Induktiver Näherungsschalter
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Ein induktiver Näherungsschalter (Initiator, Annäherungsschalter) ist ein Sensor, der berührungsfrei auf Annäherung eines metallischen oder galvanischen Gegenstandes, d. h. ohne direkten Kontakt reagiert. Der Näherungsschalter stellt eines der Grundelemente der industriellen Automatisierungstechnik dar. Die ersten Grundlagenforschungen hierzu begannen Ende der 50er Jahre. Der erste industriell einsetzbare induktive Näherungsschalter wurde 1964 von Walter Klaschka mit Germaniumtransistoren realisiert und erstmalig in der Automobilindustrie zur Teilekontrolle eingesetzt.
Herzstück dieses Sensors ist eine wechselstromdurchflossene Spule, die ein magnetisches Wechselfeld erzeugt. Der Wechselstrom wird durch einen Oszillator erzeugt. Kommt ein metallischer Gegenstand in dieses Magnetfeld, ändert sich der Leitwert der Spule und dadurch die Schwingungsamplitude. Diese Änderung kann, elektrisch verstärkt, als Messgröße, z. B. für den Abstand des Gegenstandes von der Spule verwertet werden. Durch eine Hysteresewirkung unterscheidet sich die Messgröße beim Bewegen des Gegenstandes in Richtung des Näherungsschalters von der beim Bewegen in der Gegenrichtung. Damit wird ein Schwingen des Ausgangs verhindert.
Generell werden induktive Näherungsschalter unterschieden in Typen, die Eisenmetalle mit einem Reduktionsfaktor von 1 erkennen. Bei anderen Metallen reduzieren sich die Schaltabstände sehr stark. Bei sogenannten Allmetall-Typen können auch Nichteisen-Metalle mit dem gleichen Schaltabstand erkannt werden. Weiteres Kriterium ist die Baugröße, z. B. rund, beginnend von Durchmesser 4 mm (meist glatt) über die Größen M5, M8, M12, M18 und M30, bzw. eckig sowie die Art des Schaltausgangs. Hier wird unterschieden in Plus-schaltende PNP-Öffner und Schließer, Minus-schaltende NPN-Öffner und Schließer sowie Gegentaktausgänge.
Anwendung: Induktive Näherungsschalter erfassen auch nicht nur ferromagnetische Metallarten. Sie werden als berührungslose Endschalter verwendet, z. B. zum Erfassen, Zählen oder Sortieren von Werkstücken sowie als Drehzahlaufnehmer mit einer Schaltfrequenz von bis zu 20 kHz.
