Wat is het verschil tussen solid state en reed cilindersensoren?
In pneumatische toepassingen worden cilindersensoren meestal toegepast voor de bewaking van de zuigerpositie. Bij elektrische assen fungeren ze tevens als referentiesensor of hardwarematige begrenzing van de beweging om ‘crashes’ te voorkomen. Een solid state uitvoering is in de meeste gevallen de beste keuze. Maar bij de overige 10% van de applicaties biedt juist een reed sensor uitkomst. Deze blog vertelt over de werking van cilindersensoren en de voorwaarden die gelden voor de toepassing van óf een reed óf een solid state cilindersensor.
Werking cilindersensor
Een cilindersensor wordt op de behuizing van een elektrische of pneumatische cilinder aangebracht. Precies op de plek waar een terugkoppeling van de zuigerpositie is gewenst. De zuiger wordt voorzien van een magneet(band) die door de sensor wordt gedetecteerd wanneer beide componenten op dezelfde positie staan.
De magneet triggert hierbij de positiesensor die op zijn beurt een binair signaal geneert. Dit signaal wordt naar een bovenliggende besturing of PLC. Afhankelijk van het programma wordt op basis hiervan een volgende stap genomen of eventuele veiligheidsmaatregelen in gang gezet.
Soorten cilindersensoren
Cilinder- of positiesensoren – in het Engels cylinder switch – zijn beschikbaar in verschillende varianten. De twee meest voorkomende in de pneumatische en elektrische aandrijftechniek zijn de reed sensoren en de solid state sensoren.
Reed sensor
De werking van een reed sensor of een reed contact is gebaseerd op magnetisme. In een behuizing bevinden zich twee dunne metalen strips die elkaar overlappen maar van elkaar gescheiden zijn door een inert gas of vacuüm. Aan beide zijden van de sensor is een van de metalen strips verbonden met een – op dat moment – open stroomkring. Wanneer de magneet van de zuigerstang ter hoogte van de overlap komt, zullen deze de ene metalen strip tegen de andere aantrekken. Hierdoor ontstaat er een gesloten stroomkring en genereert de reed sensor een signaal.
Eigenschappen reed sensor
Een effectieve methode om een positie te detecteren maar door de bewegende mechanische componenten ook onderhevig aan slijtage. Reed sensoren hebben dan ook een beperkte levensduur van 20 – 50 miljoen cycli en een werking die door de tijd heen verslechtert door het ‘kleven’ van de metalen strips. Daarbij is deze sensor niet beschermd tegen overbelasting, omgedraaide polariteit en kortsluiting. De maximale stroom bedraagt 500 mA, de maximale kabellengte 10 m.
Solid state sensor
De werking van een solid state sensor is gebaseerd verandering in weerstand in de sensor als gevolg van een veranderend magnetisch veld. Een solid state sensor is hiervoor typisch voorzien van een vier zogenaamde magneto resistieve sensoren die verbonden zijn met een wheatstone brug. Wanneer de magneet van de bewegende as of zuigerstang bij deze solid state sensor komt, zal de weerstand van de individuele sensoren veranderen en hiermee de brugspanning wijzigen. De spanningsverandering zal – na versterking en bewerking – leiden tot een uitgaand signaal vanuit de solid state sensor.
Eigenschappen solidstate
Een belangrijk voordeel van een solid state sensor is de afwezigheid van beweegbare, mechanische componenten. De hele schakeling is opgebouwd uit solid state semi-conductor elementen die beschermd zijn tegen overbelasting, omkerende polariteit en kortsluiting. Dit betekent dat er geen slijtage kan optreden. Solid state sensoren hebben hiermee per definitie een lange levensduur en een MTBF van 4077 jaar (!). De maximale stroom bedraagt 100 mA en de maximale kabellengte 30 m.
Wanneer gebruik je een reed en wanneer een solid state cilindersensor?
Vanwege diverse gunstige eigenschappen van de solid state cilindersensor en de veel langere levensduur, zal in 90% van de toepassingen voor deze uitvoering worden gekozen. Het gaat dan om eigenschappen als:
- Hoge kortsluitvastheid
- Bescherming tegen overbelasting
- Bescherming tegen omkeren polariteit
- Theoretisch onbeperkte levensduur
- Ongevoelig voor inductieve en capacitieve belasting
- Kabellengtes tot 30m mogelijk
Alleen in hele specifieke toepassingen bieden Reed sensoren nog voordelen. Zo worden zij worden typisch ingezet wanneer er wordt gewerkt met wisselspanning (110/230 V) of wanneer de omgevingstemperatuur de 85 °C overschrijdt. Ook is de reed sensor geschikt voor het schakelen van grotere belastingen aangezien hij bestand is tegen stromen tot 500 mA. Tot slot is een reed sensor de beste keuze wanneer een toepassing om een potentiaalvrij contact vraagt.
Bekijk solid state cilindersensoren in onze webshop
Standaard T-slot solid state sensor SMT-8M
Op voorraad
Op voorraad
Op voorraad
