Näherrungssensoren

Näherungssensoren sind Module, die die Anwesenheit in der Nähe befindlicher Objekte erkennen, ohne dass es dazu eines direkten Kontakts bedarf. Sie finden zum Beispiel bei Förderanlagen, Touchscreens, Einparkhilfesensoren, Alarmanlagen und Mobilgeräten Verwendung. Näherungssensoren nutzen verschiedene physikalische Erkennungsmethoden, wie zum Beispiel kapazitive Kopplung, Induktion, Infrarot, Umgebungslichterkennung, Ultraschall und Hall-Effekt.

Kapazitive Sensoren erkennen das Vorhandensein eines leitfähigen Bereichs, der ein vorhandenes elektrisches Feld stört. Eine Ladungskopplung oder Änderung des effektiven Dielektrikums der vorhandenen Kapazität erzeugt eine Änderung, die sich erkennen lässt. Diese Technik wird zur Erkennung der Kapazität des menschlichen Körpers verwendet. (Ein Beispiel dafür sind die transparenten Indiumzinnoxidbeschichtungen vieler Touchscreens.) Sie eignen sich auch für die Feuchtigkeits- und Füllstanderkennung.

Induktive Näherungssensoren erkennen Änderungen des magnetischen Widerstands (Reluktanz). Eine Induktionsschleife erkennt Änderungen der Zusammensetzung des Materials, durch das sich der Magnetfluss bewegt, wodurch die Reluktanz erzeugt wird. Diese Sensoren sind äußerst robust und finden unter anderem als Rotationssensoren, in Metalldetektoren und bei der Steuerung von Verkehrsampeln Verwendung. Hall-Sensoren funktionieren ähnlich wie Induktionssensoren, basieren aber auf der Ablenkung von Elektronen, die durch die Lorentz-Kräfte eines Magnetfelds hervorgerufen wird.

Infrarot-Näherungssensoren sind eine Kombination aus emittierender LED, Richtlinse, Empfangslinse und Fotodetektor. Der Erkennungsbereich richtet sich normalerweise nach dem Einfallswinkel – unabhängig von der Intensität des reflektierten Lichts. Ihr Erkennungsbereich ist normalerweise einstellbar und sie kommen unter anderem an Montagestraßen zum Einsatz. Umgebungslicht-Fotodetektoren sind ähnlich aufgebaut, allerdings fehlt ihnen möglicherweise die Möglichkeit der Entfernungsmessung.

Ultraschall-Näherungssensoren eignen sich für industrielle und medizinische Aufgaben, bei denen es auf hohe Genauigkeit ankommt. Sie senden und empfangen akustische Wellenformen mit einem Ultraschallwandler und funktionieren ähnlich wie Sonar- oder Radaranlagen. Von Gegenständen reflektierte Wellenenergie wird erkannt und analysiert, um Entfernungen zu bestimmen. Sie haben den Vorteil, dass sie sich auch für Aufgaben eignen, für die die Fotoerkennung nicht in Frage kommt – zum Beispiel bei der Erkennung transparenter Objekte. Außerdem eignen sie sich für die Erkennung von Fluidgrenzen und für Ultraschalluntersuchungen bei Schwangeren etc.

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