Wirbelstromsensor

Du nebelst hier mit irgendwelchen Sensoren herum, um welchen 
Sensorhandelt es sich konkret? (Bild vom Aufbau, Schaltbild, Daten)

"Wirbelströme" sind selbstständige Stromschleifen in leitfähigem 
Material, die durch ein äußeres Magnetfeld, meistens eine Spule erzeugt 
werden.

Diese Stromschleife ist dann transformatorisch mit der erzeugenden Spule 
gekoppelt. Wie eine mit R versehenen Sekundärwicklung bei einem Trafo.

Die Verluste der "Primärwicklung" können durchaus auch ohne 
Schwingkreisbildung gemessen werden. Nur ist dann die Messtechnik etwas 
schwierig, denn bei Ankopplung der "Sekundärwicklung" 
(Wirbelstromschleife) ändern sich wowohl  R als auch L der Primärseite.

Die meisten Sensoren verwenden deshalb die "Primärwicklung" als 
Bestandteil einer Oszillatorschaltung mit einem C zusammen. 
(LC-Oszillator)
Dann wird bei Erhöhung der Verluste in der Spule die Stromaufnahme der 
Oszillatorschaltung erheblich geändert, was zur Auswertung genutzt wird.

Studentz schrieb:

> bei Wirbelstromsensoren wird immer wieder was vom "...Effekt des
> Entzuges der Energie im Schwingkreis" erzählt....

Ich denke, da wirfst du fälschlicherweise Wirbelstromsensoren und 
induktive Näherungsschalter in einen Topf.

> Um einen Schwingkreis aber zu haben, benötigt man mind. eine Spule und
> ein Kondensator. Optional für die Dämpfung kann noch ein Widerstand
> verwendet werden.
>
> Ich frage mich die ganze Zeit, woher der Kondensator aber ist in diesem
> Sensor?

Bei einem Näherungsschalter ist da ein echter Kondensator zusammen mit 
einer echten Spule zu einem Schwingkreis geschaltet.

Beim Wirbelstromsensor ist der eigentliche Sensor "nur" eine Spule. 
Energie wird da dem Magnetfeld entzogen, das sich um die Spule bildet. 
Und das Magnetfeld ist da, weil die Sensorelektronik die Spule mit einem 
entsprechenden Strom anregt.

Als Modellierung kann man das als Trafo ansehen. Die Sensorspule ist die 
Primärwicklung. Die Sekundärwicklung ist ein Kurzschluß. Die variable 
Größe ist die magnetische Kopplung zwischen Primär- und Sekundärseite. 
Gemessen wird Spannung+Strom+Phasenverschiebung auf der Primärseite.


XL

Es gibt "parametrische" Wirbelstromsonden (eine Wicklung)  und 
"transformatorische" (zwei Wicklungen, oft auch eine davon mit 
Mittelanzapfung, so beschaltet, dass in Ruhe keine Sekundärspannung 
herauskommt).
Vor dem Sensor muss noch ein Vorwiderstand sitzen, damit das ganze einen 
RL-Hochpass bildet, und so eine Phasenverschiebung zwischen Oszillator 
und Sensor entstehen kann. Damit hat man Amplituden- und 
Phasenänderungen die sich auswerten lassen.
Die größte Empfindlichkeit liegt in der Gegend von R=XL, also der 
3dB-Hochpassgrenzfrequenz. Die Zuleitungskabel bilden allerdings auch 
ein Teil des Sensors, sodass mit anderer Anschlußlänge sich die 
zweckmäßigste Frequenz ändert.