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Singleturn / Multiturn Drehgeber

Singleturn Drehgeber

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Singleturn Drehgeber haben einen Messbereich von 360 Grad (einer Umdrehung). Wird die Welle mehr als 360 Grad gedreht, entsprechen die Ausgabeparameter der weiteren Umdrehungen dem der Ersten.

Beispiele: Ausgabe@361 Grad = Ausgabe@1 Grad, Ausgabe@720 Grad = Ausgabe@360 Grad.

Multiturn Drehgeber

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Absolute Multiturn Drehgeber bieten durch zusätzliches Messen der Anzahl an Umdrehungen einen größeren Messbereich als 360 Grad. Das Ausgangssignal wird von der Zahl der Umdrehungen und der Wellenposition innerhalb einer Umdrehung bestimmt.

Beispel: Ausgangssignal/Wert nach 3,5 Umdrehungen (ausgehend von Null) wird zum 7-fachen Wert der ersten halben Umdrehung.

Singleturn Messtechnik

Kernstück magnetischer Drehgeber ist eine spezielle, ortsfest angebrachte Hall-Effekt basierte Sensorik, die anhand der Richtung des Magnetfelds eines Permanentmagneten die Winkelposition der Welle ermittelt. Hierfür ist der Permanentmagnet mit der Welle verbunden, sein Magnetfeld durchdringt einen Hall-Sensor und die absolute Singleturn Position kann bestimmt werden.

Optische Absolutwertgeber hingegen nutzen eine Codescheibe, die ein konzentrisches Muster transparenter und undurchsichtiger Bereiche trägt. Wenn sich die Welle dreht, wird eine unverwechselbare Abfolge von Fotorezeptoren durch das Licht erzeugt, aus der die genaue Position ermittelt wird.

Multiturn Messtechnik

Die Sensorik auf Basis des Hall-Effekts bildet die Singleturn-Stufe der Absolutwertgeber, der allerdings noch die Fähigkeit fehlt, mehrere Umdrehungen auch bei Unterbrechung der externen Spannungsversorgung zu erfassen. POSITAL löst dieses Problem mithilfe eines Energy-Harvesting-Systems, das auf dem Wiegand-Effekt beruht und keine Batterie zur Versorgung benötigt. Letztere bringen erhebliche Nachteile z.B. in Form begrenzter Lebensdauer, großer Masse und umweltschädlicher Inhaltsstoffe mit sich. Auch Getriebe, die in der Regel groß, schlecht skalierbar und kostenintensiv sind, werden zur Umdrehungszählung nicht benötigt. Das Energy-Harvesting-System erzeugt unabhängig von der Geschwindigkeit einer Drehbewegung – also auch, wenn diese extrem langsam ist – energiereiche Spannungsimpulse und versorgt so die Zählelektronik für absolute Multiturn Drehgeber. Dieses, seit 2005 bewährte Prinzip, ermöglicht es auch im industriellen Einsatz, absolute Positionen zuverlässig ohne externe Versorgungsspannung zu messen. Weitere Informationen finden Sie im Artikel Spannungsautarke Drehgeber .

Eine weitere vielverwendete Multiturn Technologie ist die Nutzung eines Getriebes. Wenn die Hauptwelle rotiert, werden Getrieberädchen zusammenverzahnt, um sich wie die Räder eines Kilometermessers zu drehen. Die Rotationsposition jedes Getrieberädchens wird darüberhinaus optisch überwacht.

Signalverarbeitung ist der Schlüssel bei magnetischen Gebern

Die Grundlage für den Technologiesprung, der magnetische Drehgeber nun optischen Systemen gleichstellt, ist eine neue Generation dieser Sensorik, die POSITAL in den firmeneignen magnetischen IXARC Drehgebern implementiert hat: Eine komplexe Signalverarbeitung durch einen leistungsstarken 32-Bit-Mikroprozessor führt zu einer deutlich höheren Auflösung und Genauigkeit.