Es gibt verschiedene Verfahren zur Erfassung von Informationen über den Zustand von Maschinen bzw. Maschinenelementen – wie Wälz- oder Gleitlager, Zahnräder, Führungen etc. Ein klassischer Ansatz benutzt Schwingungen und ein verwandtes Verfahren erfasst Akustik. Es werden auch oft Temperatur oder Verschleiß in Form von Abrieb erfasst. An Bedeutung gewinnen zunehmend die Erfassung von „Instantaneous Angular Speed“ (momentane Winkelgeschwindigkeit) als auch „Motor Current Signature Analysis“ (Motorstrom-Signatur-Analyse). Die eingesetzte Sensorik muss nicht nur klein, präzise und robust sein, sondern auch über eine hohe Bandbreite und niedrigen Leistungsbedarf verfügen. Bevorzugt sollen vorhandene Sensoren bzw. Messstellen für diese zusätzliche Funktionalität genutzt werden, um zusätzliche Sensoren zu vermeiden. Magnetoresistive Sensoren erfüllen diese komplexen Anforderungen in einem hohen Maß. Die Messung der momentanen Winkelgeschwindigkeit ist für die Zustandsüberwachung von großer Bedeutung. Die Drehung einer Maschinenwelle ist ein Ergebnis des Gesamtbetriebs der Maschine und trägt damit Informationen über alle mechanischen und elektromagnetischen Prozesse, die zur Drehung beitragen. Jeder Fehler, Ausfall oder Defekt hat theoretisch eine Auswirkung auf die Momentandrehzahl. Die Messung wird typischerweise mit einem inkrementalen Drehgeber in Kombination mit einer Zählerkarte durchgeführt, um die Zeit zu messen, die zwischen der steigenden Flanke des Gebersignals verstrichen ist. Die Winkelinformation wird direkt erfasst. Encoder, die auf dem MR-Effekt basieren, weisen eine hohe Auflösung, eine hohe Winkelgenauigkeit und eine hohe Bandbreite für schnell rotierende Wellen auf. Dieses Verfahren bewährt sich erfolgreich bei der Identifizierung von Getriebe- und Lagerfehlern sowie von Defekten an Elektromotoren.
Für gültige Ergebnisse ist es wichtig, dass der Encoder einen geringen Signaljitter liefert, da dies sonst den Messwert verfälscht und zu einem hohen Rauschpegel im berechneten Drehzahlwert. Basierend auf den Erfahrungen aus dem vom BMBF geförderten F&E-Projekt InnoServPro (2015 – 2018) wurde ein Zahnsensor mit außergewöhnlich niedrigem Signaljitter speziell für die Messung der momentanen Winkelgeschwindigkeit und die damit verbundene Torsionsschwingungsanalyse von schnell drehenden Getrieben (bis 30.000 U/min) entwickelt.
Sensitec ist ein führender Hersteller von Sensoren basierend auf dem magnetoresistiven Effekt zum präzisen Messen von Weg, Winkel, Position, Strom oder Magnetfeldern. Typische Anwendungsbereiche sind die Industrieautomatisierung, der Automotive-Sektor, die Medizintechnik, Werkzeugmaschinen, Erneuerbare Energie und viele mehr.
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