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Was ist ein Elektronenmikroskope?

Ein Elektronenmikroskop ist ein Mikroskop, das eine Probe durch die Bestrahlung mit einem Elektronenstrahl beobachtet. Aufgrund der extrem kurzen Wellenlänge des Elektronenstrahls ist es möglich, ultrafeine Strukturen sichtbar zu machen, die mit einem Lichtmikroskop nicht beobachtet werden können. Es gibt zwei Haupttypen von Elektronenmikroskopen: solche, die die Durchlässigkeit des Elektronenstrahls als Bild ausgeben, und solche, die das durch die Wechselwirkung zwischen dem Elektronenstrahl und der Probe erzeugte Signal abbilden.

Die meisten Elektronenmikroskope, die als Produkte verkauft werden, sind für industrielle Materialien bzw. für die Betrachtung biologischer Proben optimiert. Elektronenmikroskope werden häufig auch als Elektronenmikroskope oder EM für ihre englische Abkürzung abgekürzt.

Verwendungszwecke von Elektronenmikroskopen

In der Industrie werden Elektronenmikroskope eingesetzt, um die Bruchfläche von beschädigten Metallteilen zu analysieren und die Ursache der Beschädigung zu ermitteln sowie die Oberfläche verarbeiteter Materialien zu beobachten, um deren Qualität zu überprüfen. Außerdem werden mit dem Elektronenmikroskop die instrumentellen Eigenschaften von makromolekularen Polymeren durch Beobachtung ihrer Netzwerke untersucht und das Vorhandensein von Verunreinigungen beurteilt. In den Biowissenschaften wird sie zur Visualisierung der Mikrostruktur intrazellulärer Organellen und zur Kartierung neuronaler Verbindungen durch die Beobachtung verflochtener Nervenzellen eingesetzt. Außerdem wurde sie 2017 mit dem Nobelpreis für Chemie für ihre mögliche Anwendung bei der Strukturanalyse von Proteinen durch einfache Vorbehandlung der Proben ausgezeichnet.

Grundlagen der Elektronenmikroskopie

Die Elemente, aus denen ein Elektronenmikroskop besteht, sind eine Quelle, eine Linse und ein Detektor, und allein schon vom Aufbau her ähnelt es dem eines Lichtmikroskops. Jedes dieser Elemente unterscheidet sich jedoch grundsätzlich von dem eines Lichtmikroskops.

Erstens werden Elektronenstrahlen sofort abgeschwächt und vernichtet, wenn sie mit Molekülen und anderen Objekten in der Luft zusammenstoßen. Daher muss der Elektronenstrahl in einem Vakuum erzeugt und bestrahlt werden.

Zweitens sind Glaslinsen, wie sie in der allgemeinen Optik verwendet werden, durchsichtig, so dass zur Brechung der Elektronenstrahlen magnetische Linsen verwendet werden müssen, bei denen ein Magnetfeld angelegt wird, um die Elektronenstrahlen zu bündeln.

Charakteristisch für solche Linsen ist, dass sie große optische Aberrationen aufweisen, und um dies zu verbessern, werden sie mit einer kleinen Apertur konstruiert. Dadurch haben Elektronenmikroskope eine große Schärfentiefe und können dreidimensionale Objekte mit großer Tiefe beobachten.

Die gängigen Elektronenmikroskope lassen sich in zwei Kategorien einteilen

1. Die Transmissions-Elektronenmikroskopie (TEM)

Bei dieser Methode wird ein Elektronenstrahl durch die Probe geschickt und der Kontrast anhand der Abschwächung des Strahls ermittelt. Damit der Elektronenstrahl die Probe durchdringen kann, muss die Dicke der Probe so eingestellt werden, dass sie sehr dünn ist. Die Stärke der Elektronen wird als Beschleunigungsspannung bezeichnet, und bei einer Beschleunigungsspannung von 300 kV beträgt die Wellenlänge 0,00197 nm, was extrem kurz ist, und die Auflösung 0,1 nm, was in der Größenordnung des ursprünglichen Materials liegt. Dies kann in eine maximale Vergrößerung von 800.000x umgewandelt werden, die 800 Mal höher ist als die eines optischen Mikroskops, was die hohe Auflösung zeigt. Transmissions-Elektronenmikroskope beobachten die Elektronen, die durch die Probe hindurchgehen, und eignen sich daher hervorragend für die Betrachtung der inneren Struktur einer Probe, z. B. der Kristallstruktur innerhalb eines sehr kleinen Bereichs.

2. Rasterelektronenmikroskopie (SEM)

Wenn Materialien im Vakuum mit Elektronenstrahlen bestrahlt werden, werden Sekundärelektronen, reflektierte Elektronen und charakteristische Röntgenstrahlen emittiert. Bei der Elektronenmikroskopie werden Bilder aus Sekundärelektronen und reflektierten Elektronensignalen durch Abtasten räumlich fokussierter Elektronenstrahlen erzeugt. Die Sekundärelektronen werden aus der Nähe der Probenoberfläche erzeugt, so dass sich das Sekundärelektronenbild für die Betrachtung der mikroskopischen Unregelmäßigkeiten der Probe eignet. Die Anzahl der reflektierten Elektronen hängt von der Zusammensetzung der Probe ab (Ordnungszahl, Kristallorientierung usw.). Das reflektierte Elektronenbild eignet sich daher zur Beurteilung der Zusammensetzung der Probenoberfläche.

Wenn ein Elektronenstrahl auf eine Probe trifft, werden die Atome, aus denen ihre Oberfläche besteht, angeregt und geben Elektronen ab. Andere Emissionen, wie reflektierte Elektronen und charakteristische Röntgenstrahlen, werden als Sekundärelektronen bezeichnet und durch Punktabtastung der Intensität der emittierten Sekundärelektronen ermittelt.

Was man nur mit einem Elektronenmikroskop beobachten kann

Elektronenmikroskope haben im Vergleich zu gewöhnlichen Lichtmikroskopen eine extrem hohe Auflösung, so dass sie z. B. die winzigen Gewebestrukturen von Zellen und Metallkristallen in der Größenordnung von Atomen beobachten können.

Am Beispiel der Zelle: Mit der Lichtmikroskopie lassen sich die feinen Strukturen der Zelle mit Ausnahme des Zellkerns nicht detailliert beobachten, mit der Elektronenmikroskopie hingegen schon. Dies ermöglicht detaillierte Untersuchungen verschiedener Funktionen, wie z. B. die Funktionsweise von Enzymen innerhalb der Zelle und Reaktionen von Zellstrukturen.

Was ist ein Näherungssensoren?

Ein Näherungssensor ist ein Sensor, der die Kontaktstelle ein- bzw. ausschaltet, wenn das zu erfassende Objekt o. Ä. in die Nähe kommt, ohne dass ein physischer Kontakt besteht. Im Gegensatz zu mechanischen Schaltern zeichnen sich Näherungssensoren dadurch aus, dass sie keinen physischen Kontakt mit dem zu erfassenden Objekt herstellen, um den Kontaktpunkt ein- oder auszuschalten.

Bei Näherungssensoren gibt es im Wesentlichen drei Erfassungsmethoden: induktiv, kapazitiv und magnetisch. Diese Erkennungsmethoden ermöglichen eine Erkennung ohne Kontakt mit dem zu erkennenden Objekt. Näherungssensoren sind berührungslos und können daher ohne Gefahr der Beschädigung oder Abnutzung des zu erfassenden Objekts eingesetzt werden.

Einsatzgebiete von Näherungssensoren

Näherungssensoren werden eingesetzt, um die An- oder Abwesenheit von Werkstücken und deren Positionierung in verschiedenen Produktionsbereichen zu erkennen. Denn Näherungssensoren zeichnen sich in der Regel durch berührungslose und relativ kurze Tastabstände bei der Erfassung von metallischen und nichtmetallischen Objekten aus.

Kapazitive Näherungssensoren werden dagegen auch eingesetzt, wenn es beispielsweise darum geht, die Menge einer Flüssigkeit oder eines Pulvers in einem Tank zu erfassen oder eine Flüssigkeit durch ein Sprühgerät abzugeben. Dies liegt daran, dass kapazitive Näherungssensoren sowohl Flüssigkeiten und Pulver als auch Metalle und Nichtmetalle erkennen können, im Gegensatz zu den Personen, die induktive und magnetische Näherungssensoren vorwiegend erfassen.

Arten von Näherungssensoren

Näherungssensoren sind Sensoren, die das zu erfassende Objekt nicht berühren. Wenn sich das zu erfassende Objekt dem Näherungssensor nähert, gibt es Energie ab, die je nach Sensortyp auf unterschiedliche Weise erfasst wird.

Näherungssensoren können Objekte erkennen, indem sie die zu diesem Zeitpunkt reflektierte Energieänderung in ein elektrisches Signal umwandeln. Näherungssensoren lassen sich daher je nach Erfassungsmethode grob in drei Haupttypen einteilen.

1. Induktive Näherungssensoren

Bei induktiven Näherungssensoren werden Magnetfelder und induzierte Ströme zur Erkennung von Objekten verwendet. In der Erfassungsspule des Näherungssensors wird ein hochfrequentes Magnetfeld erzeugt.

Kommt ein metallisches Objekt wie Eisen, Kupfer, Aluminium oder Messing in die Nähe dieses Magnetfeldes, wird durch elektromagnetische Induktion ein induzierter Strom erzeugt. Aufgrund des Widerstands des metallischen Erfassungsobjekts kommt es dann zu einem Energieverlust. Induktive Näherungssensoren erfassen die durch diesen Strom verursachten Änderungen der Impedanz der Sensorspule.

2. Magnetische Näherungssensoren

Magnetische Näherungssensoren nutzen die Kraft eines Magneten, um Objekte zu erkennen. Das Sensorelement eines magnetischen Näherungssensors besteht aus einem Magneten und einem Reedschalter.

Wenn sich ein Magnet oder ein ferromagnetisches Objekt der Erfassungseinheit des Sensors nähert, öffnet und schließt sich der Reedschalter des magnetischen Näherungssensors und erfasst so das Objekt.

3. Kapazitive Näherungssensoren

Kapazitive Näherungssensoren nutzen Kapazitätsänderungen, um Objekte zu erkennen. Der Sensorteil eines kapazitiven Näherungssensors ist mit einer Messelektrode ausgestattet.

Die Kapazitätsänderung zwischen der Elektrode und dem zu erkennenden Objekt tritt auf, wenn sich das zu erkennende Objekt der Messelektrode nähert. Kapazitive Näherungssensoren können Flüssigkeiten und Pulver sowie Metalle und Nichtmetalle erkennen, indem sie die erzeugte Kapazitätsänderung erfassen.

Weitere Informationen über Näherungssensoren

1. Fehlfunktionen von Näherungssensoren

Bei der Verwendung von Näherungssensoren können verschiedene Fehlfunktionen auftreten, z. B. dass das erkannte Objekt nicht richtig erkannt wird oder dass es nicht aus dem erkannten Zustand zurückkehrt. Ein besonderes Problem, das in den letzten Jahren zugenommen hat, sind Fehlfunktionen von Näherungssensoren in Smartphones.

Viele Smartphones sind so konzipiert, dass sich der Bildschirm ausschaltet, wenn das Telefon bei der Annahme eines Anrufs nahe ans Ohr gehalten wird. Der Näherungssensor ermöglicht das Ausschalten des Bildschirms. Der Grund dafür ist, dass der Näherungssensor die Nähe eines erkennbaren Objekts (in diesem Fall das Gesicht oder das Ohr einer Person) erkennt. Bei einer Fehlfunktion des Näherungssensors schaltet sich der Bildschirm daher auch dann nicht aus, wenn sich das Gesicht in der Nähe befindet oder wenn das Telefon nicht telefoniert.

Spezifische Ursachen für eine Fehlfunktion des Näherungssensors sind

• Schmutz oder Ablagerungen im Sensorbereich
• Klappern bei der Ausgabe
• Einfluss von umgebendem Metall
• Starke Erschütterungen
• Fehlerhafte Verdrahtung

Näherungssensoren zeichnen sich dadurch aus, dass der Sensorteil leicht von der Umgebung beeinflusst werden kann. Aus diesem Grund muss der Sensorteil des Näherungssensors sicher und sauber gehalten werden und frei von Fremdkörpern sein. Auch Geräusche, wie z. B. Rattergeräusche, können sich nachteilig auswirken, weshalb Maßnahmen wie eine gründliche Erdung oder das Einsetzen von Isolatoren bei der Verkabelung erforderlich sind.

2. Erfassungsbereich von Näherungssensoren

Der “Erfassungsabstand” eines Näherungssensors ist der Abstand zwischen der Referenzposition und der Signalerfassung, wenn das erfasste Objekt in einer bestimmten Weise und unter bestimmten Bedingungen bewegt wird. Seine Länge variiert je nach Spezifikation, wobei einige der längsten Werte bis zu 30 mm betragen.

Die Umgebung, in der Näherungssensoren eingesetzt werden, ist jedoch nicht immer ideal. Beispielsweise können Näherungssensoren, die an Werkzeugmaschinen eingesetzt werden, durch umgebendes Metall, Späne, Kühlmittel usw. beeinträchtigt werden. Der Erfassungsabstand kann auch durch den Einfluss von Temperatur und Spannung in der Umgebung des Näherungssensors verringert werden.

Der “Einstellabstand” ist der Abstand, bei dem der Näherungssensor unter Berücksichtigung der Umgebungsbedingungen stabil eingesetzt werden kann. Der Einstellabstand wird in der Regel mit 70-80 % des Erfassungsabstands angegeben. Bei der Auswahl von Näherungssensoren müssen der für die Objekterkennung erforderliche Erfassungsabstand und die Umgebung, in der sie installiert werden sollen, berücksichtigt werden.

Was ist ein Frequenzzähler?

Ein Frequenzzähler ist ein digitales Gerät zur Messung der in elektronischen Schaltungen auftretenden Frequenzen.

Elektrische Signale können durch drei Parameter ausgedrückt werden: Frequenz, Amplitude und Phase. Es ist auch möglich, die Periode durch den Kehrwert der Frequenz zu bestimmen, was die Frequenzmessung zu einem wichtigen Parameter bei der grundlegenden Messung elektrischer Signale macht.

Ein Universalzähler ist ein Zähler, der neben der Frequenzzählung mehrere zusätzliche Funktionen hat, wie z. B. die Messung des Tastverhältnisses, der Impulsanstiegszeit und des Zeitintervalls.

Verwendungszwecke von Frequenzzählern

Frequenzzähler werden wie Amperemeter und Voltmeter als grundlegende Messinstrumente bei der Messung elektrischer Signale verwendet. Obwohl einige Produkte als eigenständige Frequenzzähler erhältlich sind, wurden viele Produkte mit Frequenzzählerfunktionalität als Teil der Funktionalität von Geräten mit vielen Funktionen entwickelt, wie z. B. digitale Multimeter, Oszilloskope und optische Spektrumanalysatoren.

Frequenzzähler zeichnen sich dadurch aus, dass ihr Prinzip sehr einfach ist. Da es möglich ist, sie selbst zu bauen, sind auch Bausätze erhältlich. Bausätze für Frequenzzähler sind von verschiedenen Firmen für Frequenzen von mehreren zehn MHz erhältlich. Der Grund dafür ist, dass sich direkte Frequenzzähler durch ihre unkomplizierte Bedienung auszeichnen.

Einige Multitester sind auch mit einem Bereich ausgestattet, der eine Frequenzmessung ermöglicht. Diese Typen sind besonders nützlich an Orten, an denen keine großen Messgeräte mitgeführt werden können, da sie leicht zu handhaben sind. Sie haben zwar den Vorteil, dass sie einfach zu bedienen sind, doch ihr Nachteil ist, dass sie sich nicht für Anwendungen eignen, bei denen hohe Frequenzen oder eine große Anzahl signifikanter Stellen erforderlich sind.

Die meisten Bausätze sind LSI-basiert, so dass es nicht möglich ist, die gesamte Struktur zu erlernen, aber man kann ein Gefühl dafür bekommen.

Prinzip von Frequenzzählern

Ein Frequenzzähler besteht aus einer Schaltung zur Formung der Wellenform, einem Gatter, einem Quarzoszillator und einer Zählschaltung.

1. Schaltung zur Formung der Wellenform

Das Eingangssignal wird in eine “Impulsfolge” umgewandelt.

2. Quarzoszillator

Erzeugt Impulse mit einer festen Zeitbreite. Er erzeugt ein Zeitfenster (Torzeit) für die Messung der vorgenannten Impulsfolge, und das Zeitfenster dient als Fenster für die Messung der Frequenz.

3. Messschaltung

Die Frequenz des ursprünglichen Signals wird durch Zählen der Anzahl der Impulse im Zeitfenster gemessen. Die Auflösung der Frequenzmessung wird durch die zeitliche Breite des vom Quarzoszillator erzeugten Zeitfensters bestimmt. Die Auflösung ist proportional zum Kehrwert der Zeitbreite des Zeitfensters, d. h. ein Zeitfenster von 1 Sekunde wird in Einheiten von 1 Hz angezeigt, ein Zeitfenster von 0,1 Sekunde wird in Einheiten von 10 Hz angezeigt und so weiter.

Bei einem Frequenzzähler tritt der größte Fehler an dem Punkt auf, an dem die Impulsfolge erzeugt wird, insbesondere wenn das Eingangssignal Rauschen enthält, das dazu führen kann, dass die ansteigende Flanke des Impulses instabil wird oder zusätzliche Impulse erzeugt, die nicht vorhanden sein sollten. 

Eine Methode zur Vermeidung von Fehlern besteht darin, wiederholte Messungen durchzuführen und die Rauschkomponenten zu mitteln. Dadurch werden die Fehler, die bei der Erzeugung der Impulsfolge auftreten, reduziert.

Frequenzzähler-Messverfahren

Ein Frequenzzähler ist ein Gerät, das die Frequenz eines Eingangssignals misst und das Ergebnis anzeigt. Es gibt zwei Messmethoden: die direkte Methode, die einfach zu implementieren ist und seit langem verwendet wird, und die reziproke Methode, die teurer ist, aber eine hohe Anzahl signifikanter Ziffern liefern kann.

1. Direkte Methode

Nullpunkt-Kreuz-Messung

Bei der direkten Methode misst der Frequenzzähler, wie oft sich die Frequenz des Eingangssignals im Nullpunkt kreuzt. Handelt es sich bei dem Eingangssignal um eine Sinuskurve, wird gezählt, wie oft sie den Nullpunkt entweder nach unten oder nach oben kreuzt. Der Frequenzzähler nach der direkten Methode hat den Vorteil, dass er einfach und nur mit Hardware realisiert werden kann. Aus diesem Grund wird diese Methode seit langem verwendet, und die Anzahl der Nulldurchgänge pro Sekunde wird als Frequenzmessung angezeigt.

Der Frequenzzähler der direkten Methode zeichnet sich dadurch aus, dass im Gerät ein genauer Referenztakt erzeugt wird und die Anzahl der Nulldurchgänge durch das Öffnen eines Zeitfensters für diese Zeitspanne gemessen wird.

Anzahl der signifikanten Ziffern der Messung

Die Anzahl der signifikanten Stellen in einem Frequenzzähler mit direkter Methode wird durch die Zeitbreite des Zeitfensters und die Eingangsfrequenz bestimmt. Beträgt die Eingangsfrequenz beispielsweise 1 GHz und das Zeitfenster 1 Sekunde, so beträgt der Messwert 1×10^9 und die Anzahl der signifikanten Stellen 10. Bei einer Eingangsfrequenz von 1 kHz beträgt die Anzahl der signifikanten Stellen 4, beide mit einer Auflösung von 1 Hz.

Wird die Zeitfensterbreite vergrößert, erhöht sich die Auflösung, z. B. wenn die Zeitfensterbreite auf 100 s erhöht wird, beträgt die Anzahl der signifikanten Stellen 6 bei 1 kHz und die Auflösung 0,01 Hz. Es ist jedoch unpraktisch, für eine einzige Messung mindestens 100 Sekunden zu benötigen, was die Praktikabilität erheblich einschränkt. Außerdem sollte man sich darüber im Klaren sein, dass die Messungen immer mit einem Quantenfehler von ±1 behaftet sind.

Wenn nur hochfrequente Signale gemessen werden sollen, können Frequenzzähler mit der direkten Methode problemlos verwendet werden, aber um die Genauigkeit mit der direkten Methode zu erhöhen, muss die Zeitfensterbreite vergrößert werden. Der Nachteil ist jedoch, dass sich mit der Vergrößerung der Zeitfensterbreite bei der direkten Methode auch die für jede Messung benötigte Zeit erhöht, was zu einer äußerst geringen Effizienz führt. Unter diesen Umständen sind “reziproke” Frequenzzähler die Alternative.

2. Reziproke Methode

Reziproke Frequenzzähler zählen die Eingangswellenform, wie sie ist, oder teilen sie durch einen internen Referenztakt. Der Vorteil ist, dass eine hohe Anzahl signifikanter Stellen erreicht werden kann, insbesondere bei der Messung niedriger Frequenzen. Die Anzahl der signifikanten Stellen in einem reziproken Frequenzzähler wird durch den internen Referenztakt und die Torzeit bestimmt und wird nicht von der Eingangsfrequenz beeinflusst.

Beträgt der interne Referenztakt beispielsweise 10 MHz und die Torzeit 1 s, so beträgt die Anzahl der signifikanten Stellen sieben; wird derselbe Referenztakt verwendet und die Torzeit beträgt 10 s, so beträgt die Anzahl der signifikanten Stellen acht. Die reziproke Methode ermöglicht zwar eine hohe Anzahl signifikanter Stellen bei Messungen im Niederfrequenzbereich, doch ist die Funktionsweise des Zählers selbst komplex und hat den Nachteil, dass sie teuer ist.

Was ist ein Lineare Stromversorgungen?

Lineare Stromversorgungen wandeln handelsüblichen Wechselstrom in Gleichstrom um und verwenden entweder lineare oder schaltbare geregelte Netzteile, um den Stromkreis zu stabilisieren und Spannungsschwankungen zu verringern.

Lineare Stromversorgungen gibt es schon seit den Tagen, als noch Vakuumröhren verwendet wurden. Ein variabler Widerstand oder ein IC mit drei Anschlüssen ist in die Schaltung integriert, um die Leistung am Eingang kontinuierlich zu steuern und die Ausgangsspannung zu regeln. Die Schaltung arbeitet mit analoger Steuerung.

Die Genauigkeit der Ausgangsspannung ist gut, aber das Gerät ist groß und schwer und weist aufgrund der hohen internen Verlustleistung und der hohen Wärmeentwicklung durch den variablen Widerstand einen geringen Wirkungsgrad auf.

Verwendungszwecke von Linearen Stromversorgungen

Leichte, kompakte Schaltnetzteile werden heutzutage häufig verwendet, aber lineare Stromversorgungen werden häufig für kleine Ausgangsnetzteile und wenn Rauschen unterdrückt werden soll, eingesetzt.

Sie sind zwar größer, aber weniger laut und werden in Messgeräten, medizinischen Geräten und High-End-Audioanlagen eingesetzt. Sie werden auch in schnurlosen Telefonen, Desktop-Computer-Lautsprechern, Elektrowerkzeugen usw. verwendet. Lineare Stromversorgungen mit dreipoligen ICs waren wegen ihrer relativ geringen Größe und einfachen Handhabung besonders beliebt.

Prinzip von Linearen Stromversorgungen

Lineare Stromversorgungen zeichnen sich durch eine einfache Schaltungsstruktur und geringes Rauschen aus. Ein handelsübliches Wechselstromnetzteil wird entnommen und ein variabler Widerstand wird in Reihe geschaltet, um die überschüssige Spannung zu entfernen und ein Gleichstromnetzteil zu bilden. Die entnommene Spannung wird im Widerstand in Wärmeenergie umgewandelt, wodurch die erzeugte Wärmemenge steigt. Daher ist ein Kühlkörper am Regler erforderlich.

Die Schaltung ist einfach aufgebaut, da sie nur Widerstände verwendet, aber die Wärme kann nicht kontrolliert werden.

Es gibt Serien- und Shunt-Regler, wobei Serienregler in der Regel und Shunt-Regler nur in einer begrenzten Anzahl von Anwendungen eingesetzt werden. Es werden Zenerdioden und dreipolige ICs verwendet.

Je nach Anwendung ist zu prüfen, ob die von den linearen Stromversorgungen erzeugte Wärme verkraftet werden kann. Außerdem kann das Rauschen einer linearen Stromversorgungen weniger stark unterdrückt werden als bei Schaltnetzteilen, und die Klangqualität kann verbessert werden. Wenn Sie also besondere Ansprüche an Ihre Audiogeräte haben, können Sie Ihre eigene lineare Stromversorgungen bauen, um die gewünschte Klangqualität zu erreichen.

Erdung von Rauschunterdrückungstransformatoren

Es gibt Maßnahmen zur Vermeidung von Rauschen zwischen der Masse eines Stromkreises und der Erde, auch wenn die Potenziale unterschiedlich sind oder die Erde nicht erdbar ist. Auch in solchen Fällen sollten Sie zunächst versuchen, einen Entstörtrafo zu installieren. Wenn dies nicht zu funktionieren scheint, muss erstens sichergestellt werden, dass der Bereich, in dem der Entstörtrafo installiert ist, möglichst großflächig mit der Erde in Kontakt ist. Die zweite Möglichkeit besteht darin, die Eingangs- und Ausgangskabel mit abgeschirmten Kabeln zu versehen, die das Rauschen abschirmen können, und diese abgeschirmten Kabel sowie das Gehäuse des Rauschunterdrückungstransformators großflächig zu installieren. Die oben genannten Maßnahmen sollen die Rauschunterdrückung verbessern.

Aufbau eines Rauschunterdrückungstransformators

In diesem Abschnitt wird der Aufbau eines Rauschunterdrückungstransformators beschrieben. Wenn man Rauschen unterdrücken will, besteht die erste Maßnahme darin, die Rauschquelle zu isolieren. Durch die Isolierung der Quelle hat das Rauschen fast keinen Einfluss mehr auf sie. Die eigentliche Isolierungsmaßnahme ist in den meisten Fällen ein Optokoppler in der Schaltung. Eine andere Methode für Fälle, in denen kein Optokoppler verwendet wird, ist die Verwendung eines Trenntransformators. Aus Kosten- und Platzgründen ist die Verwendung eines Optokopplers auf der Leiterplatte vorzuziehen, aber wenn eine Leiterplatte nicht verwendet werden kann, wird ein Trenntransformator eingesetzt.

Trenntransformatoren sind jedoch kein Allheilmittel, und die Sekundärwicklung wird ebenfalls durch das Rauschen der Primärwicklung beeinträchtigt. An dieser Stelle kommen Rauschunterdrückungstransformatoren ins Spiel. Bei diesem Transformator handelt es sich nicht nur um einen Trenntransformator, sondern auch um einen Fehlerwellen-Sperrtransformator. Sein Prinzip und seine Funktionsweise werden hier nicht näher erläutert, aber sein Aufbau wird hier vorgestellt.

Zu den strukturellen Merkmalen des Rauschunterdrückungstransformators gehört neben dem herkömmlichen Aufbau eines isolierten Transformators eine mehrfach umlaufende elektromagnetische Abschirmplatte am äußeren Umfang des Spulentransformators. Dies ist das wichtigste Merkmal. Darüber hinaus sind die Spulenanordnung, das Kernmaterial und die Form so beschaffen, dass der magnetische Fluss des Hochfrequenzrauschens nicht ineinandergreift, wodurch die Übertragung von Rauschen durch verteilte kapazitive Kopplung und elektromagnetische Induktion verhindert wird, was ihn zu einem äußerst überlegenen Transformator zur Rauschabschirmung macht.

Was ist ein Steuerrelais?

Ein Steuerrelais ist ein Bauteil, das ein elektrisches Signal empfängt und ein digitales Signal zur Steuerung einer Maschine ausgibt.

Sie heißen so, weil die Art und Weise, wie ein Eingang entsteht und einen anderen Ausgang beeinflusst, an ein Stabrelais erinnert.

Verwendungszwecke von Steuerrelais

Steuerrelais gehören zu den am häufigsten verwendeten Komponenten in der Industrie und im täglichen Leben. Nachfolgend einige Anwendungsbeispiele für Steuerrelais

• Zur Steuerung von automatischen Förderanlagen
• in PLCs (Speicherprogrammierbare Steuerungen)
• in Personalcomputern
• in Haushaltsgeräten wie Klimaanlagen und automatischen Staubsaugern
• In Transportfahrzeugen wie Autos und Motorrädern

Hauptsächlich werden sie verwendet, um Eingangssignale von Sensoren und Tastern an andere Geräte weiterzuleiten. Da sie dort eingesetzt werden, wo eine Steuerung erfolgt, werden sie nicht nur in Industrieanlagen, sondern auch in Elektrogeräten verwendet.

Ist das Steuersystem komplex, sind mehrere hundert Punkte erforderlich, um es mit Steuerrelais abzubilden, was kompliziert ist, so dass SPS und PCs zur Berechnung des Ausgangs verwendet werden. Werden jedoch nur einige wenige Relais verwendet, ist es billiger und einfacher, eine Steuerung mit elektromagnetischen Relais einzuführen.

Prinzip der Steuerrelais

Es gibt zwei Arten von Steuerrelais, die sich in Kontaktrelais mit Kontakten und berührungslose Relais unterteilen lassen.

1. Kontaktbehaftete Relais

Kontaktrelais sind Relais, die ihre Kontakte mechanisch betätigen, um ein Kontaktsignal auszugeben. Aufgrund ihres Funktionsprinzips werden sie auch als mechanische Relais bezeichnet. Sie bestehen aus elektromagnetischen Spulen und Kontakten.

Wenn ein Eingangsspannungssignal empfangen wird, wird die interne elektromagnetische Spule erregt. Die erregte elektromagnetische Spule wirkt wie ein Elektromagnet und betätigt den beweglichen Kontakt, der sich zusammen mit dem beweglichen Eisenband bewegt. Der bewegliche Kontakt wird mit dem festen Kontakt in Kontakt gebracht oder von ihm weggezogen und gibt ein elektrisches Kontaktsignal aus.

Wenn die Eingangsspannung weggenommen wird, kehren die Kontakte in ihre Position zurück, indem sie von einer internen Rückstellfeder zurückgedrückt werden. Die elektromagnetische Spule besteht aus Kupferdraht, der um einen Eisenkern gewickelt ist, der zur Isolierung lackiert ist.

Zur Verringerung des elektrischen Widerstands werden auf den Kontakten auch Silberlegierungen oder Gold verwendet. Sie sind in der Regel durch ein Gehäuse oder ähnliches geschützt, damit sie nicht leicht berührt werden können.

2. Kontaktlose Relais

Kontaktlose Relais sind Bauteile, die mit Hilfe von Halbleitern ein Kontaktsignal ausgeben, ohne dass die Kontakte physisch betätigt werden. Aufgrund ihres Funktionsprinzips werden sie auch als Halbleiterrelais bezeichnet. Der Hauptbestandteil eines Halbleiterrelais ist der Optokoppler.

Wenn eine Spannung an die Eingangsklemme angelegt wird, wird zunächst die LED im Inneren des Optokopplers erregt; die LED erzeugt Licht, das auf ein internes lichtempfindliches Element gerichtet wird. Das lichtempfindliche Element besteht aus einem lichtleitenden Fototransistor, der mit Hilfe des Lichts der LED ein Kontaktsignal ausgibt.

Charakteristisch für kontaktlose Relais ist, dass es keinen mechanischen Kontakt wie bei Kontaktrelais gibt, so dass kein Metallverschleiß durch Öffnungs- und Schließvorgänge auftritt. Auch die Übertragungsgeschwindigkeit ist hoch, so dass sie sich für das Öffnen und Schließen mit hoher Geschwindigkeit und hoher Frequenz eignen. Weitere Merkmale sind die gute Isolierung, der Wegfall der Geräuschunterdrückung, die einfache Miniaturisierung und das Fehlen jeglicher Betriebsgeräusche.

Ein Nachteil ist jedoch, dass das Halbleiterelement schnell zerstört wird, wenn eine höhere Spannung oder ein höherer Strom als der Nennwert angelegt wird. Sie sind hitzeempfindlich und erfordern angemessene Maßnahmen zur Wärmeableitung. Außerdem sind sie teurer als Kontaktrelais.

Arten von Steuerrelais

Es gibt drei Arten von Steuerrelaiskontakten

1. a-Kontakt

Der a-Kontakt ist ein Kontakt, der offen ist, wenn kein Signal an der Eingangsklemme anliegt, und der leitet, wenn ein Eingangssignal anliegt. Er wird auch als normalerweise offener Kontakt oder als Schließer bezeichnet. Er ist der gebräuchlichste Kontakt, der nur zur Signaltrennung dient.

2. b-Kontakt

Der b-Kontakt ist ein Kontakt, der leitet, wenn kein Signal an der Eingangsklemme anliegt, und öffnet, wenn ein Signal anliegt. Er wird auch als Öffner oder Öffnerin bezeichnet.

Er zeichnet sich durch eine zum a-Kontakt entgegengesetzte Bewegung aus und kann das Eingangssignal invertieren. Er wird häufig in Verriegelungsschaltungen und Fehlerunterbrechungsschaltungen verwendet.

3. c-Kontakt (Übergabekontakt)

Der C-Kontakt ist ein dreipoliger Kontakt, der einen A-Kontakt und einen B-Kontakt kombiniert. Er hat drei Anschlüsse: einen gemeinsamen Anschluss, einen a-Kontakt-Anschluss und einen b-Kontakt-Anschluss. Wenn kein Signal an den Eingangsklemmen anliegt, besteht Durchgang zwischen der gemeinsamen und der b-Kontaktklemme, und die gemeinsame a-Kontaktklemme ist offen.

Wenn ein Signal an den Eingangsklemmen anliegt, ist die gemeinsame b-Kontaktklemme offen und die gemeinsame a-Kontaktklemme ist leitend. Dies wird z. B. in Schaltungen zum Umschalten zwischen Vorwärts- und Rückwärtslauf verwendet. Ein weiteres Merkmal ist, dass der c-Kontakt nur für Kontaktrelais geeignet ist.

Was ist ein Induktionsmotoren?

Induktionsmotoren sind Motoren, die mit Wechselstrom arbeiten und durch die Kraft, die durch elektromagnetische Induktion erzeugt wird, angetrieben werden.

Aus diesem Grund werden sie auch Wechselstrommotoren genannt, wobei AC für Wechselstrom steht. Induktionsmotoren gehören zu den ältesten Motoren und sind einfach aufgebaut. Sie werden einfach an eine Wechselstromquelle angeschlossen, ohne dass eine spezielle Stromumwandlung erforderlich ist.

Dadurch zeichnen sie sich durch hohe Zuverlässigkeit und lange Lebensdauer aus und sind auch heute noch weit verbreitet. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass sie keine Magnete mit seltenen Metallen verwenden und daher einen hohen Wirkungsgrad bei niedrigen Kosten bieten.

Einsatzgebiete von Induktionsmotoren

Induktionsmotoren werden in einem breiten Spektrum von Anwendungen eingesetzt, von Haushaltsgeräten wie Waschmaschinen und Ventilatoren bis hin zu großen Produktionsanlagen in Fabriken, da sie die Eigenschaft haben, dass der Wirkungsgrad umso höher ist, je größer die Leistung ist.

Durch Änderung der Motoreigenschaften kann der Motor auch als Stromquelle für Geräte verwendet werden, die ein hohes Anlaufmoment benötigen, wie z. B. automatische Türen, oder für Geräte, die ein hohes Stoppmoment erfordern, wie z. B. Häcksler.

Prinzip des Induktionsmotors

Induktionsmotoren lassen sich nach dem Unterschied des Wechselstroms in zwei Hauptkategorien unterteilen: Drehstrommotoren und Einphasenmotoren.

1. Drehstrommotoren

Induktionsmotoren bestehen aus einem “Stator”, dem sogenannten Ständer, und einem “Rotor”, dem Läufer. Der Stator hat Spulenwicklungen, die den Dreiphasenwechselstrom leiten, und der Rotor hat eine käfigförmige Verdrahtung, die den Strom aufgrund der elektromagnetischen Induktion durch das rotierende Magnetfeld leitet.

Wenn dieses Magnetfeld die käfigförmige Verdrahtung im Rotor, der ein Leiter ist, durchläuft, wird aufgrund der elektromagnetischen Induktion eine Spannung erzeugt. Dadurch fließt ein Strom in der käfigförmigen Verdrahtung, der wiederum mit dem rotierenden Magnetfeld des Stators zusammenwirkt und ein Drehmoment erzeugt. Die Drehung des Rotors nähert sich asymptotisch der Geschwindigkeit des vom Stator erzeugten rotierenden Magnetfelds an, erreicht sie aber nie.

Das Verhältnis der Drehgeschwindigkeiten der Magnetfelder von Rotor und Stator zu diesem Zeitpunkt wird als “Schlupf” bezeichnet und ist einer der wichtigsten Faktoren, die die Drehmomentcharakteristik von Induktionsmotoren bestimmen.

2. Einphasenmotoren

Um einen Motor mit einphasigem Wechselstrom in Drehung zu versetzen, muss ein magnetisches Drehfeld erzeugt werden. Daher ist in der Hilfswicklung des Motors ein Kondensator eingebaut, wobei die Hauptwicklung direkt an das Stromnetz angeschlossen ist und die Hilfswicklung über einen Kondensator mit dem Stromnetz verbunden ist, um das magnetische Drehfeld zu erzeugen.

Wenn ein einphasiger Wechselstrom über einen Kondensator an die Hauptwicklung und die Hilfswicklung angeschlossen ist, ist der Strom in der Hilfswicklung dem Strom in der Hauptwicklung um 90° voraus. Diese beiden um 90° versetzten Ströme erzeugen ein magnetisches Drehfeld und der Motor gewinnt an Drehkraft.

Weitere Informationen über Induktionsmotoren

1. Drehzahl des Induktionsmotors

Die Nenndrehzahl eines Induktionsmotors ergibt sich aus der folgenden Formel

N (U/min) = 120/p (Anzahl der Pole) × f (Hz)

wobei p die Anzahl der Pole des Motors und f die Netzfrequenz ist. Je niedriger die Polzahl, desto schneller dreht sich der Motor, und je höher die Netzfrequenz, desto höher die Drehzahl. Die kommerzielle Stromversorgung in Japan beträgt 60 Hz im Westen und 50 Hz im Osten Japans. Wenn also ein Motor mit einer kommerziellen Stromversorgung betrieben werden soll, entspricht die Nenndrehzahl der Anzahl der Pole.

Außerdem haben Induktionsmotoren einen Schlupf, was bedeutet, dass die Drehzahl entsprechend dem Lastmoment allmählich abnimmt, und die tatsächliche Drehzahl ist gegeben durch

N(1-s) (U/min)

2. Drehzahlregelung des Induktionsmotors

Die Nenndrehzahl eines Induktionsmotors hängt, wie bereits erwähnt, von der Netzfrequenz und der Anzahl der Pole ab. Je nach Art des Motors und der Stromversorgung kann die Drehzahl jedoch geändert werden. Die Drehzahlregelung von Induktionsmotoren wird auf folgende Weise realisiert

Verwendung von polumschaltbaren Motoren

Polumschaltbare Motoren sind Motoren, bei denen die Anzahl der Pole durch die Art der Verdrahtung bestimmt werden kann. Die Nachteile sind, dass der Motor selbst größer und weniger flexibel wird. Außerdem kann die Drehzahl nur in Schritten entsprechend der Polzahl variiert werden.

Widerstandsregelung bei gewickelten Motoren

Eine Drehzahlregelung ist bei gewickelten Induktionsmotoren möglich. Das Prinzip besteht darin, dass der Motor Spulenwicklungen anstelle von Käfigdrähten im Rotor hat. Indem ein Strom durch einen Widerstand in der Wicklung (Sekundärwicklung) fließt, wird der Schlupf erhöht und die Drehzahl kann weiter vom Nennwert abgebremst werden. Dies hat jedoch den Nachteil, dass ein Widerstand erforderlich ist.

Außerdem ist ein separater Schleifring erforderlich, um den Strom durch die rotierende Rotorwicklung zu leiten, was die Anzahl der Bauteile und die Wartungskosten erhöht. Auch die Energieverluste sind aufgrund der vom Widerstand abgegebenen Wärme erheblich.

Drehzahlregelung mit Flüssigkeitskupplungen

Eine sanfte Beschleunigung, z. B. beim Anfahren, kann durch den Einsatz einer Flüssigkeitskupplung erreicht werden, die die Antriebs- und die Abtriebswelle über Hydraulikdruck miteinander verbindet.

Da die Antriebs- und die Abtriebswelle über Flüssigkeit verbunden sind, fängt die Flüssigkeitskupplung große Lastschwankungen ab. Der Nachteil ist jedoch, dass die Antriebs- und Abtriebswellen nicht starr miteinander verbunden sind, so dass das Öl aufgewirbelt wird, was zur Erwärmung des Öls und zu Verlusten führt.

Drehzahlregelung durch Umrichter

Gegenwärtig werden Induktionsmotoren im Allgemeinen mit Hilfe von Umrichtern drehzahlgeregelt. Dreiphasiger Wechselstrom mit fester Spannung und Frequenz wird durch Schalten einer dreiphasigen Brücke mit Hilfe von Leistungsbauelementen wie IGBTs gesteuert, um die Drehzahl des Motors zu verändern. Indem die Spannung zusammen mit der Frequenz variiert wird, kann der Motor mit einem konstanten Drehmoment angetrieben werden.

Dank der Verbesserungen in der Halbleiter- und Steuerungstechnik ist der Energieverlust mit nur wenigen Prozent der Antriebsenergie äußerst gering und wird in Zeiten, in denen die SDGs aktiv gefordert werden, am häufigsten zur Drehzahlregelung von Induktionsmotoren eingesetzt.

Was ist eine Mechanische Dichtungen?

Mechanische Dichtungen reduzieren das Austreten von Flüssigkeiten aus rotierenden Wellen. Sie werden insbesondere an den rotierenden Wellen von Maschinen mit rotierenden Mechanismen, wie z. B. Pumpen und Kompressoren, eingesetzt, um zu verhindern, dass Flüssigkeiten wie Wasser und Öl aus der rotierenden Welle austreten.

Verwendung von Mechanischen Dichtungen

Mechanische Dichtungen arbeiten mit Flüssigkeiten und werden häufig in Industriemaschinen wie Kraftfahrzeugen und Industrieanlagen mit rotierenden Mechanismen sowie in Hausinstallationen eingesetzt.

Da jede Flüssigkeit unterschiedliche Eigenschaften hat, ist es wichtig, je nach Flüssigkeit das geeignete Material und den geeigneten Mechanismus für die mechanischen Dichtungen auszuwählen. Wird die richtige Wahl getroffen, kann sie das Austreten gefährlicher Flüssigkeiten verhindern und dazu beitragen, Umweltprobleme zu vermeiden, und sie kann auch zu Energieeinsparungen und einer verbesserten Anlagensicherheit beitragen, da sie effizient rotieren kann.

Prinzip der Mechanischen Dichtungen

Die Grundstruktur einer Mechanischen Dichtung besteht aus einem rotierenden Ring, der sich in Richtung der Drehachse des rotierenden Teils der Maschine dreht, und einem festen Ring, der sich nicht dreht. Die ringförmige “Dichtung” auf dem rotierenden Ring wird gegen den “schwimmenden Sitz” auf dem feststehenden Ring gepresst und gleitet, so dass zwischen diesen Gleitflächen ein Spalt entsteht, aus dem keine Flüssigkeit austritt und somit Leckagen verhindert werden.

Aufgrund dieses Aufbaus und Prinzips können einige Arten von Mechanischen Dichtungen das Austreten gefährlicher Flüssigkeiten bei hohen Drehzahlen und hohen Drücken verhindern.

Arten von Mechanischen Dichtungen

Es gibt verschiedene Arten von mechanischen Dichtungen, deren Eigenschaften von den Dichtungseigenschaften des Drehrings, der Einbaulage und der Einbaumethode abhängen. Die gebräuchlichsten Typen sind nicht ausgewuchtete, ausgewuchtete, rotierende, stationäre, innenliegende und außenliegende Typen.

1. Nicht ausgewuchtete und ausgewuchtete Typen

Je nach den Dichtungseigenschaften des Drehrings kann man zwischen nicht ausgeglichenen und ausgeglichenen Typen unterscheiden. Der von der Flüssigkeit aufgenommene Druck wird durch die druckempfindliche Fläche (A1) auf der Flüssigkeitsseite der Dichtung des Drehrings bestimmt.

Wenn das Verhältnis zwischen der druckempfindlichen Fläche (A1) und der Gleitfläche (A2) A1 > A2 ist, wirkt der Flüssigkeitsdruck direkt auf die Gleitflächenpressung. Ist hingegen A1 < A2, wird der Flüssigkeitsdruck reduziert.

Das Verhältnis von A1 zu A2, A1/A2, wird als Gleichgewichtsverhältnis (B.V.) bezeichnet, wobei B.V.>1 stark vom Flüssigkeitsdruck beeinflusst wird und B.V.≤1 ein ausgeglichener Typ ist.

2. Rotierende und stationäre Typen

Der rotierende Typ ist ein Mechanismus, bei dem sich die Dichtung synchron mit der Welle dreht, während der stationäre Typ ein Mechanismus ist, bei dem die Dichtung fixiert ist und sich nicht dreht. Der rotierende Typ kann kleiner sein als der stationäre Typ, aber die Dichtung wird bei hohen Geschwindigkeiten leichter deformiert, was zu Defekten führen kann.

3. Innen- und Außenabdichtung

Ein Mechanismus, bei dem die austretende Flüssigkeit von außen nach innen strömt, wird als Innentyp bezeichnet, während ein Mechanismus, bei dem die Flüssigkeit von innen nach außen strömt, als Außentyp bezeichnet wird. Der innere Typ zeichnet sich durch eine bessere Abdichtung aus, da die Flüssigkeit durch die Zentrifugalkräfte beeinflusst wird.

Der äußere Typ hingegen hat den Vorteil, dass er weniger korrosionsanfällig ist, da die Flüssigkeit so strukturiert werden kann, dass weniger Bereiche mit der mechanischen Dichtung in Berührung kommen.

Weitere Informationen über Mechanische Dichtungen

1. Vergleich zwischen Gleitringdichtungen und Stopfbuchspackungen

Neben Gleitringdichtungen sind auch Stopfbuchspackungen nützlich, um Flüssigkeitsaustritt aus rotierenden Teilen von rotierenden Maschinen zu verhindern. In diesem Abschnitt werden die Merkmale, Vor- und Nachteile von mechanischen Dichtungen und Stopfbuchspackungen beschrieben.

Mechanische Dichtungen

• Leckagevolumen: sehr gering
• Konstruktion: komplex
• Kosten: anfänglich (beim Einbau) = hoch Laufend = gering
• Lebensdauer: relativ lang

Stopfbuchspackung

• Leckage: Für den Betrieb ist eine gewisse Leckage erforderlich
• Bauweise: einfach
• Kosten: anfänglich = gering laufend = hoch (regelmäßiger Austausch erforderlich, Zeitaufwand für Nachziehen berücksichtigt)
• Lebensdauer: Relativ kurz

Je nach verwendetem Medium werden mechanische Dichtungen und Stopfbuchspackungen eingesetzt, wobei Stopfbuchspackungen im Allgemeinen dann verwendet werden, wenn keine Leckagegefahr besteht, z. B. bei Wasser. Umgekehrt werden mechanische Dichtungen im Allgemeinen verwendet, wenn keine Gefahr von Leckagen besteht, z. B. bei gefährlichen Stoffen.

Stopfbuchspackungen werden häufig in Geräten verwendet, in denen neben Flüssigkeiten auch Pulver eingesetzt wird. Der Einsatz von Mechanischen Dichtungen in Anlagen, in denen Fremdstoffe in die Flüssigkeit gemischt werden, wie z. B. Abwasser, oder in denen zähflüssige Flüssigkeiten verwendet werden, wie z. B. Gülle, sollte in Betracht gezogen werden.

Wenn sich diese Flüssigkeiten mit den Gleitflächen vermischen oder an ihnen haften, ist die Wahrscheinlichkeit größer, dass die Gleitflächen zerkratzt werden und undicht werden. Gelangen sie außerdem in die Federn, mit denen die Dichtungen und Mechanischen Dichtungen zusammengepresst werden, und haften an ihnen, kann die Federführung beeinträchtigt werden, was in einigen Fällen zu Leckagen führt.

2. Lebensdauer von Mechanischen Dichtungen

Die Lebensdauer von Mechanischen Dichtungen hängt weitgehend von den Maschinenspezifikationen ab. Die verwendete Flüssigkeit, die Betriebsstunden der Maschine, die Anzahl der Betätigungen und die Temperatur der Flüssigkeit sind die wichtigsten Faktoren, die die Lebensdauer bestimmen. Grundsätzlich wird die ungefähre Lebensdauer auf der Grundlage früherer Installationen vorläufig ermittelt und als zyklischer Austausch festgelegt, was im Allgemeinen einen Austausch nach zwei Jahren bedeutet.

Wenn kein Austauschzyklus festgelegt wurde, ist der Zeitpunkt für den Austausch je nach Bedeutung des Geräts der Zeitpunkt, an dem die sichtbare Leckage zunimmt. Mechanische Dichtungen dichten berührungslos ab.

Sie sind daher wartungsfrei, solange die Federn, die die Gleitflächen gleichmäßig halten, und die Packungen, die das Eindringen von Flüssigkeit verhindern, nicht abgenutzt sind. Die Verschleißteile müssen jedoch regelmäßig ausgetauscht werden, um Leckagen zu vermeiden, da sie sich mit der Zeit abnutzen.

Was ist ein Endschalter?

Endschalter sind Schalter, die durch die Bewegung von Maschinenteilen oder das Vorhandensein von Gegenständen aktiviert werden. Sie werden als Teil eines Steuerungssystems verwendet, um Sicherheitsverriegelungen oder Objekte zu erkennen, die eine bestimmte Position passieren, um die Maschine automatisch zu starten oder zu stoppen, um den Bewegungsbereich der Maschine zu begrenzen oder um ihre Position zu erkennen.

Endschalter bestehen aus einem Mikroschalter in einem Metall- oder Kunststoffgehäuse mit einem geschlossenen Gehäuse zum Schutz vor äußeren Kräften, Wasser, Öl, Gasen und Staub in der Betriebsumgebung, und der Kontakt wird ein- und ausgeschaltet, wenn sich der Betätiger (mechanischer Abtastteil) bewegt.

Zu den Betätigungselementen gehören Stößel (direkt wirkend), Drehhebel, Gabelverriegelungshebel und biegsame Stangen, die in einer Vielzahl von Formen erhältlich sind, die der Anwendung und der Betriebsumgebung entsprechen.

Verwendung von Endschaltern

Endschalter dienen zum Ein- und Ausschalten von Stromkreisen, die durch die Erfassung der Position eines Objekts ausgelöst werden.

In Automatisierungssystemen für die automatische Steuerung von Produktionslinien in Fabriken werden Endschalter beispielsweise zur Erfassung der Bewegung und Position von Maschinen eingesetzt. Endschalter werden beispielsweise in der Erfassungsposition installiert und schalten sich in der anormalen Betriebsposition ein, wodurch ein Alarm ausgelöst und der Betrieb der Maschine gestoppt wird.

Ein weiteres bekanntes Beispiel ist die Aufzugskabine (ein Förderer, der Personen und Gepäck nach oben und unten transportiert). Wenn die Kabine eine bestimmte Position auf der Haltestelle erreicht, schaltet der Endschalter den Motor ab und die Kabine kommt zum Stillstand.
Endschalter werden daher in einer Vielzahl von Anwendungen in automatischen Steuerungssystemen eingesetzt.

Prinzip des Endschalters

Ein grundlegender Endschalter besteht aus einem Gehäuse, einem Kopf, einem Mikroschalter, einem Stößel, einer Drehwelle (nur bei Drehhebeln und Gabelsperrstangen) und einem Betätigungselement.

Das Prinzip des Endschalters wird im Folgenden für einen Drehhebelantrieb erläutert.

1) Das zu erfassende Objekt bewegt sich und bewegt sich in Richtung der zu erfassenden Position.

2) Der Betätiger wird durch das zu erfassende Objekt geschoben und dreht sich.

3) Die am Aktor befestigte Drehwelle dreht sich.

4) Ein Nocken auf der Drehwelle drückt auf den Stößel.

5) Der am Ende des Stößels angebrachte bewegliche Kontakt bewegt sich.

6) Der bewegliche Kontakt kommt mit dem feststehenden Kontakt in Kontakt und schaltet den Stromkreis ein.

Wie wählt man einen Endschalter aus?

Es gibt viele verschiedene Arten und Spezifikationen von Endschaltern, und die grundlegenden Auswahlpunkte werden im Folgenden erläutert.

1) Auswahl nach der Betriebsumgebung

• Allgemeiner Typ
  Dieser Typ ist für den Innen- und Außeneinsatz in allgemeinen Umgebungen geeignet. Der Umgebungstemperaturbereich liegt zwischen -10 und 80°C.
• Umweltbeständiger Typ
  Dieser Typ ist für den Einsatz in speziellen Umgebungen wie den unten beschriebenen geeignet.
  Hohe oder niedrige Temperaturen in der Umgebung, in der der Schalter eingesetzt wird.
  Endschalter sind Chemikalien, Öl, Wassertropfen oder Staub ausgesetzt.
• Spritzwassergeschützter Typ
  Exposition gegenüber Schweißspritzern.
• Langlebiger Typ
  Die Verwendung erfordert eine hohe Lebensdauer.
• Explosionsgeschützter Typ
  In explosionsgefährdeten Bereichen, in denen er eingesetzt wird, muss er explosionsgeschützt sein.

2) Auswahl nach Antriebstyp

Wählen Sie den für den Verwendungszweck geeigneten Antriebstyp aus. Die folgenden Beispiele sind typisch; es sind auch verschiedene andere Antriebstypen erhältlich.

• Stößel (direkt wirkender Typ)
• Drehbarer Hebel
• Hebel mit Gabelverriegelung
• Biegsame Stange

3) Auswahl nach Merkmalen

• Bewegung bis zur Betätigung (PT)
  Die “Bewegung” gibt hier den Winkel oder den Weg an, bis der Kontakt ein- oder ausgeschaltet wird.

Bei Drehhebeln und Gabelverriegelungshebeln müssen die Einbaulage des Endschalters und der Winkel des Betätigers so eingestellt werden, dass der Winkel, um den das erfasste Objekt den Betätiger dreht, größer ist als die Bewegung (Winkel) bis zur Betätigung.

Bei Stößel- und Biegestabantrieben müssen die Einbaulage des Endschalters und die Stellung des Betätigers so eingestellt werden, dass der Weg, den das erfasste Objekt den Betätiger schiebt, größer ist als die Bewegung (Weg) bis zur Betätigung.

Die Bewegung des erfassten Objekts muss innerhalb der Betriebsendlage (TTP) des Stellantriebs gehalten werden.

• Nennwerte
  Die Nennwerte sind für jeden Endschaltertyp angegeben und können dem Katalog und der Betriebsanleitung entnommen werden. Es muss ein Endschalter gewählt werden, dessen Nennleistung mit der im Stromkreis verwendeten Stromversorgung kompatibel ist.

Ausfälle von Endschaltern und Gegenmaßnahmen

Ausfälle von Endschaltern können durch altersbedingte Verschlechterung aufgrund der Lebensdauer der Maschine oder durch Abnutzung verursacht werden, die meisten Ausfälle sind jedoch auf den Gebrauch zurückzuführen. Dazu gehören eine schlechte Positionierung der Schaltnocke oder des Betätigers und schlechte Dichtungen.

Eine weitere Fehlerursache ist zum Beispiel die fehlerhafte Installation von Endschaltern. Wenn ein Schalter, der zur Begrenzung des Bewegungsbereichs einer Maschine eingebaut ist, mehrmals betätigt wird, kann er sich allmählich aus der Position verschieben, was dazu führt, dass der Schalter aufgrund unzureichender Einrastung nicht mehr funktioniert. Als Gegenmaßnahme sind einige Schalter mit einer Einstellpositionsanzeige am Schalter selbst ausgestattet. Wenn der Schalter so programmiert ist, dass er in eine voreingestellte Position gedrückt wird, funktioniert er auch dann noch einwandfrei, wenn der Schalter leicht aus der Position gerät.

Auch bei der Konstruktion des Erfassungsobjekts, das zur Betätigung des Endschalters verwendet wird, muss sorgfältig vorgegangen werden. Der Schnittwinkel des zu erfassenden Objekts sollte 45° oder weniger betragen; überschreitet er 45°, wird die auf die Hebelwelle ausgeübte Kraft je nach Bewegungsgeschwindigkeit des zu erfassenden Objekts zu groß, was zu Fehlfunktionen führen kann. Bei hohen Bewegungsgeschwindigkeiten ist es auch sinnvoll, den Hebel parallel zur Schnittfläche des zu erfassenden Objekts auszurichten.

Eine steile Stufe im Hund kann ebenfalls einen starken Stoß verursachen, wenn der Schalter in die Referenzposition zurückkehrt. Der Schalter sollte so konstruiert sein, dass er möglichst reibungslos ein- und ausgeschaltet werden kann.

Es gibt zwei Arten von Stößelschaltern: solche, bei denen der Stößelteil durch einen O-Ring oder eine Gummimembran abgedichtet ist, und solche, bei denen der Stößelteil durch eine Gummikappe abgedeckt ist.

Beim ersten Typ ist der Dichtungsgummi nicht nach außen gerichtet, so dass er resistent gegen heiße Fremdkörper wie Werkzeugmaschinenspäne ist, aber er hat den Nachteil, dass sich feine Partikel wie Sand, Späne und Staub in der gleitenden Kolbenoberfläche verfangen können.

Letztere hat eine ausgezeichnete Dichtungsleistung, da Sand, Späne und andere Partikel und Staub nicht eingeschlossen werden, aber heiße Fremdkörper wie Werkzeugmaschinenspäne können die Gummikappe schmelzen oder zerreißen, so dass sie je nach Kosten, Anwendung und Einsatzort verwendet werden muss.

Bei der Betätigung von Endschaltern wird durch die Kolbenbewegung des Stößels Luft komprimiert und angesaugt. Wenn der Stößel längere Zeit eingedrückt bleibt, entspricht der Innendruck im Endschalter dem Atmosphärendruck, und der Stößel kann aufgrund des Widerstands des Atmosphärendrucks nur langsam zurückkehren, wenn der Stößel zurückkehrt.

Darüber hinaus kann die Ansammlung von Öl oder Staub auf den Dichtungsteilen des Stößels oder der Drehwelle den Betrieb behindern, was zu einer schlechten Bewegung des Endschalters führt.

Was ist ein Operationsverstärker?

Ein Operationsverstärker ist eine integrierte Schaltung mit zwei Eingangsanschlüssen und einem Ausgangsanschluss, die ein elektrisches Eingangssignal verstärken und ausgeben kann.

Er wird auch als Operationsverstärker bezeichnet. Durch die Gestaltung der zu verbindenden Schaltungselemente können Operationsverstärker nicht nur verstärken, sondern auch arithmetische Funktionen wie Addition, Subtraktion und Zeitintegration von Eingangsspannungen ausführen.

Analoge Verstärkerschaltungen, die diese Funktionen nutzen, sind heute weit verbreitet.

Verwendungsmöglichkeiten von Operationsverstärkern

Es gibt eine Vielzahl von Schaltungen mit Operationsverstärkern, von denen die gängigsten im Folgenden aufgeführt sind.

• Sensor-Verstärker
• Spannungsfolgeschaltungen
• Schaltungen zur Differenzialverstärkung
• Additive Verstärkungsschaltungen
• Integrale Schaltungen
• Differenzierungsschaltungen
• Lineare Erfassungsschaltungen
• Logarithmische Verstärkungsschaltungen
• Phasenoszillatorschaltungen
• Aktive Filter

1. Sensorverstärker

Operationsverstärker werden im Bereich der Sensorverstärker eingesetzt, um verschiedene Mikrosignale, die von Mikrofonen, optischen Sensoren, Drucksensoren usw. ausgegeben werden, auf einen Signalpegel zu verstärken, der von einem A/D-Wandler verarbeitet werden kann. Um die Auswirkungen von Rauschen zu vermeiden, wird eine Differenzverstärkerkonfiguration verwendet oder ein Bandpassfilter, um Rauschen außerhalb des Frequenzbandes des Signals zu entfernen usw. Hier werden immer Operationsverstärker verwendet.

2. Spannungsfolger

Operationsverstärker werden auch als Spannungsfolger eingesetzt. Hochohmige Signalquellen sind störanfällig und die Kabellängen können nicht erhöht werden. Der Einsatz von Operationsverstärkern ermöglicht die Verwendung längerer Kabel und reduziert die Rauscheinwirkung.

Prinzip der Operationsverstärker

Ein Operationsverstärker besteht aus zwei Eingangsklemmen und einer Ausgangsklemme und hat die folgenden idealen Eigenschaften

• Verstärkung im offenen Regelkreis: unendlich
• Eingangsstrom: 0 A
• Ausgangsimpedanz: 0 Ω

In der Praxis beträgt die Leerlaufverstärkung mehr als 90 dB, der Eingangsstrom einige nA bis 1 µA und die Ausgangsimpedanz 0,1 Ω bis einige Ω. Im Prinzip kann man von den oben genannten Werten ausgehen.

Die beiden Eingangsanschlüsse des Operationsverstärkers haben außerdem die folgenden Funktionen

• Invertierende Eingangsklemme
  Dies ist eine Klemme, an der die Phase des Eingangssignals um 180° invertiert und ausgegeben wird, gekennzeichnet durch ein “-” im Schaltsymbol.
• Nicht-invertierende Eingangsklemme
  Diese Klemme erzeugt einen Ausgang in Phase mit dem Eingangssignal und ist im Schaltzeichen mit einem “+” gekennzeichnet.

Typen von Operationsverstärkern

Die Typen von Operationsverstärkern lassen sich nach “Element”, “Stromversorgungskonfiguration” und “Eigenschaften” einteilen.

1. Klassifizierung nach Element

Es gibt drei Arten von Operationsverstärkern, je nach den Elementen, aus denen die Schaltung besteht.

• Operationsverstärker, die ausschließlich aus bipolaren Transistoren bestehen
  Allgemeine Operationsverstärker, von denen es viele Typen gibt, die von Hochleistungstypen mit hervorragenden Eigenschaften bis hin zu Allzwecktypen reichen.
• Operationsverstärker mit FETs als Eingangsanschlüssen
  Obwohl im Wesentlichen aus bipolaren Transistoren zusammengesetzt, ist die erste Stufe des Eingangskreises ein differentieller Source-Folger mit J-FETs, was zu einer hohen Eingangsimpedanz und einer großen Anstiegsgeschwindigkeit führt.
• Der Operationsverstärker ist in CMOS aufgebaut
  Obwohl die Stehspannung relativ niedrig ist, ist der Eingangsvorspannungsstrom extrem niedrig und der Stromverbrauch gering. Ein weiterer Vorteil ist der große Eingangs-/Ausgangsdynamikbereich und die Fähigkeit, Signale mit großer Amplitude zu verarbeiten. Allerdings können sie keine Hochfrequenzsignale verarbeiten.

2. Klassifizierung nach der Konfiguration der Spannungsversorgung

Operationsverstärker lassen sich nach der Art der Stromversorgung in die beiden folgenden Typen einteilen.

• Typ mit doppelter Spannungsversorgung
  Operationsverstärker, die positive und negative Versorgungsspannungen in Bezug auf den Massepegel benötigen.
• Typ mit einfacher Spannungsversorgung
  Operationsverstärker, die nur mit positiver oder negativer Versorgungsspannung arbeiten.

3. Klassifizierung nach Eigenschaften

Es werden Operationsverstärker mit unterschiedlichen Eigenschaften angeboten, wobei die wichtigsten Eigenschaften von der Anwendung abhängen. Im Folgenden sind Beispiele für solche Geräte aufgeführt, die je nach den erforderlichen Spezifikationen entsprechend ausgewählt werden müssen.

• Große Bandbreite
• Geringes Rauschen
• Hohe Genauigkeit
• Rail-to-Rail-Betrieb
• Niedriger Bias-Strom
• Geringe Stromaufnahme
• Hoher Ausgangsstrom

Wie Operationsverstärker verwendet werden

Operationsverstärker haben spezifische Fehlerfaktoren für analoge Schaltungen. Darüber hinaus können sich Abweichungen von den im Abschnitt “Grundlagen der Operationsverstärker” beschriebenen idealen Eigenschaften nachteilig auf den Betrieb der Schaltung auswirken. Daher müssen Maßnahmen getroffen werden, um sie zu vermeiden. Spezifische Maßnahmen werden im Folgenden beschrieben.

• Die Spannungsversorgung des Operationsverstärkers sollte eine stabile, rauscharme Spannung liefern.
• In der Nähe der Stromversorgungsklemmen sollten rauschabsorbierende Kondensatoren angebracht werden.
• Halten Sie einen gewissen Abstand zu den digitalen Verarbeitungsschaltungen ein oder stellen Sie ihn in ein abgeschirmtes Gehäuse.
• Installieren Sie das Gerät in einer Umgebung, in der die Temperaturschwankungen minimal sind.
• Wenn genaue Verstärkungs- und Frequenzcharakteristiken erforderlich sind, sollte das Gerät auf der Grundlage der Genauigkeit der Rückkopplungskreiselemente und der Temperaturcharakteristiken ausgelegt werden.

Die folgenden weiteren Vorsichtsmaßnahmen sollten ebenfalls beachtet werden; für einzelne Maßnahmen wird auf die Fachliteratur oder die vom Hersteller des Operationsverstärkers bereitgestellte Dokumentation verwiesen.

• Aufhebung der Offsetspannung
• Verhinderung von Signalausgängen
• Sicherstellung des Dynamikbereichs
• Beseitigung von Vorspannungsstromeffekten
• Sicherstellung der Stromversorgungsfähigkeit
• Schutz vor übermäßigen Eingangssignalen

Weitere Informationen über Operationsverstärker

Grundlagen von Verstärkerschaltungen

Operationsverstärker haben eine extrem hohe Leerlaufverstärkung, so dass die verschiedenen im vorigen Abschnitt beschriebenen Funktionen durch eine geeignete Einstellung des Rückkopplungskreises von den Ausgangsklemmen zu den Eingangsklemmen erreicht werden können. Die folgenden zwei grundlegenden Verstärkerschaltungen mit Operationsverstärkern werden hier als konkrete Beispiele erläutert.

1. Invertierender Verstärker
Das Signal Vi ist über einen Widerstand Ri mit der invertierenden Eingangsklemme verbunden, und die invertierende Eingangsklemme und die Ausgangsklemme sind durch einen Widerstand Rf verbunden. Die nichtinvertierende Eingangsklemme ist direkt mit Masse verbunden. Das mit dieser Konfiguration erhaltene Ausgangssignal Vo ist (-Rf/Ri) × Vi.” -” bedeutet, dass die Phase invertiert ist.

2. Nicht-invertierender Verstärker
Das Signal Vi wird direkt an die nichtinvertierende Eingangsklemme angeschlossen. Die invertierende Eingangsklemme ist über Ri mit Masse und über Rf mit der Ausgangsklemme verbunden. Das Ausgangssignal Vo in dieser Konfiguration ist (Rf/Ri) × Vi.

Was ist ein Anemometer?

Ein Anemometer ist ein Gerät, das die Geschwindigkeit des Windes misst. Die von einem Anemometer gemessene Windgeschwindigkeit wird in Einheiten wie m/s oder Knoten angezeigt. Anemometer können zur Messung verschiedener Windgeschwindigkeiten verwendet werden, z. B. der durch atmosphärische Bedingungen verursachten, der durch Rotation verursachten und der aus den Auslassöffnungen von Klimaanlagen austretenden Winde.

Die Windgeschwindigkeit ist eine vektorielle Größe. Aus diesem Grund können viele Anemometer sowohl die Windgeschwindigkeit, d. h. den Betrag, als auch die Windrichtung, d. h. die Richtung, messen. Es gibt Anemometer mit unterschiedlichen Funktionsprinzipien. Zu den Arten von Anemometern gehören zum Beispiel Windbecher-Anemometer, Windturbinen-Anemometer, Ultraschall-Anemometer und thermische Anemometer.

Verwendungszwecke von Anemometern

Anemometer werden im täglichen Leben eingesetzt. Sie werden beispielsweise bei der Reparatur und Wartung von Klimaanlagen und bei der Messung der Windgeschwindigkeit von Gasen aus Abluftschächten eingesetzt. Anemometer werden auch zur Bestimmung der atmosphärischen Bedingungen eingesetzt, zum Beispiel bei der Wetterbeobachtung.

Es gibt verschiedene Arten von Anemometern, darunter Windturbinen-, Ultraschall-, thermische und Windbecher-Anemometer. Der gängigste Anemometer-Typ ist der Windmühlentyp, der von Organisationen wie dem Meteorologischen Amt verwendet wird. Windmühlen- und Schalenanemometer werden zur Messung der Windgeschwindigkeit im Freien verwendet. Sie zeichnen sich dadurch aus, dass sie im Freien aufgestellt werden und durch Rotation den Grad der Windgeschwindigkeit im Freien messen.

Die Anemometer für Windkraftanlagen und Windschalen wurden in den letzten Jahren zunehmend digitalisiert. Die Digitalisierung von Anemometern ermöglicht es, die Windgeschwindigkeit in einiger Entfernung vom Aufstellungsort des Anemometers zu überprüfen. Die Windgeschwindigkeiten können in Echtzeit auf einem PC oder Smartphone in Innenräumen überprüft werden. Thermische und Ultraschall-Anemometer werden hauptsächlich in Innenräumen eingesetzt. Thermische und Ultraschall-Anemometer sind häufig tragbar.

Thermische und Ultraschall-Anemometer werden verwendet, indem das Gerät direkt oder manuell an der Körperstelle angebracht wird, an der die Windgeschwindigkeit gemessen werden soll, und an Ort und Stelle kontinuierlich Messungen vorgenommen werden. Sowohl die thermischen als auch die Ultraschall-Anemometer ermöglichen eine sofortige Überprüfung der Windgeschwindigkeitsdaten vor Ort. Sie sind außerdem flexibel einsetzbar, da die Installationsposition leicht verändert werden kann. Allerdings muss darauf geachtet werden, dass die Windgeschwindigkeit nicht durch die Bewegung von Personen beeinflusst wird.

Arten von Anemometern

Um die Windgeschwindigkeit zu messen, muss man im Allgemeinen entscheiden, zu welchem Zweck und unter welchen Umweltbedingungen man die Ergebnisse erhalten möchte. Die Art des Anemometers hängt davon ab, ob die Messungen in Innenräumen oder im Freien durchgeführt werden.

Es gibt vier Arten von Anemometern: Windbecheranemometer, Windmühlenanemometer, Ultraschallanemometer und thermisches Anemometer.

1. Windfahnenanemometer

Windfahnenanemometer verwenden einen konischen Flügel, der Windfahne genannt wird. Die Windgeschwindigkeit wird berechnet, indem die Anzahl der Umdrehungen der rotierenden Flügel mit einem Generator oder Drehgeber gemessen wird. Da sich die Windfahne nur in Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit und unabhängig von der Windrichtung dreht, ist sie besonders empfindlich gegenüber Windänderungen.

2. Anemometer für Windkraftanlagen

Windturbinen-Anemometer verwenden propellerähnliche Flügel, die durch den Wind in Drehung versetzt werden. Die Rotationsgeschwindigkeit der rotierenden Flügel wird zur Messung der Windgeschwindigkeit verwendet, wobei die von einem Generator o.ä. gemessene Rotationsgeschwindigkeit verwendet wird. Üblich sind Anemometer, die gleichzeitig die Windrichtung messen können, indem an einem Ende des Anemometers ein Propeller und am anderen Ende eine Wetterfahne angebracht wird.

3. Ultraschall-Anemometer

Ultraschall-Anemometer messen die Windgeschwindigkeit, indem sie die mit der Windgeschwindigkeit variierende Änderung der Schallgeschwindigkeit messen. Die Ultraschallwellen werden vom Sender ausgesendet und vom Empfänger empfangen, und die Zeit, die vom Senden bis zum Empfang vergeht, wird zur Messung der Windgeschwindigkeit verwendet.

4. Thermisches Anemometer

Thermische Anemometer nutzen Temperaturänderungen in der Messstrecke, die durch den Wind gekühlt wird. Die Windgeschwindigkeit wird durch die Messung des elektrischen Signals gemessen, das durch das Temperaturmesselement erzeugt wird. Einige thermische Anemometer können nicht nur die Windgeschwindigkeit, sondern gleichzeitig auch die Luftfeuchtigkeit und den Luftdruck messen.

Wie man ein Anemometer auswählt

Bei der Auswahl eines Anemometers ist Vorsicht geboten, da es eine Vielzahl von Messprinzipien gibt. Einige Anemometer sind beispielsweise regen- und schneebeständig und eignen sich daher für den Einsatz im Freien, während andere für den Einsatz in Reinräumen und anderen Fertigungsbereichen geeignet sind, in denen es auf Präzision ankommt.

Daher sollte die Auswahl je nach Anwendung, für die das Anemometer eingesetzt werden soll, entsprechend getroffen werden. Anemometer werden z. B. an Arbeitsplätzen und zur Messung der Wirksamkeit von Rauchabzügen eingesetzt. Heutzutage gibt es jedoch immer mehr Möglichkeiten, die Windgeschwindigkeit in unmittelbarer Nähe zu messen. So können Sie beispielsweise die Windgeschwindigkeit und die Windströmung im Freien, etwa beim Golfen oder Segeln, oder bei der Verwendung von Klimaanlagen in Ihrem Haus überprüfen wollen.

Bei der Auswahl eines Anemometers ist die häufigste Art von Anemometern die kompakte Ausführung. Kompaktanemometer sind als Windturbinen- und thermische Anemometer erhältlich und können von der Allgemeinheit zu günstigen Preisen erworben werden. Der Vorteil des Kompaktanemometers besteht darin, dass es sich um ein handliches Anemometer handelt. Das Anemometer zeichnet sich durch sein geringes Gewicht aus, so dass es bequem zu transportieren ist.

Darüber hinaus ist der Bildschirm für die Anzeige der Messergebnisse in das Messgerät integriert, so dass die Ergebnisse der Windgeschwindigkeitsmessung sofort überprüft werden können. Handgehaltene Anemometer vom Typ Windturbine werden hauptsächlich für Freizeit- und Sportaktivitäten im Freien verwendet. Thermische Anemometer sind ebenso wie die Windturbinen-Anemometer zu günstigen Preisen erhältlich. Thermische Anemometer können zur Messung der Windgeschwindigkeit vor allem im Freien und zu Hause unter den Bedingungen einer Klimaanlage oder eines Thermostaten verwendet werden.