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Schaltabstand als zentrale Kenngröße


Ein Magnetfeldsensor schaltet ab einer bestimmten Entfernung zu einem zu detektierenden Magneten. Dieser Abstand wird als „Schaltabstand“ bezeichnet. Der Schaltabstand ist die vielleicht wichtigste Kenngröße eines Näherungsschalters. Der erreichbare Schaltabstand eines Magnetfeldsensors ist abhängig von der Größe und der magnetischen Flussdichte des Betätigungsmagneten. Als Bezugsgröße zur Bestimmung des Schaltabstands (sn) wird der Dauermagnet DM60 als Bedämpfungselement zugrunde gelegt. 

Der Dauermagnet DM60 hat einen Durchmesser von 31 mm und eine Höhe von 15 mm bei einer Remanenzflussdichte Br von 380 mT ... 400 mT.  Mit diesem Dauermagneten erreichen zahlreiche Magnetfeldsensoren von Pepperl+Fuchs eine Schaltabstand von 60 mm.

Bei seitlichem Überfahren der Sensorfläche ergibt sich eine polaritätsabhängige Ansprechkurve.  Die Ansprechkurve repräsentiert den Erfassungsraum des Sensors.

Hinweis: Beachten Sie die Ausrichtung des Dauermagneten!

Aus einer bipolaren Ausrichtung des Magneten resultiert eine zweihöckrige Ansprechkurve, ein sogenannter Doppelschaltpunkt, der i.d.R. nicht gewünscht ist. 



Abbildung: Zweihöckrige Ansprechkurve bei bipolarer Ausrichtung des Magneten

Aus der unipolaren Ausrichtung des Magneten entsteht ein zentraler Erfassungsbereich mit seitlichen Nebenhöckern.
Aufgrund dieser Nebenhöcker ist für ein definiertes und eindeutiges Schaltverhalten ein gewisser Mindestabstand zwischen dem Magneten und dem Sensor einzuhalten.


Abbildung: Zentraler Erfassungsbereich (1) mit Nebenhöckern bei unipolarer Ausrichtung des Magneten

Schaltabstand („Bemessungsschaltabstand“) sn

Der Schaltabstand sn, bzw. gemäß EN 60947-2-5 „Bemessungsschaltabstand“, ist eine konventionelle Größe zur Festlegung des Schaltabstands.
Dieser Schaltabstandstyp berücksichtigt weder Fertigungstoleranzen noch Änderungen durch äußere Einflüsse wie Spannung und Temperatur.

Realschaltabstand sr

Der Realschaltabstand sr ist der Schaltabstand eines einzelnen Sensors, der unter folgenden Bedingungen gemessen wird:

  • Umgebungstemperatur von +23 ± 5 °C
  • Spannung innerhalb des Betriebsspannungsbereichs
  • innerhalb der festgelegten Einbaubedingungen

0.9 · sn ≤ sr ≤ 1.1 · sn

Gesicherter Schaltabstand sa

Der gesicherte Schaltabstand sa ist der Abstand von der aktiven Fläche, in dem die Betätigung des Sensors unter festgelegten Bedingungen sichergestellt ist:

0 < sa ≤ 0.81 · sn

Hysterese H

Die Hysterese H ist der Abstand zwischen den Schaltpunkten, wenn sich der Dauermagnet dem Sensor nähert und wieder von ihm entfernt. Die Hysterese wird relativ zum Realschaltabstand sr angegeben. Dieser Abstand wird bei einer Umgebungstemperatur von +23 ± 5 °C und der Bemessungsbetriebsspannung gemessen.

H ≤ 0.2 · sr

Die typische Hysterese von Magnetfeldsensoren von Pepperl+Fuchs liegt im Bereich zwischen 5 % … 10 % des Realschaltabstands sr.

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