Alexander Niedergesäß, Produktmanagement, Megatron Elektronik GmbH & Co. KG
Die Gradienten-basierte Magnet-Sensor-Technologie sorgt dafür, dass die ETx-Sensoren weitestgehend robust gegenüber magnetischen und thermischen Einflüssen sind. Ein Beispiel: Bei einfachen Hall-Sensoren wirkt ein Magnetfeld senkrecht auf ein einziges Hall-Element. Durch den entstehenden Hall-Effekt bilden sich an den Rändern des Hall-Elements unterschiedliche Potenziale (Hall-Spannung), welche in ihrer Amplitude proportional der magnetischen Feldstärke sind. Dieses simple Verfahren zur Ermittlung der Hall-Spannung hat die Empfindlichkeit konventioneller Hall-Sensoren gegenüber magnetischen Fremdfeldern und Temperatur-Einflüssen zur Folge. Die ETx-Winkelsensoren von Megatron arbeiten dagegen auf Basis eines diametral magnetisierten Magneten, welcher sich gegenüberliegend von vier 90° zueinander versetzten Hall-Elementen befindet. Durch differentielle Auswertung (Differenz-Verstärkung) der Ausgangssignale von zwei gegenüberliegenden Hall-Elementen lässt sich die Richtung des Magnetfeldes bestimmen, so dass die Sensoren stabil gegenüber magnetischen Fremdfeldern werden. Durch diese Konstellation ist ebenfalls sichergestellt, dass Temperaturschwankungen so gut wie keinen Einfluss auf das Messergebnis haben. Bei den ETx-Drehgebern erfolgt die Winkelberechnung über einen integrierten digitalen Signalprozessor (DSP). Diese Signalprozessoren können komplexe Berechnungen äußerst schnell und hochgenau durchführen. Die Winkelsensoren aktualisieren Messwerte mit einer Geschwindigkeit von bis zu 96 µs und mit einer Auflösung bis maximal 14 Bit (abhängig vom Sensormodell). Trotz des hohen Aufwands in der Messwert-Erfassung und Signalverarbeitung ist der Stromverbrauch des Sensors äußerst gering. Bei der ETx-Serie des Herstellers sind in all den zahlreichen verfügbaren Varianten ausschließlich Hall Chips neuester Generation mit differentieller Auswertung im Einsatz. In der Summe erlauben diese Eigenschaften den Einsatz in störanfälligen Umgebungen und schwierig zu wartenden Applikationen ohne Einbußen an Präzision.
Hall-Technologie bietet Vorteile gegenüber anderen Sensor-Technologien
Das Messprinzip von Hall-Sensoren ist kontaktlos, weshalb diese Sensoren im Vergleich zu anderen Technologien besonders langlebig sind. In punkto Lebensdauer schlägt das berührungslose Funktionsprinzip von Hall-Sensoren zum Beispiel das klassische Potentiometer. Anders als Potentiometer, die sich bei der Messwertausgabe auf einen wenig belasteten Spannungsteiler beziehen, liefern die Hall-Sensoren ihr Ergebnis zudem als normiertes Ausgangssignal (z. B. 4…20 mA). Ein weiterer Vorteil für Konstrukteure ist die flexible Anpassung der Sensoren: Sie können ab Werk mit einer individuellen Ausgangskennlinie programmiert werden – das ist selbst bei kleinen Abnahmemengen möglich.
