Induktiver Abstandssensor

[Sven P. (Gast)]

Hallo,

ich experimentiere gerade an einer Schaltung, um einen Abstand zu einem 
Metallobjekt im Bereich einiger weniger Millimeter aufzunehmen, um den 
Abstand einem Lageregler zuzuführen.

Mechanische Wegaufnehmer würde ich vermeiden wollen. Optisch wirds 
vermutlich wegen der beliebig reflektierenden Metalloberfläche 
schwierig. Induktiv aber bietet sich ja förmlich an. Es gab da auch mal 
ein längeres Thema zu: Beitrag "Induktiver Näherungsschalter"

Mein erster Ansatz ist ein simpler Colpitts-Oszillator. Bei dem lässt 
sich die Güte einer entsprechend gebauten Spule durch Annäherung an ein 
Metallobjekt verschlechtern, ohne dabei ihre Induktivität nennenswert zu 
verändern. Dadurch bleibt die Oszillatorfrequenz konstant, nur die 
Amplitude sinkt.
Ein Versuchsaufbau (bei etwa 125kHz mit 180µH) lässt sich an 
5V-Versorgung nach etwas Gefummel zu einer Amplitudenänderung von 4V 
(Leerlauf) auf 2V überreden. Ein Blatt Papier zwischen Metallobjekt und 
Sensor lässt sich problemlos erkennen. Offset und Amplitude sind bei 
diskreten Oszillatoren ja immer etwas spannend, müsste man also in der 
Auswerteschaltung abtrimmen.

Das heißt, ab hier käme Spitzenwertdetektor/Demodulator, bisschen OPV 
und fertig wärs.

Mein zweiter Ansatz wäre ein Royer-Wandler, der einen kleinen 
Wirbelstrom in das Metallobjekt einbringt. Das habe ich noch nicht 
versucht, aber erfahrungsgemäß sollte dessen Frequenz sich merklich 
ändern in der Nähe von Metall.


Ich hab gelesen, dass in kommerziellen Sensoren die Stromaufnahme des 
Oszillators ausgewertet wird. Allerdings verändert sich diese in meinem 
Versuchsaufbau kaum messbar - ein paar Mikroampere vielleicht.
Möglicherweise wird das bei deutlich höheren Frequenzen etwas 
deutlicher.

Was hat es damit auf sich?

Danke & Grüße,
K

[GEKU (Gast)]

Sven P. schrieb:
> Mein erster Ansatz ist ein simpler Colpitts-Oszillator. Bei dem lässt
> sich die Güte einer entsprechend gebauten Spule durch Annäherung an ein
> Metallobjekt verschlechtern, ohne dabei ihre Induktivität nennenswert zu
> verändern. Dadurch bleibt die Oszillatorfrequenz konstant, nur die
> Amplitude sinkt.

Ist das Metallobjekt nichtmagnetischer Natur?
Sonst müsst sich doch die Induktivität ändern, oder?

[Sven P. (Gast)]

GEKU schrieb:
> Ist das Metallobjekt nichtmagnetischer Natur?
> Sonst müsst sich doch die Induktivität ändern, oder?

Das Objekt ist schon magnetisch (ferro- oder paramagnetisch, also 
gemeinhin "Eisen").

Die Induktivität ändert sich wohl, aber bei weitem nicht in dem Maße, in 
dem sich die Güte verändert. "Konstant" war wohl etwas 
übertrieben/ungünstig. Ich würde sagen, die Induktivität bleibt "nahezu 
konstant".