6 Versorgungs- und Anzeigefeld p. 14
2 Induktive Sensoren p. 17
2.1 Grundlagen p. 17
2.1.1 Aufbau und Funktion p. 17
2.1.2 Nennschaltabstand p. 18
2.1.3 Reduktionsfaktor p. 18
2.1.4 Schalthysterese p. 18
2.1.5 Schaltfrequenz p. 18
2.1.6 Drehzahl p. 18
2.1.7 Ansprechkurve p. 19
2.2 Versuchsteil p. 19
2.2.1 Experiment: Ansprechkurve des induktiven Sensors p. 19
2.2.2 Experiment: Schalthysterese p. 24
2.2.3 Experiment: Schaltverhalten Materialabhängigkeit p. 24
2.2.4 Experiment: Reduktionsfaktor p. 25
2.2.5 Experiment: Auslösen eines Schaltvorganges durch eine Gehäusewand p. 26
2.2.6 Experiment: Frequenz-/Drehzahlmessung p. 28
2.2.7 Experiment: Oszillatorfrequenz p. 31
3 Kapazitive Sensoren p. 33
3.1 Grundlagen p. 33
3.1.1 Aufbau und Funktion p. 33
3.1.2 Reduktionsfaktor p. 34
3.1.3 Empfindlichkeit p. 34
3.1.4 Permittivitätszahl p. 35
3.2 Versuchsteil p. 35
3.2.1 Experiment: Ansprechkurve p. 35
3.2.2 Experiment: Betätigungsvarianten p. 37
3.2.3 Experiment: Schaltverhalten Materialabhängigkeit p. 38
3.2.4 Experiment: Reduktionsfaktor p. 39
3.2.5 Experiment: Auslösen eines Schaltvorganges durch eine Gehäusewand und Prüfen von Wandstärken p. 40
3.2.6 Experiment: Füllstandserfassung p. 41
3.2.7 Experiment: Frequenz-/Drehzahlmessung p. 42
4 Magnetfeldsensoren p. 45
4.1 Grundlagen p. 45
4.1.1 Magnetoresistive Sensoren p. 45
4.1.2 Hallsensoren p. 46
4.1.3 Sättigungskernsonden p. 46
4.2 Versuchsteil p. 47
4.2.1 Experiment: Ansprechkurve p. 47
4.2.2 Experiment: Schaltabstand p. 49
4.2.3 Experiment: Schalthysterese p. 50
4.2.4 Experiment: Schaltverhalten Materialabhängigkeit p. 51
4.2.5 Experiment: Auslösen eines Schaltvorganges durch eine Gehäusewand p. 52
5 Optische Sensoren p. 55
5.1 Grundlagen p. 55
5.1.1 Aufbau und Funktion p. 55
5.1.2 Tastweite p. 56
5.2 Versuchsteil p. 56
5.2.1 Experiment: Frequenz-/Drehzahlmessung p. 56
5.2.2 Experiment: Schaltverhalten p. 57
5.2.3 Experiment: Tastweite/Abstandshysterese p. 59
6 Induktive Analogsensoren p. 61
6.1 Grundlagen p. 61
6.1.1 Aufbau und Funktion p. 61
6.2 Versuchsteil p. 61
6.2.1 Experiment: Materialabhängigkeit p. 61
6.2.2 Experiment: Oszillatorfrequenz p. 63
7 Ultraschallsensoren p. 65
7.1 Grundlagen p. 65
7.1.1 Transmission und Reflexion an Grenzflächen p. 65
7.1.2 Schallwellen in Luft p. 65
7.1.3 Erzeugung von Ultraschall in Luft p. 66
7.1.4 Ultraschallsender p. 69
7.1.5 Ultraschallempfänger p. 69
7.1.6 Betrieb als Näherungsschalter p. 70
7.1.7 Axiale Annäherung p. 71
7.1.8 Radiale Annäherung p. 71
7.1.9 Schalthysterese p. 71
7.2 Versuchsteil p. 72
7.2.1 Experiment: Auslösen eines Schaltvorganges durch ein Objekt im Erfassungsbereich p. 72
7.2.2 Experiment: Laufzeitmessung p. 72
7.2.3 Experiment: Ansprechkurve p. 74
7.2.4 Experiment: Ermittlung der maximal zulässigen Geschwindigkeit p. 76
8 NAMUR-Sensoren p. 79
8.1 Grundlagen p. 79
8.2 Versuchsteil p. 80
8.2.1 Experiment: Strom-Weg-Kennlinie des induktiven NAMUR-Sensors p. 80
8.2.2 Experiment: Überprüfung der Schaltpunkte beim induktiven NAMUR-Sensor p. 82
8.2.3 Experiment: Leitungsbruch- und Kurzschlussüberwachung beim induktiven NAMUR-Sensor p. 83
8.2.4 Experiment: Oszillatorfrequenz des induktiven NAMUR-Sensors p. 85
8.2.5 Experiment: Strom-Weg-Kennlinie des kapazitiven NAMUR-Sensors p. 86
8.2.6 Experiment: Strom-Weg-Kennlinie des NAMUR-Magnetfeldsensors p. 88
8.2.7 Experiment: Ansprechkurven des NAMUR-Magnetfeldsensors bei einem bewegten Dauermagneten p. 90
9 Lichtwellenleiter p. 93
9.1 Grundlagen p. 93
9.1.1 Aufbau und Funktion p. 93
9.2 Versuchsteil p. 94
9.2.1 Experiment: Erfassungsbereich p. 94
9.2.2 Experiment: Frequenz-/Drehzahlmessung p. 96
9.2.3 Experiment: Erfassung von Strichmarkierungen p. 97
9.2.4 Experiment: Erfassung von relativen Positionen p. 98
9.2.5 Experiment: Durchmesser p. 99
L Lösungsteil p. 101
L.2 Induktive Sensoren 3840.14 p. 101
L.2.1 Versuch 1: Ansprechkurve p. 101
L.2.2 Versuch 2: Schalthysterese p. 101
L.2.3 Versuch 3: Schaltverhalten Materialabhängigkeit p. 102
L.2.4 Versuch 4: Reduktionsfaktor p. 103
L.2.5 Versuch 5: Auslösen eines Schaltvorganges durch eine Gehäusewand p. 103
L.2.6 Versuch 6: Frequenz-/Drehzahlmessung p. 104
L.2.7 Versuch 7: Oszillatorfrequenz p. 105
L.3 Kapazitive Sensoren 3840.11 p. 105
L.3.1 Versuch 1: Ansprechkurve p. 105
L.3.2 Versuch 2: Betätigungsvarianten p. 106
L.3.3 Versuch 3: Schaltverhalten Materialabhängigkeit p. 108
L.3.4 Versuch 4: Reduktionsfaktor p. 108
Wandstärken p. 109
L.3.6 Versuch 6: Füllstandserfassung p. 109
L.3.7 Versuch 7: Frequenz-/Drehzahlmessung p. 109
L.4 Magnetfeldsensoren p. 109
L.4.1 Versuch 1: Ansprechkurve p. 109
L.4.2 Versuch 2: Schaltabstand p. 111
L.4.3 Versuch 3: Schalthysterese p. 111
L.4.4 Versuch 4: Schaltverhalten Materialabhängigkeit p. 111
L.4.5 Versuch 5: Auslösen eines Schaltvorganges durch eine Gehäusewand p. 111
L.5 Optische Sensoren p. 112
L.5.1 Versuch 1: Frequenz-/Drehzahlmessung p. 112
L.5.2 Versuch 2: Schaltverhalten p. 112
L.5.3 Versuch 3: Tastweite/Abstandshysterese p. 113
L.6 Induktive Analogsensoren p. 113
L.6.1 Versuch 1: Materialabhängigkeit p. 113
L.6.2 Versuch 2: Oszillatorfrequenz p. 114
L.7 Ultraschallsensoren p. 114
L.7.1 Versuch 1: Auslösen eines Schaltvorganges durch ein Objekt im Erfassungsbereich p. 114
L.7.2 Versuch 2: Laufzeitmessung p. 115
L.7.3 Versuch 3: Ansprechkurve p. 115
L.7.4 Versuch 4: Ermittlung der maximal zulässigen Geschwindigkeit p. 116
L.8 NAMUR-Sensoren p. 116
L.8.1 Versuch 1: Strom-Weg-Kennlinie des induktiven NAMUR-Sensors p. 116
L.8.2 Versuch 2: Überprüfung der Schaltpunkte beim induktiven NAMUR-Sensor p. 117
L.8.4 Versuch 4: Oszillatorfrequenz des induktiven NAMUR-Sensors p. 118
L.8.5 Versuch 5: Strom-Weg-Kennlinie des kapazitiven NAMUR-Sensors p. 118
L.8.6 Versuch 6: Strom-Weg-Kennlinie des NAMUR-Magnetfeldsensors p. 119
Dauermagneten p. 120
L.9 Lichtwellenleiter p. 121
L.9.1 Versuch 1: Tastweiten Erfassungsbereich p. 121
L.9.2 Versuch 2: Frequenz-/Drehzahlmessung p. 121
L.9.3 Versuch 3: Erfassung von Strichmarkierungen p. 121
L.9.4 Versuch 4: Erfassung von relativen Positionen p. 121
L.9.5 Versuch 5: Durchmesser p. 122
A Anhang p. 123
A.1 Formelzeichen p. 123
A.2 Notwendige Messgeräte p. 127
A.3 Literaturhinweise p. 127
D Datenblätter p. 129
D.1 Standardsatz p. 129
D.1.1 3840.11 Kapazitiver Sensor p. 129
D.1.2 3840.12 Optischer Sensor p. 129
D.1.3 3840.13 Magnetfeldsensor p. 130
D.1.4 3840.14 Induktiver Sensor p. 130
D.2 Ultraschall-Sensor 3840.21 p. 130
D.2.1 Technisches Blatt 3840.21 p. 130
D.3 Lichtwellenleiter 3840.22 p. 131
D.4 NAMUR-Sensoren 3840.23 p. 131
D.4.1 3840.23.1 Induktiver NAMUR-Sensor p. 131
D.4.2 3840.23.2 Kapazitiver NAMUR-Sensor p. 132
D.4.3 3840.23.3 Magnetischer NAMUR-Sensor p. 132
D.4.4 3840.23.4 Nachschaltgerät p. 132
D.5 Analog-Sensor 3840.24 p. 133

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