LVDT-Wegsensoren: Steckverbinder im Vergleich zu Leitungen

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Informationen zu den Vor- und Nachteilen

Die Entscheidung zwischen Steckverbindern und Leitungen für einen LVDT- oder anderen Sensor ist häufig von der Anwendung oder Umgebung abhängig. Von: Michael Marciante, Applications Engineer, Sensoren

Welche Option eignet sich für Sie am besten? Steckverbinder und Leitungen bilden die elektrische Verbindung zwischen den Spulen eines LVDT-Wegsensors und der Signalkonditionierungselektronik. Im Folgenden finden Sie einige hilfreiche Tipps, die Sie bei der Auswahl eines Steckverbinders oder einer Leitung für Ihren nächsten Sensor unterstützen.  

Drahtleitungen

LVDT-Sensoren werden in der Regel mit Leitungen spezifiziert, da diese im Allgemeinen kostengünstiger und benutzerfreundlicher als Steckverbinder sind und eine einfache Verbindung mit der Signalkonditionierungselektronik für Tests am Labortisch bieten. In einigen Fällen können Leitungen größere Betriebstemperatur- und Druckbereiche ermöglichen. So sind Leitungen z. B. die bevorzugte elektrische Verbindung für Sensoren in Hochdruckumgebungen, in Zylindern von Hydraulikanwendungen oder bei Betriebstemperaturen von mehr als 200 °C.

Die Empfindlichkeit der Leitungen ist jedoch ein möglicher Nachteil, da die Drähte brechen können, wenn bei der Installation nicht vorsichtig vorgegangen wird. Lange Leitungen können zudem eine mühsame und komplizierte Installation nach sich ziehen. Außerdem können Leitungen Störungen aufnehmen, die die Signalinterpretation durch die Konditionierungsausrüstung und letztlich die Genauigkeit der Sensorausgabe beeinträchtigen können. 

LVDT-Wegsensor mit Kabel

Steckverbinder

Sensoren mit Steckverbindern lassen sich unabhängig von der Verdrahtung einfacher installieren und deinstallieren. Beim erneuten Installieren eines Sensors können die Steckverbinder einfach gesteckt oder getrennt werden, während Leitungen gebrochen und häufig repariert werden müssen. Steckverbinder können auch mit abgeschirmten Kabelsätzen ausgestattet werden, um größere Entfernungen zwischen dem linearen LVDT-Wegsensor und der Elektronik zu ermöglichen. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn die Sensoren unter rauen Umgebungsbedingungen funktionieren müssen, da eine Verkabelung über eine geringere Widerstandsfähigkeit und Abschirmung gegenüber Störungen durch externe Quellen verfügt.

Wenn Drähte des Kabelsatzes brechen oder herausgezogen werden, muss lediglich der Kabelsatz ersetzt werden, während der restliche LVDT-Sensor weiterhin einsatzfähig ist. Das Brechen oder Abisolieren einer Leitung durch zu festes Ziehen beschädigt den Sensor irreparabel, sodass ein Ersatzsensor angeschafft werden muss. Mithilfe von Steckverbindern können LVDT-Sensoren hermetisch abgedichtet werden, sodass sie einen Eindringschutzgrad von bis zu IP-68 bieten.

Allerdings sind Steckverbinder manchmal etwas sperrig und passen nur schwer in enge Räume oder in LVDTs mit Anforderungen an eine geringe Paketgröße. 

LVDT-Wegsensor mit Steckverbinder
Bohrinsel
Hydraulikzylinder einer OEM-Ausrüstung
Flugzeug
Industrieausrüstung
Schmutzige Umgebungen, Unterwasserumgebungen und Industrieumgebungen

Steckverbinder mit Glasdichtung werden empfohlen, wenn eine elektrische Verbindung unter Beibehaltung der hermetischen Abdichtung erforderlich ist. Dadurch wird der LVDT vor Staub, Schmutz, Spritzern oder dem Eintauchen geschützt. Anwendungen, die eine hermetische Abdichtung des LVDT gemäß IP-67 oder IP-68 erfordern, verfügen stets über einen Steckverbinder.

Industrielle und OEM-Anwendungen

Wenn ein einzelnes Ausrüstungsstück über mehrere Sensoren verfügt, kann mit Kabelsätzen Zeit gespart werden, indem die Verdrahtung in einem Kabelbaum zusammengeführt wird. Mit Steckverbindern mit längeren Kabelsätzen können AC-betriebene LVDTs zudem unter rauen Bedingungen eingesetzt werden, während sich die Elektronik in einer harmloseren Umgebung befindet. Die Kabel verbinden die linearen Wegsensoren mit der andernorts befindlichen Elektronik, die die Sensoren mit Strom versorgt und verstärkt sowie die Ausgabe demoduliert.

Hydraulikanwendung im Zylinder

An Stellen, an denen der Druck mehr als 20.000 psi erreichen kann, ermöglichen Leitungen an belüfteten LVDTs für alle Sensorkomponenten einen Druckausgleich. Für Test- und Messanwendungen in Innenräumen unter Umgebungsbedingungen bieten Leitungen zudem eine einfache Verbindung zwischen dem LVDT und der entsprechenden Elektronik.

Bei der Ermittlung der besten elektrischen Verbindung für einen LVDT-Sensor müssen die Daten über die beabsichtigte Sensorumgebung erfasst werden, da sich verschiedene Elemente auf die Leistung auswirken können.

  • Temperaturen von mehr als 200 °C: Leitungen eignen sich möglicherweise besser Hochdruckbedingungen: in leitfähigen Flüssigkeiten wie Wasser ist ein Steckverbinder erforderlich; in Flüssigkeiten, die nicht elektrisch leitfähig sind (z. B. Hydraulikflüssigkeit), können Leitungen verwendet werden
  • Staub/Feuchtigkeit: Mit Glas abgedichtete Steckverbinder bieten einen besseren Umgebungsschutz gegen Staub, Feuchtigkeit und Eintauchen
  • Vibrationen: Wenn der Sensor langfristig fortwährenden Stößen und Vibrationen ausgesetzt wird, sind Leitungen oder Schraubsteckverbinder die beste Option.

 

Tabelle 1: Empfohlen Anwendungen für Leitungen oder Steckverbinder Beachten Sie, dass die Anwendungsanforderungen ebenso geprüft werden müssen, wie die Leistungsspezifikationen des LVDT.

AnwendungenFührungsdrahtSteckverbinder
Einfaches Labortisch-SetupX 
Häufiges Austauschen vor Ort X
Saubere/trockene UmgebungenX 
Viel Staub/Schmutz/Feuchtigkeit X
Wenig Staub/SchmutzX 
Hochdruck-HydraulikölX 
Eintauchen in Süß-/Meerwasser X

Bei der Ermittlung der besten elektrischen Verbindung für einen LVDT-Sensor müssen die Daten über die beabsichtigte Sensorumgebung erfasst werden, da sich verschiedene Elemente auf die Leistung auswirken können.

  • Temperaturen von mehr als 200 °C: Leitungen eignen sich möglicherweise besser Hochdruckbedingungen: in leitfähigen Flüssigkeiten wie Wasser ist ein Steckverbinder erforderlich; in Flüssigkeiten, die nicht elektrisch leitfähig sind (z. B. Hydraulikflüssigkeit), können Leitungen verwendet werden
  • Staub/Feuchtigkeit: Mit Glas abgedichtete Steckverbinder bieten einen besseren Umgebungsschutz gegen Staub, Feuchtigkeit und Eintauchen
  • Vibrationen: Wenn der Sensor langfristig fortwährenden Stößen und Vibrationen ausgesetzt wird, sind Leitungen oder Schraubsteckverbinder die beste Option.

 

Tabelle 1: Empfohlen Anwendungen für Leitungen oder Steckverbinder Beachten Sie, dass die Anwendungsanforderungen ebenso geprüft werden müssen, wie die Leistungsspezifikationen des LVDT.

  • Anwendungen
  • Einfaches Labortisch-Setup
  • Führungsdraht X
  • Steckverbinder  
  • Häufiges Austauschen vor Ort
  • Führungsdraht  
  • Steckverbinder X
  • Saubere/trockene Umgebungen
  • Führungsdraht X
  • Steckverbinder  
  • Viel Staub/Schmutz/Feuchtigkeit
  • Führungsdraht  
  • Steckverbinder X
  • Wenig Staub/Schmutz
  • Führungsdraht X
  • Steckverbinder  
  • Hochdruck-Hydrauliköl
  • Führungsdraht X
  • Steckverbinder  
  • Eintauchen in Süß-/Meerwasser
  • Führungsdraht  
  • Steckverbinder X