EGE-Elektronik Spezial-Sensoren GmbH - Special-Sensors for Automation

Füllstandsensoren - Begriffe aus der Messtechnik

Schaltpunkt

Kapazitive Füllstandsensoren reagieren auf leitfähige Stoffe und nichtleitende Stoffe mit einer Dielektrizitäts­konstante ε >1. Der Schaltpunkt hängt vom Material ab.
Bei unveränderten Einbauverhältnissen ergibt sich für leitfähige Stoffe eine erhöhte Empfindlichkeit.
Taucht die Sensorspitze in eine Flüssigkeit ein, wird in der zugehörigen Auswerteelektronik ein Schaltsignal erzeugt. Dieses Schaltsignal erfolgt bei der Berührung mit dem Medium und in Abhängigkeit von der Sensorenempfindlichkeit noch einige Millimeter in das Medium hinein. Der Abstand zwischen der Sensorspitze und der Eintauchtiefe, bei der das Schaltsignal abgegeben wird, ist als Nennschaltpunkt definiert. Er hat ein negatives Vorzeichen, z. B. – 8 mm.
Die nachfolgende Tabelle gibt Näherungswerte für die materialbedingten Reduktionsfaktoren an, im praktischen Einsatz können sich z. B. durch die Einbaubedingungen Abweichungen ergeben.


Der Wassergehalt eines Materials oder einer Flüssigkeit hat einen entscheidenden Einfluss auf den Schaltpunkt, ein hoher Feuchtigkeitsgehalt erhöht den Schaltpunkt erheblich. Wird der Füllstandsensor von leitfähigen Stoffen benetzt, kann seine Funktion beeinträchtigt werden, wenn sich ein Leitfähigkeitsfilm bildet, der die Sensorelektrode mit einer metallischen Wandung elektrisch leitend verbindet.


Nennschaltpunkt sp

Der Nennschaltpunkt kennzeichnet die Wegstrecke von der Sensorspitze des Füllstandswächters bis zur Oberfläche des Mediums, die erforderlich ist, um das Medium sicher zu erfassen. Wenn der Sensor in das Medium eintaucht, ist diese Kenngröße mit negativem Vorzeichen angegeben. Der Nennschaltpunkt ist eine Gerätegröße, die bei einer Temperatur von 20 °C und einem mit Wasser gefüllten, geerdeten Metallbehälter ermittelt wird. Optische Sensoren schalten bei Eintauchen der Spitze in das Medium.


Realschaltpunkt sr

Der Realschaltpunkt ist der effektive Schaltpunkt bei Nennspannung und Nenntemperatur von 23 °C. Er liegt im Bereich von 90% bis 110% des Nennschaltpunktes.


Nutzschaltpunkt su

Der Nutzschaltpunkt liegt im gesamten zulässigen Temperatur- und Spannungsbereich zwischen 80% und 120% des Realschaltpunktes.


Gesicherter Schaltpunkt sa

Der gesicherte Schaltpunkt berücksichtigt alle äußeren Einflüsse, auch bei den verwendeten Medien und Exemplarstreuungen, er liegt im Bereich von 0% bis 72% des Nennschaltpunktes. Innerhalb dieses Bereiches ist ein sicheres Schalten gegeben.


Schaltpunktdrift

Die Schaltpunkte werden für eine Umgebungstemperatur von 23 °C angegeben. Im zulässigen Temperaturbereich variiert der Schaltpunkt um weniger als 15% gegenüber dem Wert bei 23 °C. Die Temperatur des Messobjektes hat keinen Einfluss auf den Schaltpunkt.


Hysterese H

Unter der Schalthysterese versteht man die Wegdifferenz zwischen dem Einschaltpunkt bei Annäherung eines Mediums und dem Ausschaltpunkt bei dessen Entfernung vom Sensor. Die Hysterese bewirkt ein stabiles Schalt­signal auch bei Vibrationen, Temperaturdrift oder elektrischen Störungen. Die Hysterese ist nach EN 60947-5-2 mit maximal 20% vom Realschaltabstand definiert und beträgt für EGE-Sensoren typisch 10 bis 15% vom Realschaltpunkt sr.


Wiederholgenauigkeit R

Die Wiederholgenauigkeit beschreibt die Einhaltung des Schaltpunktes bei wiederholter Annäherung eines Objektes unter festgelegten Bedingungen. EGE-Sensoren haben typische Toleranzen von weniger als 3% des Realschaltpunktes.


Schaltfrequenz

Die maximale Schaltfrequenz des Sensors wird bei halbem Nennschaltpunkt sn gemäß EN 60947-5-2 mit Standardmessplatten ST37 bestimmt.


Betriebsspannung

Die Betriebsspannung ist der Spannungsbereich, in dem Sensoren sicher funktionieren. Bei Gleichspannungsversorgung ist darauf zu achten, dass die Grenzen auch inklusive Restwelligkeit eingehalten werden.


Schaltstrom

Dieser Begriff bezeichnet den maximal zulässigen Dauerstrom für den Schaltausgang des Sensors bei einer Umgebungstemperatur von 25 °C und bei ohmscher Last. Bei erhöhter Umgebungstemperatur sinkt der zulässige Dauerstrom.
Bei Analogausgängen müssen die in den jeweiligen technischen Daten angegebenen Grenzwerte und insbesondere die zulässigen Werte für die Lastwiderstände eingehalten werden.


Kurzschlussschutz

Der Kurzschlussschutz sichert den Sensor gegen Zerstörung durch Kurzschluss am Ausgang. Nach Beseitigung des Fehlers wird der Ausgang wieder aktiviert. Ist ein maximaler Stoßstrom angegeben, so darf dieser nicht überschritten werden.


Überstromauslösung

Dieser Wert gibt den Mittelwert des Stromes an, bei dem der Kurzschlussschutz mit einer Toleranz von ±20% anspricht.


Verpolungsschutz

Der Verpolungsschutz verhindert eine Zerstörung des Sensors durch Verpolung der Spannungsversorgung.


Spannungsabfall Ud

Der Spannungsabfall entsteht am Innenwiderstand von Halbleiterbauelementen, die im Strompfad des aktiven Schaltausgangs liegen. Er ist abhängig vom Laststrom und wird nach EN 60947-5-2 für einen mittleren Strom von 50 mA angegeben.


Reststrom Ir

Der Reststrom fließt bei gesperrtem Ausgang im Laststromkreis. Bei Parallelschaltung von Sensoren muss der Reststrom berücksichtigt werden.


Mindestlaststrom Im

Der Mindestlaststrom ist bei Zweileitergeräten zum einwandfreien Betrieb erforderlich.


Stromaufnahme

Die Stromaufnahme ist der maximale Wert des Leerlaufstromes Io, den der Sensor ohne Last bei Nennspannung aufnimmt.


Umgebungstemperatur

Die Umgebungstemperatur gibt den maximal zulässigen Temperaturbereich für den Sensor an.


Elektromagnetische Verträglichkeit EMV

Die EMV-Klasse ist ein Maß für die Störfestigkeit des Sensors gegen äußere elektrische und magnetische Einflüsse. Die Angaben beziehen sich auf die Norm EN 61000-6-2.


Einschaltimpulsunterdrückung

EGE-Sensoren haben eine Einschaltimpulsunterdrückung, die den Ausgang sperrt, wenn die Betriebsspannung angelegt wird.


Schutzart

Die Schutzart gibt den Schutz der Sensoren gegen Eindringen von Festkörpern und Wasser gemäß EN 60529 an. Bei Füllstandsensoren für Flüssigkeiten bezieht sich die angegebene Schutzart auf den Anschlussbereich. Der Sensorbereich hat hier immer IP 68.


LED-Anzeige

Eine gelbe Leuchtdiode zeigt den Schaltzustand eines Sensors optisch an. Grüne und rote Leuchtdioden sind für die Anzeige von Zusatzinformationen eingesetzt.


Gehäusewerkstoff

Der Gehäusewerkstoff bestimmt die chemische Beständigkeit des Sensors gegen äußere Einflüsse. Für besondere Anwendungen sind andere Gehäusewerkstoffe lieferbar.


Anschluss

Der Anschluss der Sensoren erfolgt durch Steckverbindung oder Kabel. Auf Anfrage sind auch andere Kabeltypen und Längen lieferbar.


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