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Unterschiedliche Neigungssensoren

Neigungssensoren

Neigungssensoren geben präzise und kontinuierlich die Lage einer Ebene in Bezug zur Schwerkraft wieder. Die Neigungssensoren von elobau arbeiten mit MEMS-Technologie. Diese robuste Technologie lässt die Anwendung in mobilen und industriellen Anwendungen zu und gewährleistet hohe Präzision.

3 Produkte in der Kategorie Neigungssensoren

Neigungssensor N5

Neigungssensor N3

  • Einachsig
  • Horizontal / vertikal
Neigungssensor N5

Neigungssensor N4

  • Zweiachsig
  • Horizontal / vertikal
Neigungssensor N5

Neigungssensor N5

  • CAN-Bus Schnittstelle
  • Messbereich bis 360°

Die Vorteile von Neigungssensoren

Die räumliche, präzise und effiziente Überwachung eines Objekts ermöglichen die robusten Neigungssensoren von elobau. Aufgrund des Funktionsprinzips, auf Basis der MEMS-Technologie, benötigen Neigungssensoren keinerlei weitere mechanische Anbindung und sind somit die einfachste Option um eine beliebige Position auf einer, zwei oder drei Achsen zu ermitteln.

 

Wo kommt ein Neigungssensor zur Anwendung?

Unsere Neigungssensoren kommen überwiegend in mobilen Arbeitsmaschinen zum Einsatz. Körbe, Hebebühne oder Arbeitsbühnen (MEWP) vereinen häufig mehrere Neigungssensoren. Der wichtigste Sensor einer Luftarbeitsplattform ist der Sensor, der den Zustand erfasst, ab dem eine Plattform nicht angehoben werden darf, sobald das maximale Betriebsgewicht erreicht wurde. Sensoren in der Maschine erkennen, wenn die Plattform das Gleichgewicht zu verlieren und ein mögliches Umkippen droht, falls die Plattform weiter angehoben wird. Ein anderer Sensor verhindert, dass die Plattform verlängert, wenn sich die Maschine stark neigt. Für all diese Funktionen ist das Erfassen der Neigung von elementarer Bedeutung, da dieser Wert für das Zusammenspiel mit weiteren Sensoren grundlegend ist.

In Gabelstaplern und Kommissionieren überwachen sie kontinuierlich die Neigung von Gabel und Mast. So beugen diese Unfällen vor oder geben rechtzeitig Warnung, sollte die Neigung einem definierten Grenzwert erreichen. Auch in Teleskopladern werden Neigungssensoren verbaut, um bei ausgefahrenem Teleskoparm für Sicherheit zu sorgen.

 

Neigungssensoren in mobilen Arbeitsmaschinen

Wie beschrieben werden Neigungssensoren überwiegend in mobilen Arbeitsmaschinen eingesetzt. Die Kommunikation von Neigungssensor zur Steuerungselektronik des Fahrzeuges gelingt durch die CAN-fähigen Varianten oder analoge Signale der Neigungssensoren. Die Übermittlung der Signale ist durch CAN open oder SAE J1939 möglich. Via Buskommunikation, z.B. durch das Durchschleifen von Signalen (Daisy-Chain) lassen sich Kabelbäume reduzieren, was Platz und Geld in der Konstruktion spart.

 

Neigungssensor mit analogem Signal

Der Neigungssensor von elobau gibt ein analoges Ausgangssignal aus. Das Ausgangssignal ist dabei entweder als Stromausgang oder Spannungsausgang verfügbar. Auch ein potentialfreier Schaltausgang über ein Relais ist möglich, somit lässt sich das analoge Ausgangssignal mit zusätzlichen Schaltpunkten kombinieren.

Die Null-Lage der Neigungssensoren lässt sich durch eine Fernbedienung, oder mittels CAN-Bus mühelos einstellen. Die robuste Bauform wird durch die Schutzart IP67 bestätigt. So lassen sich die Neigungsmesser bei Staub, Schmutz und Nässe verwenden. Der Temperaturbereich von -40°C bis zu +85 °C in dem die Sensoren arbeiten verdeutlicht ebenso die Widerstandsfähigkeit gegenüber äußeren Einflüssen.

Einachsige Neigungssensoren

Ein Neigungssensor mit einer Achse wird häufig in der Vertikalen verwendet werden. Durch das Nullen über die Fernbedienung wird der Ausgangswert festgelegt. Jede Veränderung der Lage wird anschließend durch den Sensor erfasst und mit hoher Präzision gemessen.

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Zweiachsige Neigungssensoren

Neigungssensoren mit zwei Achsen finden ihren Einsatz dort, wo Plattformen oder Flächen horizontal ausgerichtet werden sollen. Der Sensor erzeugt dabei zwei Signale eins für die x- und eins für die y-Achse. Beide Werte werden in Bezug zur Schwerkraft gemessen, sodass diese dafür sorgen, dass eine Oberfläche sich kontinuierlich in der Waagerechten befindet.

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Eigenschaften der Neigungssensoren

  • Hohe Lebensdauer und Zuverlässigkeit dank der mechanikfreien MEMS-​Technologie
  • Neigungsbereich je nach Typ, einachsig 360°, zweiachsig 180°, oder bis zu ±60°
  • Bis zu 4 zusätzliche, frei konfigurierbare Schaltpunkte
  • Ein-/Ausschaltverzögerung pro Schaltpunkt wählbar
  • Justierung der Null-Lage über CAN-Bus oder IR-​Fernbedienung möglich
  • Schutzart IP67
  • Temperaturbeständig von -40 °C bis zu +85 °C
  • Deutsch- oder M12 Stecker
  • Daisy-​Chain – Durchschleifen des CAN-​Signals ohne zusätzliche T-​Verteiler
  • Kompaktes, flaches und outdoor-​taugliches Gehäuse
  • Die analogen Ausgangssignale sind mit zusätzlichen Schaltpunkten kombinierbar
  • Analoger Strom- oder Spannungsausgang bzw. potentialfreier Schaltausgang über Relais
  • Auflösung je nach Winkel bis zu ≤ 0,04°
Zwei Neigungssensoren

Anwendungen in Industrie und Off-Highway

Die auf berührungsloser MEMS-​Technologie basierenden elobau Neigungssensoren werden von Unternehmen aus der Industrie und im Off-​Highway Bereich für präzises Messen von Neigungswinkeln verwendet. Beispielsweise bei Körben, Hebebühnen oder Arbeitsbühnen sorgen Sensoren dafür, dass diese horizontal bleiben und für Arbeitende einen sicheren Standplatz bieten.

In Gabelstaplern und Kommissionieren messen sie kontinuierlich die Neigung von Gabel und Mast. So beugen diese Unfälle vor oder geben rechtzeitig Warnung, sollte sich die Neigung durch den Maschinenbediener ändern. Auch in Teleskopladern werden Neigungsmesser verbaut, um bei ausgefahrenem Teleskoparm für Sicherheit zu sorgen.

Ebenso findet man einen Neigungssensor in Baumaschinen, Flurförderzeugen inmitten rauen Umgebungsbedingungen aber auch bei der Positionsüberwachung und Positionserfassung z.B. in Waschanlagen.

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Bild: Ein elobau Neigungssensor erfasst präzise Steigungen und den gesamten Messbereich des Straßenverlaufs, um die Leistung eines Solar-​Rennautos des Agoira Solar Teams zu optimieren.

Neigungssensoren und deren Messbereiche

Neigungssensoren sind die Sinnesorgane der technischen Welt. Sie begleiten heute eigentlich jeden Menschen bei vielen Handgriffen und in sämtlichen Situationen. Sei es beim Bewegen des Smartphones und dem damit verbundenen automatischen Drehen des Bildschirms oder dem selbst stabilisierenden Eingreifen des Autos, wenn es zu schleudern beginnt. 

In der Industrie oder dem Off-Highway-Bereich findet die Neigungsmessung z.B. statisch bei Kränen in der Abstützungs- und Standsicherheit, der Ausleger und Lastüberwachung statt. Dynamische Neigungssensoren werden z.B. bei Kippern und Radladern, deren Ent- und Beladen “auf” und “zu” überwacht werden muss, eingesetzt.

Das Herzstück von Neigungssensoren ist eine MEMS-​Einheit. MEMS steht für mikroelektromechanische Systeme. Mit ihren Silizium Strukturen im Inneren, die um ein Vielfaches dünner als ein menschliches Haar sind, erfassen MEMS-​Sensoren mikroskopisch kleine Bewegungen und die Lage, in der sich der gesamte Sensor befindet. Diese werden in elektrische Signale umgewandelt, welche wiederum als Informationen weiter verarbeitet und -gesendet werden. 

Durch das Kombinieren der MEMS-​Einheiten lassen sich mehrere Ebenen erfassen. Somit lassen sich Rotationen oder auch horizontale und vertikale Ebenen mit präziser Genauigkeit erfassen, sowie deren Änderung im Raum.

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