Drehwinkelgeber  Zum Expertenwissen

Mit dem Drehgeber die Lage und den Winkel sicher erfassen

Ein Drehgeber ist ein Sensor, mit dem Sie Lage- und Winkeländerungen erfassen. Zu unterscheiden sind insbesondere Inkrementalgeber, die erst nach Verarbeiten einer Referenzmarke eine zuverlässige Position liefern und Absolutwertgeber, die direkt nach der Aktivierung Messwerte bereitstellen. Je nach Bauart erfolgt die Implementierung der Sensoren auf Basis von mechanischen, optischen oder magnetischen Verfahren. Zudem unterscheiden sich die verschiedenen Ausführungen durch Parameter wie Betriebsspannung und Impulsrate. Das Ausgangssignal eines Drehgebers ist meist digital. Anwendungsgebiete sind unter anderem die Automatisierungstechnik und elektronische Gerätesteuerungen.

Die Signalauswertung - Unterschiede zwischen Inkrementalgeber und Absolutwertgeber

Inkrementalgeber erfassen Impulse, die beispielsweise durch Strichscheiben oder Zahnräder erzeugt werden. Für eine zuverlässige Positions- bzw. Winkelbestimmung ist eine Referenzmarke erforderlich. Ausgehend von diesem Nullpunkt erkennt das Bauteil den Winkel durch Zählen der Impulse die Position. Einsatzbereit ist der Inkrementalgeber für viele Anwendungen erst nach Verarbeitung des Referenzpunktes. Absolutwertgeber erfassen den Winkel direkt. Meist wird dazu eine Codierscheibe verwendet. So stehen ohne Initialisierung direkt nach dem Einschalten Messwerte zur Verfügung. Mehrere Umdrehungen erfassen Sie mittels passender Modelle, die über ein Getriebe verfügen.

Verfahren zur Abtastung

Sie finden am Markt Drehgeber, deren Abtastung unterschiedlich implementiert ist.

Abtastung mittels Schleifkontakt

Schleifkontakte sind kostengünstig und haben einen niedrigen Ruhestromverbrauch. Sie sind aber auch verschleißfreudig und verfügen nur eine grobe Auflösung. Daher sind Schalteranwendungen typische Anwendungen für diese Drehgeber.

Photoelektrische Lösung

Mittels Raster oder Gitter wird bei dieser Implementierung die Winkeländerung erfasst. Moderne Bauteile ermöglichen dabei hohe Auflösungen im Mikrometer-Bereich. Der Strombedarf des Bauteils ist dabei vergleichsweise hoch. Daher sollten Sie den Einsatz dieser Lösung bei akku- oder batteriebetriebenen Anwendungen genau prüfen.

Drehgeber mit magnetischer Abtastung

Die magnetische Abtastung ist stromsparend und flexibel. Der geringe Ruhestrom ermöglicht den Einsatz in batteriebetriebenen Geräten. Teilungsperioden sind im Millimeter-Bereich möglich. Bei guten Drehgebern mit magnetischer Abtastung kann diese auch darunter liegen. Durch Magnetfelder im Umfeld des Sensors kann es je nach Modell und Feldstärke jedoch zu Störungen kommen.

Tipps zur Wahl eines Drehgebers

• Achten Sie auf die passende Implementierung der Signalauswertung. Wählen Sie das Verfahren, das für Ihre Anwendungen vorteilhaft ist. Absolutwertgeber können zum Beispiel Initialisierungsphasen vermeiden.
• Prüfen Sie das Abtastungsverfahren. Je nach Umweltbedingungen und geforderter Auflösung sind unterschiedliche Lösungen optimal. Bei der Wahl hilft Ihnen die Impulszahl des Drehgebers.
• Behalten Sie die Betriebsspannung im Blick: Diese sollte zu Ihrer Schaltung passen.