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Funktionsweise und Einsatzbereiche von Drehgebern

Ausgestellt am 22. März 2014 vom in Technik

Man verwendet Drehgeber für die Messung von Drehbewegungen. Das Prinzip besteht darin, mechanische Bewegungen in elektrische Signale umzuwandeln. Meist sind die Bewegungen rotatorisch oder linear. Im ersten Fall ist die Umwandlung der Bewegungen durch die Drehgeber ohne größeren mechanischen Aufwand möglich. Komplizierter wird es bei linearen Bewegungen, da diese zunächst beispielsweise durch das Einsetzen eines Zahnrades in Kreisbewegungen umgesetzt werden müssen, bevor es möglich ist, die Drehgeber einzusetzen. Grundsätzlich werden zwei Kategorien von Drehgebern unterschieden: Die absoluten und die inkrementalen Drehgeber.

Die absoluten Drehgeber dienen dazu, die absolute Winkelposition eines Systems zu messen. Hier wird zwischen singleturn Drehgebern und multiturn Drehgebern unterschieden. Dabei wird mit einem singleturn Drehgeber die absolute Position innerhalb einer einzigen Umdrehung, also einer 360°-Periode, gemessen. Das hat zur Folge, dass der Drehwinkel nur in einer einzigen Umdrehung bekannt ist. Um die absolute Position auch nach den folgenden Umdrehungen zu merken, ist es notwendig, eine Steuerung zu realisieren, welche die Umdrehungen mitzählt und auch nach dem Ausschalten speichert. Mit einem multiturn Drehgeber hingegen ist es möglich, die absolute Position innerhalb mehrerer Umdrehungen zu messen. Es ist notwendig, im Messsystem die Umdrehungen auch nach dem Abschalten weiter zu zählen, um sicherzustellen, dass die absolute Position auch nach mehreren Umdrehungen erkennbar bleibt.Mithilfe eines inkrementalen Drehgebers ist es nicht möglich, die absolute Position zu bestimmen. Stattdessen kann nur eine Richtung sowie die Bewegung in diese Richtung ermittelt werden. In der Praxis wird das oftmals mit einem periodischen Signal realisiert, das zur Bewegung proportional ist.

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Drehgeber kommen zum Beispiel in Baumaschinen zum Einsatz. Dabei dienen sie dazu, dem Fahrer die Arbeit zu erleichtern, da sie beispielsweise ein punktgenaues Positionieren der Last bei Hebemaschinen ermöglichen. Des Weiteren erfüllen sie Aufgaben in sicherheitsrelevanten Bereichen, indem sie den Fahrer warnen, wenn er sich in eine kritische Situation begibt, wenn zum Beispiel die Hebemaschine zu kippen droht. Ein weiteres Anwendungsbeispiel findet sich in der Land- und Forstwirtschaft. Auch hier dienen die Drehgeber dazu, die Arbeit zu vereinfachen und zu automatisieren. So ist es beispielsweise möglich, den Saatausstoß anhand der Geschwindigkeit zu kontrollieren oder Baumstämme automatisch zu vermessen.

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