Oft auch gesucht als: Sensor PNP NPN induktiv · Schaltabstand Reduktionsfaktor
Ein Näherungsschalter meldet ohne Berührung, ob ein Teil da ist. Der induktive erkennt Metall. Wie nah es dafür herankommen muss, sagt der Schaltabstand. Sein Ausgang schaltet entweder Plus (PNP) oder 0 V (NPN) auf die Last.
Erklärt von ganz vornOhne Vorwissen, ein Satz nach dem anderen. Wer es schon kann, überspringt es.
✓
Nicht vorgesagt, sondern gefragtDu bekommst Fragen, die dich hinführen. Abschreiben geht hier nicht — verstehen schon.
✓
Was hakt, kommt wiederNach einem Tag, nach drei Tagen, nach einer Woche. So lange, bis es sitzt.
So sieht das beim Üben aus
Eine echte Aufgabe aus diesem Thema.
Du bekommst sie nicht vorgerechnet — du wirst hingeführt.
Die Aufgabe
Ein induktiver Näherungsschalter hat sn = 2 mm. Laut Datenblatt gilt für Kupfer der Reduktionsfaktor 0,3. Bei welchem Abstand schaltet er etwa, wenn ein Teil aus Kupfer kommt? (in mm)
Erste Frage an dich
Womit wird der Nennschaltabstand sn gemessen?
Mit einer Normmessplatte aus Stahl
Mit einer Platte aus Kunststoff
Mit einem Teil aus dem Metall, das erfasst werden soll
Danach kommen 2 weitere Fragen —
und am Schluss schreibst du die Antwort selbst hin.
Wenn du nicht weiterweißt, gibt es einen Tipp: Es gibt dafür ein festgelegtes Prüfteil.
Näherungsschalter von ganz vorn
Ein Satz nach dem anderen, ohne Vorwissen.
Ein Näherungsschalter ist ein Sensor, der ein Teil erkennt, ohne es zu berühren.
Der induktive Näherungsschalter baut vorne ein elektromagnetisches Wechselfeld auf. Kommt Metall hinein, wird das Feld gedämpft, und der Sensor schaltet.
Der Schaltabstand sagt, wie nah das Metall dafür herankommen muss. Im Datenblatt steht der Nennschaltabstand s_n, gemessen mit einer Platte aus Stahl.
Andere Metalle dämpfen das Feld schwächer. Dann muss das Teil näher heran. Wie viel näher, sagt der Reduktionsfaktor im Datenblatt.
Kein Sensor schaltet genau bei s_n. Sicher erkannt wird ein Teil bis 81 % von s_n. Das ist der gesicherte Schaltabstand.
Ein Dreidraht-Sensor hat drei Adern: braun an Plus, blau an 0 V, schwarz ist der Ausgang.
Ein PNP-Sensor schaltet Plus auf seinen Ausgang. Die Last hängt deshalb fest an 0 V.
Ein NPN-Sensor schaltet 0 V auf seinen Ausgang. Die Last hängt deshalb fest an Plus.
Ein Schließer schaltet durch, wenn ein Teil da ist. Ein Öffner schaltet durch, wenn keins da ist.
Im durchgeschalteten Ausgang fällt ein wenig Spannung ab, der Spannungsfall U_d. An der Last liegt deshalb etwas weniger als die volle Spannung.
Wozu man das braucht
An fast jeder Maschine sitzen Näherungsschalter: an Endlagen, Förderbändern und Zylindern. Du schließt sie an, misst an ihnen und suchst den Fehler, wenn ein Teil nicht erkannt wird — oft liegt es am Material, am Abstand oder am Anschluss.
Der Rahmenlehrplan nennt Sensoren im ersten und im zweiten Ausbildungsjahr. In Teil 2 der Abschlussprüfung sollst du Signale an Schnittstellen funktionell zuordnen (§ 14 Abs. 7 der Verordnung über die Berufsausbildung in den industriellen Elektroberufen).
Schritt für Schritt
Lies im Datenblatt den Nennschaltabstand s_n. Er gilt für eine Normmessplatte aus Stahl.
Ist das Teil aus einem anderen Metall, nimm s_n mal den Reduktionsfaktor aus dem Datenblatt.
Plane mit dem gesicherten Schaltabstand: höchstens 0,81 · s_n.
Schließ an: braun (BN) an Plus, blau (BU) an 0 V, schwarz (BK) ist der Ausgang.
PNP: Die Last kommt zwischen BK und 0 V. NPN: Die Last kommt zwischen Plus und BK.
Ein durchgerechnetes Beispiel
Aufgabe: Ein induktiver Näherungsschalter hat s_n = 10 mm. Für Aluminium gilt laut Datenblatt der Reduktionsfaktor 0,4. Bei welchem Abstand schaltet er etwa, wenn ein Aluminiumteil kommt?
s_n gilt für die Normmessplatte aus Stahl.
Für Aluminium sinkt der Schaltabstand um den Faktor 0,4.
10 mm · 0,4
Ergebnis: 4 mm
Die häufigsten Fehler
Für jedes Metall mit s_n gerechnets_n gilt für Stahl. Aluminium, Messing oder Kupfer werden erst näher erkannt — der Faktor steht im Datenblatt.
Das Teil genau im Abstand s_n vorbeigeführtDer echte Schaltabstand eines Sensors liegt zwischen 0,9 · s_n und 1,1 · s_n. Gesichert ist nur der Bereich bis 0,81 · s_n.
Einen PNP-Sensor wie einen NPN-Sensor angeschlossenBeim PNP-Sensor hängt die Last an 0 V, beim NPN-Sensor an Plus. Falsch herum angeschlossen, bekommt die Last nie ihre Betriebsspannung.
Beim NPN-Sensor ohne Teil 0 V am Ausgang erwartetSperrt der Ausgang, hängt BK über die Last an Plus. Zwischen BK und BU misst du dann die volle Spannung.
Die Adern eines Dreidraht-Sensors
Ader
Farbe
Anschluss
BN
braun
Plus (+U_B)
BU
blau
0 V
BK
schwarz
Schaltausgang
Adernfarben gemäß EN 60947-5-2 nach dem Katalog Näherungsschalter von Pepperl+Fuchs (S. 8) und dem Datenblatt ICB12 von Carlo Gavazzi. Nach denselben Unterlagen: Schaltabstände, Reduktionsfaktor und Normmessplatte.
Zum Ansehen
Wörter, die man kennen muss
Nennschaltabstand s_nKenngröße aus dem Datenblatt, gemessen mit der Normmessplatte aus Stahl. Fertigungstoleranzen, Spannung und Temperatur sind darin nicht berücksichtigt.
Realschaltabstand s_rDer Schaltabstand eines einzelnen Sensors, gemessen bei Raumtemperatur: zwischen 0,9 · s_n und 1,1 · s_n.
Gesicherter Schaltabstand s_aBis zu diesem Abstand ist das Schalten unter festgelegten Bedingungen sichergestellt: höchstens 0,81 · s_n.
ReduktionsfaktorUm diesen Faktor sinkt der Schaltabstand bei einem anderen Metall gegenüber Stahl. Maßgebend ist der Wert im Datenblatt.
NormmessplatteQuadratische Platte aus Stahl, 1 mm dick. Ihre Seite ist der größere Wert aus dem Durchmesser der aktiven Fläche und 3 · s_n.
PNP, plusschaltendDer Ausgang schaltet Plus. Die Last liegt zwischen Ausgang und 0 V.
NPN, minusschaltendDer Ausgang schaltet 0 V. Die Last liegt zwischen Plus und Ausgang.
Spannungsfall U_dDie Spannung, die am durchgeschalteten Ausgang im Sensor abfällt.
Das Wichtigste in Kürze
Schaltabstand bei anderem Metall = s_n · Reduktionsfaktor aus dem Datenblatt.
Gesicherter Schaltabstand: s_a ≤ 0,81 · s_n.
Realschaltabstand: 0,9 · s_n ≤ s_r ≤ 1,1 · s_n.
PNP: Last zwischen BK und 0 V. NPN: Last zwischen Plus und BK.
Am durchgeschalteten Ausgang fällt U_d ab — an der Last liegt etwas weniger als die volle Spannung.
Verstanden hast du es erst, wenn du es selbst hinschreiben kannst. Genau dafür ist
diese Seite gebaut: Die Lösung sagen könnte jeder — hier kommen Fragen, die dich
hinführen, und am Schluss schreibst du die Antwort selbst.
Kostenlos, ohne Werbung. Ein Konto brauchst du nur, wenn sich die Seite merken soll,
was bei dir noch hakt.