月: 2023年3月

Was ist ein Lidar-Sensoren?

Lidar-Sensoren ist ein allgemeiner Begriff für ein Gerät, das die Entfernung zu einem Objekt und dessen Form misst, indem es einen Laserstrahl aussendet und das reflektierte oder gestreute Licht erfasst.

Bei den Lidar-Sensoren ist LiDAR die Abkürzung für “Light Detection and Ranging”, also “LIDAR”. Er wird insbesondere häufig zur Messung der Lichtlaufzeit verwendet und auch als TOF-Sensor (Time-of-Flight) bezeichnet.

Frequenzkontinuierliche Modulationsverfahren, die den Dopplereffekt nutzen, werden ebenfalls für fortgeschrittene Messungen eingesetzt und als FMCW-Verfahren (Frequency Modulated Continuous Wave) bezeichnet. Diese Art der Technologie zur Messung von Entfernungen aus der Ferne wird als Fernerkundungstechnologie bezeichnet.

Anwendungen von Lidar-Sensoren

Die derzeit typischen Anwendungen von Lidar-Sensoren sind die automatische Fahrtechnik in Autos und die Bilderkennungstechnik für Smartphones usw. Ursprünglich wird diese Technologie seit langem in der Flugzeugradar- und Wetterbeobachtung eingesetzt.

In jüngster Zeit ist sie zusammen mit ADAS zu einem unverzichtbaren Element für die Verwirklichung der Technologie des automatisierten Fahrens geworden, z. B. für die Erkennung von Hindernissen und Fahrzeugen in der Nähe in Fahrzeugen, und wird aktiv in Bezug auf Miniaturisierung und Kostenreduzierung entwickelt.

Darüber hinaus beginnen ADAS in Fabriken, in Kombination mit Bildverarbeitungsgeräten und Smartphone-Kameras eingesetzt zu werden, um die Unschärfe in der Fotografie zu verbessern, sowie als Technologie für VR (Virtual Reality) und AR (Augmented Reality). Die Verwendung von LiDAR-Sensoren in Apples iPhone 12Pro und iPhone 12ProMax hat den Bekanntheitsgrad von LiDAR-Sensoren ebenfalls drastisch erhöht.

Das Prinzip von Lidar-Sensoren

Das Prinzip der LiDAR-Sensoren besteht aus einem Laser als Lichtquelle und einem Lichtempfangselement, das die Entfernung zu einem Objekt misst, indem es das ausgesendete Laserlicht mit Hilfe eines physikalischen Verfahrens empfängt. Bei der TOF-Methode beispielsweise, die derzeit am häufigsten verwendet wird, wird die Entfernung zu einem Objekt durch Messung der Zeit bestimmt, die der Laserstrahl benötigt, um aufgrund von Reflexion oder Streuung zum Objekt zurückzukehren (Time-of-Flight, TOF).

Es gibt zwei Arten der Bestrahlung eines Laserstrahls: die Breitfeld-Bestrahlung und die Abtastung, bei der der Laserstrahl in eine bestimmte Richtung gestrahlt und dann abgetastet wird.

1. Breitfeld-Beleuchtungsmethode

Die Weitfeld-Beleuchtungsmethode wird auch als TOF-Kamera bezeichnet, da sie wie eine gewöhnliche Kamera verwendet werden kann: Sie kann mit einem einzigen Lichtstrahl Informationen über das gesamte Sichtfeld auf einmal erfassen, und das optische System ist äußerst einfach, so dass es sich um ein relativ kostengünstiges Gerät handelt.

Allerdings muss der Laserstrahl so gestreut werden, dass er den gesamten Sensor abdeckt, was die Photonendichte pro Pixel verringert, und sie ist anfällig für Umgebungslicht usw. und hat den Nachteil, dass sie einen kurzen Messabstand hat.

2. Scanning-Verfahren

Bei der Scanning-Methode hingegen wird der Laserstrahl mit Hilfe von Spiegeln abgetastet. Es gibt zwei Arten von Abtastsystemen: das Punktabtastsystem, das jedes Pixel abtastet, und das Zeilensystem, das jede Zeile abtastet. Ersteres ist genauer, erfordert aber mehr Messzeit, so dass die Zeilenscan-Methode, die die entgegengesetzte Eigenschaft hat, verwendet wird, wenn keine hohe räumliche Auflösung erforderlich ist.

Weitere Informationen über Lidar-Sensoren

1. Unterschiede zwischen TOF- und FMCW-Verfahren

Es gibt zwei Erfassungsmethoden für Lidar-Sensoren, die TOF-Methode (Time-of-Flight) und die FMCW-Methode (Frequency Continuous Modulation), wobei der Hauptunterschied in der physikalischen Größe besteht, die für die Entfernungserfassungsmethode verwendet wird: Bei der TOF-Methode wird die Zeit gemessen, die ein gepulster Laserstrahl benötigt, um von einem Objekt zurückgeworfen zu werden, um die Entfernung zu messen. Die FMCW-Methode nutzt den Dopplereffekt der vom Objekt reflektierten Welle, wenn eine kontinuierliche Welle mit unterschiedlichen Frequenzen ausgestrahlt wird, um die Entfernung zu messen.

Die TOF-Methode ist im Prinzip einfacher und kann die Kosten für Lidar-Sensoren senken. Da es jedoch schwierig ist, zu unterscheiden, ob das auf ein Objekt abgestrahlte Laserlicht vom Benutzer oder von einer anderen Quelle stammt, ist es unwahrscheinlich, dass es sich als Haupttechnologie für die derzeitige automatisierte Fahrtechnik durchsetzt.

Auch bei der FMCW-Methode gibt es Probleme, die für das automatisierte Fahren gelöst werden müssen, wie z. B. das Kohärenzproblem, das den Messabstand und die Kostenreduzierung einschränkt, aber fortgeschrittene Forschungs- und Entwicklungsarbeiten zur Lösung dieser Probleme werden derzeit vor allem von Forschungsinstituten in der ganzen Welt durchgeführt.

2. Kameras für LiDAR-Sensoren

Lidar-Sensoren und Kameras sind normalerweise voneinander getrennt. Wenn Lidar-Sensoren und Kameras jedoch getrennte Einheiten sind, tritt bei der Kombination von Lidar-Sensoren und Kameradaten eine leichte Parallaxe auf, so dass keine hohe Genauigkeit erzielt werden kann. Aus diesem Grund gibt es jetzt einen Sensortyp, der Kamera und Lidar-Sensor zu einer Einheit verbindet.

Dieser Sensortyp kann durch die Kombination der Daten von Kamera und Lidar-Sensoren hochauflösende 3D-Bilder erzeugen. Er ermöglicht außerdem hochpräzise Messungen ohne Parallaxen- und Verzerrungsunterschiede und wird daher voraussichtlich als Fahrzeugsensor eingesetzt werden.

3. Nachfrageprognose für Lidar-Sensoren

In letzter Zeit hat sich die Forschung und Entwicklung im Bereich des automatisierten Fahrens, vor allem durch die Toyota Corporation, stark entwickelt, und die Industrie für Lidar-Sensoren und Laser hat sich dementsprechend aufgeheizt.

Das Marktforschungsunternehmen Yano Research Institute prognostiziert, dass der Markt für Lidar-Sensoren und Laser bis 2030 auf 495,9 Milliarden JPY ansteigen wird. Ein anderes Marktforschungsunternehmen, Yor Development, prognostiziert (in einer Studie aus dem Jahr 2019), dass die Marktgröße von Lidar-Sensoren bis 2024 auf 6 Milliarden US-Dollar ansteigen wird.

Es wird erwartet, dass die Nachfrage nach Lidar-Sensoren weiter steigen wird, insbesondere in den Industrieländern.

Was ist ein Transistor-Array?

Ein Transistor-Array ist ein Bauteil mit mehreren Transistoren in einem Gehäuse. Transistoren sind Halbleiterelemente, die zum Schalten verwendet werden, und Array ist ein englisches Wort, das eine Anordnung bedeutet.

Der Vorteil dieses Bauteils besteht darin, dass es mehrere Ausgangsrelais und andere Geräte auf einer kleinen Fläche steuern kann. Würde man sie einzeln montieren, müsste die Leiterplattenfläche groß und das Leiterplattenmuster lang sein. Dies kann zu Fehlfunktionen aufgrund von Rauschen usw. führen. Die Verwendung von Transistor-Arrays ist wirtschaftlicher und funktioneller, da sie kleiner, leichter und störungsresistenter sind.

Anwendungen von Transistor-Arrays

Transistor-Arrays werden häufig in Mikrocontrollern verwendet. Mikrocontroller sind Steuerplatinen, die häufig in Haushaltsgeräten wie z. B. Waschmaschinen verwendet werden und aus unserem Leben nicht mehr wegzudenken sind.

Bis zur Einführung von Transistor-Arrays wurden mehrere Transistoren als ein einziges Bauteil montiert. Dies war kein Problem, aber nach der Einführung des Transistor-Arrays wurden Platz- und Kosteneinsparungen erzielt. Außerdem entfiel die Entflechtung der Leiterbahnen, der Entwicklungsaufwand wurde verringert und die Störfestigkeit verbessert. Heute sind Transistor-Arrays unverzichtbare elektronische Bauteile auf Steuerplatinen.

Funktionsweise des Transistor-Arrays

Wie bereits erwähnt, handelt es sich bei einem Transistor-Array um ein elektronisches Bauteil, das aus mehreren Transistoren in einem einzigen Gehäuse besteht. Transistoren sind Halbleiterelemente: Sie bestehen aus drei Schichten von P- und N-Halbleitern und sind als PNP- und NPN-Transistoren erhältlich.

Normalerweise verhalten sich beide in einem Schaltkreis als Isolatoren, aber wenn eine Spannung an die mittlere Schicht angelegt wird, werden die Schichten an beiden Enden zu Leitern. Auf diese Weise funktionieren Transistoren.

Transistoren werden vor allem als Ausgangsbuchsen für Mikrocontroller verwendet. Vor den 2000er Jahren wurden bipolare Transistoren häufig in Transistor-Arrays verwendet. Der Grund dafür ist, dass Bipolartransistoren große Ströme leiten können und sehr störungsresistent sind. Transistor-Arrays, die aus mehreren dieser Transistoren in einer Reihe bestanden, waren der Mainstream.

Heute sind Hochgeschwindigkeits-MOSFETs mit geringen Verlusten die Regel. Die meisten Transistor-Arrays sind durch MOSFET-Arrays ersetzt worden.

Weitere Informationen zu Transistor-Arrays

1. Interne Schaltungen von Transistor-Arrays

Es gibt verschiedene Arten von Transistor-Arrays, je nachdem, welche Transistoren darin verwendet werden.

• DMOS-FETs
  Können große Ströme steuern und haben bei niedrigen Strömen geringe Verluste.
• Einzelner bipolarer Transistor
  Geringe Verluste bei niedrigen Strömen, kann aber keine großen Ströme steuern.
• Darlington-Bipolartransistor
  Kann große Ströme steuern, aber bei niedrigen Strömen treten Verluste auf.

Ein weiterer Unterschied besteht darin, ob die Eingangslogik hochaktiv ist (Strom fließt, wenn ein hoher Pegel an der Eingangsklemme anliegt) oder niedrigaktiv (Strom fließt, wenn ein niedriger Pegel an der Eingangsklemme anliegt). Die Typen werden auch danach unterschieden, ob sie über eine eingebaute Klemmdiode verfügen, die für die Ansteuerung von Relais usw. erforderlich ist oder nicht.

2. Transistor-Arrays vom Typ Source und Sink

Es gibt zwei Arten von Transistor-Arrays, den Source-Typ und den Sink-Typ, abhängig von der Art des Ausgangsstroms. Der Source-Typ schaltet die Kontakte an der positiven Polseite zur Last ein und aus. Diese Betriebsart ermöglicht es dem Transistor-Arrays, den Strom zur Last hin zu entladen.

Im Gegensatz dazu schaltet der Sink-Typ die Kontakte auf der Masseseite in Bezug auf die Last ein und aus. Das Transistor-Array befindet sich in der Betriebsart, Stromaufnahme von der Last.

3. Verdrahtung von ungenutzten Anschlüssen in einem Transistor-Array

Das Verfahren für ungenutzte Kanäle in einem Transistor-Array ist z. B. im Datenblatt des zu verwendenden Transistor-Arrays beschrieben. Je nach Produkt heißt es dort, dass insbesondere die Eingangspins unbeschaltet bleiben können, während andere Produkte angeben, dass die Eingangspins geerdet werden sollten.

Was ist ein Kraft-Sensoren?

Ein Kraftsensor ist ein Sensor, der die Größe einer Kraft oder eines Moments misst.

Sie werden verwendet, um die Größe und Richtung von physikalischen Kräften zu erkennen und den menschlichen Tastsinn zu reproduzieren. Die Hauptanwendung liegt in der Robotik.

Ein 6-achsiger Kraft-Sensor ist der Grundtyp, da er Kräfte in drei Richtungen (X, Y und Z) und auch Momente um die X-, Y- und Z-Achse erfasst.

Verwendungszwecke von Kraft-Sensoren

Kraft-Sensoren werden z. B. in Industrierobotern eingesetzt, um Aufgaben zu automatisieren, die bisher manuell ausgeführt werden mussten.

1. Erfassung von äußeren Kräften und Reaktionskräften

Kraft-Sensoren können Kräfte und Momente gleichzeitig messen. Sie können am Arbeitsende des Roboters installiert werden und messen äußere Kräfte und Reaktionskräfte, so dass der Roboter mit der entsprechenden Kraft arbeiten kann.

2. Automatisierung von Präzisionsarbeiten

Kraft-Sensoren können präzise Kräfte und Momente messen, so dass der Roboter mit der richtigen Kraft arbeiten kann. Dadurch kann der Roboter Präzisionsarbeiten automatisieren.

Zu den spezifischen Aufgaben gehören das Einsetzen von elektronischen Bauteilen und Steckverbindern mit weichen Anschlüssen, das Zusammenstecken mit geringem Spiel, das präzise Anziehen von Schrauben, das Entgraten, das Schleifen mit feiner Kraft, Picking-Arbeiten und die unabhängige Steuerung von zweibeinigen Robotern.

3. Taktile Diagnose und medizinische Fernbehandlung

Ein mit einem Kraft-Sensor ausgestattetes Terminal wird an der Seite des Patienten angebracht, und die vom Kraft-Sensor erfassten Kräfte und Momente werden vom Arzt abgelesen, was eine taktile Ferndiagnose ermöglicht.

Das Prinzip der Kraft-Sensoren

Kraft-Sensoren erfassen die durch eine Kraft verursachte Verformung und wandeln sie in eine Kraft oder ein Moment um.

Dehnungsmessstreifen, piezoelektrische, optische und kapazitive Kraftsensoren sind typische Erkennungsmethoden für Kraftsensoren.

1. Dehnungsmessstreifen-Kraftsensoren

Dehnungsmessstreifen (DMS) sind eine Methode zur Umwandlung von Kräften oder Drehmomenten, bei der die Eigenschaften von metallischen Widerstandsmaterialien genutzt werden, deren elektrischer Widerstand sich je nach der auf das Sensorteil ausgeübten Zug- oder Druckkraft ändert. Diese Methode wird häufig als Kraftsensor verwendet, da sie kompakt, sehr genau und reaktionsschnell ist.

2. Piezoelektrische Kraft-Sensoren

Piezoelektrische Kraftsensoren verwenden Materialien mit piezoelektrischem Effekt, wie z. B. Quarz oder PZT (Bleizirkonattitanat), für das Sensorteil zur Kraftmessung. Sie sind kompakt, sehr reaktionsschnell und relativ kostengünstig. Ihre Genauigkeit ist jedoch nicht so hoch wie die von Dehnungsmessstreifen oder Kapazitätssensoren.

3. Kapazitive Kraft-Sensoren

Beim kapazitiven Typ ist der Sensorteil als Kondensator aufgebaut, wobei die Elektroden aus metallischem Material einander gegenüberliegend angeordnet sind. Bei diesem Verfahren werden Kapazitätsänderungen aufgrund von Abstandsänderungen, die durch eine kraftbedingte Dehnung zwischen Leitern verursacht werden, erfasst.

Der kapazitive Typ zeichnet sich durch einen relativ einfachen Aufbau und niedrige Kosten aus. Wenn die Elektroden aus Folie bestehen, können sie kleiner und dünner gemacht werden. Genauigkeit und Ansprechverhalten sind ebenfalls ausgezeichnet.

4. Optische Kraft-Sensoren

Bei der optischen Methode wird in regelmäßigen Abständen ein Muster auf dem zu messenden Objekt markiert, und die Veränderung des Musters, die bei einer Krafteinwirkung auftritt, wird von einem optischen Sensor, z. B. einer Kamera oder einem Laser, erfasst, und die Größe der Kraft wird berechnet und ermittelt.

Der größte Vorteil der optischen Methode ist, dass sie eine berührungslose Messung ermöglicht. Andererseits sind Genauigkeit, Ansprechverhalten, Miniaturisierung und Kosten anderen Methoden unterlegen. Sie ist auf spezielle Anwendungen beschränkt, bei denen eine berührungslose Messung erforderlich ist.

5. HDR-Kraft-Sensoren

Es gibt sogenannte HDR-Kraftsensoren (High Dynamic Range), die sich durch einen großen Dynamikbereich auszeichnen, z. B. von 10 g bis 20 kg.

Durch die Kombination von KI- und Robotertechnologie mit HDR-Kraftsensoren können feine Montageaufgaben unter Anpassung an kleinste Kräfte durchgeführt werden. Roboter automatisieren und verbessern zunehmend die Montageaufgaben in der Produktion.

6. Kapazitive Kraft-Sensoren

Kapazitive Kraftsensoren zeichnen sich dadurch aus, dass sie sechsachsige Komponenten messen können, indem sie Änderungen des Abstands zwischen zwei parallelen Platten erkennen. Ein einfacher Aufbau ist realisierbar und der Preis kann niedrig gehalten werden.

Es gibt auch Kraft-Sensoren mit einem Überlastungsschutzmechanismus im Inneren des Sensors. In letzter Zeit werden sie häufig im Bereich der Industrierobotik eingesetzt. Es wird erwartet, dass die Nachfrage aufgrund der zunehmenden Automatisierung in der Fertigungsindustrie immer mehr zunimmt.

Weitere Informationen über Kraft-Sensoren

Einsatz von Kraft-Sensoren

Durch die Bedienung von Robotern mit Kraft-Sensoren durch den Menschen kann eine kooperative Arbeit zwischen Mensch und Roboter erreicht werden. Auch Detailarbeiten, die kleinste Krafteinstellungen erfordern, können durchgeführt werden.

Vor allem in der Fertigung ermöglicht der Einsatz von Kraft-Sensoren die Automatisierung von Aufgaben, die nur von Facharbeitern ausgeführt werden können, und steigert so die Produktivität. In der Medizin sollen Kraft-Sensoren in der medizinischen Fernbehandlung eingesetzt werden, wo der Zustand der betroffenen Stelle durch taktile Diagnose beurteilt werden kann.

Was ist ein Stromwandler?

Ein Stromwandler ist ein Gerät, das die Größe eines Stroms transformiert, oft abgekürzt als CT.

Die Größe des Eingangsstroms in den Stromwandler wird entsprechend dem Verhältnis der Anzahl der Spulenwindungen am Eingang und am Ausgang umgewandelt. Er wandelt den Strom in Stromkreisen mit großen Strömen oder hohen Spannungen in einen kleinen Strom um und wird zur Strommessung und für Relais verwendet.

Anwendungen von Stromwandlern

Stromwandler sind weit verbreitete Geräte in der Industrie und in Infrastruktureinrichtungen. Nachfolgend einige Beispiele für die Anwendung von Stromwandlern:

• Stromüberwachung von Pumpen zum Pumpen von Wasser
• Überwachung von fallendem Wasser in Entwässerungs- und Kläranlagenpumpen
• Überwachung des Stroms am Zielort in Umspannwerken
• Überwachung der Stromerzeugung in Kraftwerken

Stromwandler werden zur Isolierung von Stromkreisen und zur Stromwandlung eingesetzt. Die Stromkreisisolierung dient der Trennung des Hauptstromkreises vom Steuerkreis, in dem große Ströme fließen; Stromwandler werden auch zur Überwachung der Ströme in kleinen Pumpen von etwa 5 A eingesetzt, um den Stromkreis zu isolieren.

Stromwandler werden eingesetzt, um große Ströme als kleine Stromkreise auszugeben. Da es wegen der dickeren Steuerleitungen unwirtschaftlich ist, Tausende von A Strom in den Steuerkreis einzuleiten, werden Stromwandler eingesetzt, um den Strom zur Steuerung und Überwachung auf maximal etwa 5 A zu transformieren.

Funktionsweise der Stromwandler

Wechselstromwandler bestehen aus einem Eisenkern, einer Primärspule und einer Sekundärspule, die jeweils um einen Eisenkern gewickelt sind.

Die Primärspule ist die Spule, die mit dem zu messenden Stromkreis verbunden ist: Wenn Strom durch die Primärspule fließt, wird im Eisenkern ein magnetischer Fluss erzeugt, der die Sekundärspule erregt. Die Sekundärspule erzeugt im Sekundärkreis einen Strom, der von der Größe des erregten magnetischen Flusses abhängt.

Der in der Sekundärspule erzeugte Stromwert wird durch den Strom in der Primärspule und das Windungsverhältnis bestimmt: je mehr Windungen in der Primärspule, desto höher der Stromwert; je mehr Windungen in der Sekundärspule, desto niedriger der Stromwert. Im Allgemeinen wird der Stromwert der Sekundärspule auf 1 A oder 5 A für den maximal zulässigen Strom in der Primärspule eingestellt, um das Produkt zu erzeugen.

Arten von Stromwandlern

Es gibt verschiedene Arten von Stromwandlern, wie z. B. gewickelte Stromwandler und Durchgangsstromwandler. Nachfolgend einige Beispiele für Stromwandlertypen:

1. Drahtgewickelte Stromwandler

Ein gewickelter Stromwandler besteht aus einem ringförmigen Eisenkern und Eingangs- und Ausgangsspulen.

Er funktioniert wie im Abschnitt über die Funktionsweise beschrieben. Er wird hauptsächlich für kleine Stromwandler von einigen A bis zu einigen zehn A verwendet, da der zulässige Verdrahtungsstrom auf der Primärseite mit zunehmendem Strom im Messkreis steigt. Er zeichnet sich durch seine Fähigkeit aus, kleine Ströme mit hoher Genauigkeit zu messen.

2. Durchgangsstromwandler

Durchführungsstromwandler sind Stromwandler, bei denen die Primärspule weggelassen wurde. Die zu messende Schaltung wird in den Eisenkern eingeführt, der dann als Primärspule verwendet wird.

Einweg-Stromwandler werden grundsätzlich für große Stromkreise von einigen zehn A bis zu mehreren hundert A oder mehr gewählt, da sie aufgrund des Fehlens einer primärseitigen Spule kostengünstig zu installieren sind.

3. Gleichstromwandler

Die Stromwandler für Wechselstromkreise sind im Prinzipteil beschrieben. Sie können nicht für Gleichstromkreise verwendet werden, da im Eisenkern kein magnetischer Fluss erzeugt wird. Gleichstromwandler mit Hall-Elementen werden zur Messung von Gleichströmen verwendet.

Wenn ein Magnetfeld an einen stromdurchflossenen Kreis angelegt wird, entsteht eine dem Stromwert entsprechende Spannung. Dies wird als Hall-Effekt bezeichnet. Ein Hall-Element ist ein Element, das nach diesem Prinzip eine Spannung abgibt. Die meisten Gleichstromwandler sind Stromwandler mit Hall-Elementen.

Bei Gleichstrom gibt es jedoch Hochstromversorgungen, wie z. B. die für Straßenbahnen. Deren Stromwerte können mehrere zehntausend A betragen, was mit Stromwandlern mit Hall-Elementen schwer zu messen ist.

4. Shunt-Widerstände als Stromwandler

Shunt-Widerstände sind niederohmige Widerstände zur Messung von Strömen. Da der Widerstandswert vorgegeben ist, kann er durch Messung der Spannung an beiden Enden in einen Stromwert umgerechnet werden.

Shunt-Widerstände werden zur Messung hoher Gleichströme von mehreren zehntausend A verwendet. Shunt-Widerstände in Hochstromkreisen erzeugen auch viel Wärme und werden daher oft wassergekühlt.

Auswahl eines Stromwandlers

Stromwandler werden grundsätzlich nach dem Stromwert ausgewählt, der auf der Primärseite fließt. Wählen Sie einen Stromwandler mit einer Stromangabe, die höher ist als der maximale Stromwert, der auf der Primärseite fließt.

Die Sekundärseite des Stromwandlers wird an ein Überstromrelais oder einen Stromanzeiger angeschlossen. Je nach Anwendung wählen Sie einen sekundärseitigen Stromwert von 0-1 A oder 0-5 A.

Da Überstromrelais oft in der Nähe von Stromwandlern platziert werden, werden häufig Produkte mit einer Stromangabe von 0-5 A auf der Sekundärseite des Stromwandlers gewählt. Dies liegt daran, dass 0-5 A eine genauere Messung des Stromwerts ermöglicht.

Andererseits werden Stromanzeiger manchmal von Stromwandlern getrennt, in diesem Fall wird die Stromspezifikation auf der Sekundärseite oft auf 0-1 A festgelegt. Dies liegt daran, dass die Spezifikation 0-1 A es ermöglicht, die für den Stromwandler erforderliche Stromversorgungskapazität zu reduzieren.

Was ist ein Laser-Sensoren?

Ein Laser-Sensor ist ein berührungsloses Messgerät, das mit einem Laser den Abstand zwischen dem zu messenden Objekt und dem Sensor sowie die Dicke und Höhe des Objekts selbst misst.

Da es sich um weit verbreitete Messgeräte handelt, gibt es verschiedene Messmethoden und Genauigkeiten.

Verwendungszwecke von Laser-Sensoren

Lasersensoren können zur Messung des Abstands zu Messobjekten eingesetzt werden, z. B. in Verarbeitungs- und Förderanlagen, wenn der Abstand zum Objekt genau bekannt sein muss. Sie werden auch in Situationen eingesetzt, in denen Informationen über die Dicke des zu messenden Objekts benötigt werden, z. B. bei der Kontrolle des Aussehens eines Produkts.

Wenn das Objekt jedoch eine komplexe Form hat oder nicht berührbar ist, kann ein berührungsloser Laser-Sensor für die zerstörungsfreie Prüfung eingesetzt werden.

Prinzip der Laser-Sensoren

Grundsätzlich ermöglichen Laser-Sensoren eine berührungslose Messung, aber es gibt mehrere verschiedene Methoden. Bei der Messung des Abstands zu einem bestimmten Messobjekt kommen entweder diffus reflektierende oder positiv reflektierende Laser-Sensoren zum Einsatz.

In beiden Fällen wird das Licht der Laserquelle von der Oberfläche des zu messenden Objekts reflektiert, und die Entfernung wird durch Erfassen des reflektierten Lichts am Lichtempfänger bestimmt. Der lichtempfindliche Bereich hat eine bestimmte Flächenbreite, und der lichtempfindliche Bereich variiert je nach Winkel des reflektierten Lichts. Wenn sich der lichtempfindliche Bereich ändert, wird ein entsprechender elektrischer Strom erfasst, und diese Information wird in einen Entfernungswert umgewandelt.

Wenn die Lichtquelle auf die Oberfläche des zu messenden Objekts trifft, die über einen bestimmten Winkel hinaus geneigt ist, kann sie aufgrund ihres Aufbaus nicht erfasst werden, da das reflektierte Licht nicht in den lichtempfindlichen Bereich zurückkehrt. Dieser zulässige Neigungswinkel hängt von der Konstruktion des Wegaufnehmers ab, und Laser-Sensoren mit Reflexionslichttaster haben im Allgemeinen einen größeren Erfassungswinkel.

Wie man einen Laser-Sensor auswählt

Prüfen Sie zunächst, ob es sich bei der Anwendung um eine Abstandserfassung oder um die Erfassung von Forminformationen wie Dicke und Höhe handelt. Wenn es sich um eine Abstandsmessung handelt, gehen Sie davon aus, wie stark die Oberfläche des zu messenden Objekts geneigt ist, und wählen Sie ein Produkt aus, das oberhalb dieses Winkels messen kann, und zwar unter den Produkten, die diesem Messbereich entsprechen. Bei Dickenmessungen ist der Erfassungsbereich zu prüfen.

Die Spezifikationen für die Auflösung, die Erkennungsgenauigkeit und die Linearität werden dann in Abhängigkeit davon ausgewählt, wie genau die Messung selbst sein soll. All diese Faktoren wirken sich auf die Messgenauigkeit aus, und im Allgemeinen gilt: Je höher die Genauigkeit, desto teurer ist das Produkt, also achten Sie darauf, nicht zu viel zu spezifizieren.

Neben der Messgenauigkeit ist auch zu beachten, ob das Gerät selbst eingebaut werden kann. Wenn der Platz für die Montage nicht ausreicht, müssen Sie möglicherweise kleinere Laser-Sensoren wählen.

Weitere Informationen über Laser-Sensoren

1. Sicherheitssysteme mit Laser-Sensoren

Sicherheitssensoren sind Systeme, mit denen das Eindringen verdächtiger Personen verhindert werden kann. Sie werden an allen möglichen Orten eingesetzt, z. B. in Wohnungen, Büros und Fabriken, und sind so konzipiert, dass sie einen Alarm auslösen, wenn ein Eindringling den Sensor berührt. Laser-Sensoren sind die heute am häufigsten verwendeten Sicherheitssensoren.

Laser-Sensoren gibt es in horizontaler und vertikaler Ausführung.

Horizontaler Erkennungstyp
Dies sind Sicherheitssensoren, bei denen der Laserstrahl horizontal bei 180 °C ausgesendet wird und einen großen Bereich abdecken kann. Sie eignen sich für Überwachungssysteme in offenen Bereichen wie z. B. im Freien und erkennen bewegte Objekte. Der Überwachungsbereich kann eingestellt werden, um Bereiche, die vom System ausgeschlossen werden sollen, im Voraus zu definieren.

Vertikaler Erkennungstyp
Hierbei handelt es sich um Sicherheitssensoren, bei denen der Laserstrahl vertikal ausgestrahlt wird und Oberflächen senkrecht zur Wand oder Decke erfasst. Sie eignen sich für örtlich begrenzte Bereiche wie Flure oder vor Türen und erfassen Objekte, die sich im Verhältnis zu der Fläche, auf der der Sensor arbeitet, bewegen. Die Höhe des zu erfassenden Objekts kann ebenfalls eingestellt werden.

2. Nachteile von Laser-Sensoren

Obwohl Laser-Sensoren als berührungslose Sensoren, die Lichtstrahlen verwenden, nützlich sind, können sie unter bestimmten Bedingungen nicht richtig funktionieren.

Unebenheiten auf der Oberfläche des zu erfassenden Objekts
Laser-Sensoren mit kleinem Lichtfleck können aufgrund von Schwankungen in der empfangenen Lichtmenge durch Reflexionen, die durch Unregelmäßigkeiten auf der Oberfläche des zu erfassenden Objekts verursacht werden, nicht richtig funktionieren. Wenn die Oberfläche des zu erfassenden Objekts uneben ist, verwenden Sie einen Sensor mit einem großen Messfleck.

Erschütterungen
Wenn der Laser-Sensor Vibrationen ausgesetzt ist, kann sich die optische Achse verschieben und eine Fehlfunktion verursachen. Überprüfen Sie die Installation des Laser-Sensors und befestigen Sie ihn mit Schrauben oder Hilfsvorrichtungen, oder installieren Sie ihn so nahe wie möglich am zu erfassenden Objekt, um die Auswirkungen einer falschen Ausrichtung der optischen Achse zu minimieren.

Gepulstes Licht
Gepulstes Licht ist eine Beleuchtungsmethode, bei der das Licht wiederholt ein- und ausgeschaltet wird. Da das Licht mit einer hohen Frequenz ein- und ausgeschaltet wird, erscheint es dem menschlichen Auge so, als ob es ständig eingeschaltet wäre, obwohl es in Wirklichkeit blinkt.

Die meisten Laser-Sensoren verwenden gepulste Laser, die bei umliegenden LEDs und anderen Lichtern, die wie sie selbst pulsieren, zu Fehlfunktionen führen können. Wenn es in der Nähe pulsierende Lichter gibt, ist es wichtig, eine Abschirmung zwischen ihnen zu installieren oder den Winkel des Empfängers so einzustellen, dass er nicht auf den Lichtempfangsteil des Sensors trifft.

Was ist ein Netzwerkscanner?

Ein Netzwerkscanner ist eine Art von Scanner, der an ein Computernetzwerk angeschlossen werden kann.

Anstatt direkt mit dem Scanner verbunden zu werden, wird er über ein Netzwerk mit dem Computer verbunden. Dies ermöglicht einen einfachen Zugriff und Betrieb von Computern und anderen Geräten im Netzwerk.

Netzwerkscanner werden verwendet, um Papierdokumente in digitale Daten umzuwandeln. Dies ist ein idealer Weg, um Papierdokumente, die im Geschäftsalltag verwendet werden, wie Rechnungen, Quittungen und Verträge, zu digitalisieren.

Auf diese Weise können die Dokumente per E-Mail verschickt, in File-Sharing-Diensten gespeichert oder auf anderen Geräten angezeigt werden.

Anwendungen von Netzwerkscannern

Netzwerkscanner können für die Umwandlung von Papierdokumenten in digitale Daten verwendet werden. Einige der wichtigsten Anwendungsfälle sind im Folgenden aufgeführt.

1. Automatisierung von Schreibarbeiten

Netzwerkscanner können die Digitalisierung von Dokumenten automatisieren und so den Papierkram drastisch rationalisieren. Dies reduziert die Zeit für die Dateneingabe und minimiert menschliche Fehler.

2. Informationsaustausch mit entfernten Standorten

Mit einem Netzwerkscanner können Dokumente und Bilder digitalisiert und sofort in das Netzwerk hochgeladen werden. Dies erleichtert den Informationsaustausch mit entfernten Teammitgliedern und Partnern.

3. Sicherung und Archivierung von Dokumenten

Mit Netzwerkscanner lassen sich wichtige Dokumente einfach sichern und archivieren. Dies verringert das Risiko von Datenverlusten und ermöglicht es Ihnen, die benötigten Informationen sofort abzurufen.

4. Verwaltung von Verträgen und Rechtsdokumenten

Rechtliche Dokumente und Verträge werden oft in Papierform aufbewahrt, können aber digitalisiert werden, um sie leichter abrufen und zugänglich machen zu können. Einige moderne Netzwerkscanner bieten auch die Möglichkeit, die Zugriffsrechte auf gescannte Daten zu beschränken.

5. Umweltfreundliche Büros

Die Digitalisierung von Daten kann die mit der Erstellung und Speicherung von Papierdokumenten verbundenen Umweltauswirkungen erheblich reduzieren.

Dies sind nur einige der Anwendungsfälle für Netzwerkscanner. Bei richtiger Auswahl und Implementierung können diese Geräte die Produktivität und Effizienz in jeder Arbeitsumgebung steigern.

Funktionsweise von Netzwerkscannern

Netzwerkscanner sind, wie der Name schon sagt, vernetzte Scanner, aber um zu verstehen, wie sie funktionieren, müssen zwei Hauptelemente betrachtet werden: Scannen und Vernetzung.

1. Scannen

Die Grundfunktion eines Scanners ist die Umwandlung von Papierdokumenten und Bildern in digitale Daten. Bei diesem Vorgang wird in der Regel ein CCD-Sensor (charge-coupled device) verwendet, der das physische Dokument Zeile für Zeile liest und die Informationen in ein digitales Signal umwandelt. Dieses digitale Signal wird später in ein Bild umgewandelt, das auf einem Computer angezeigt und bearbeitet werden kann.

2. Vernetzung

Ein einzigartiges Element von Netzwerkscanner ist ihre Fähigkeit, gescannte Daten direkt an ein Netzwerk zu übertragen. Dies ist möglich, wenn der Scanner über eine Ethernet-Verbindung oder Wi-Fi direkt an das Netzwerk angeschlossen ist.

Die gescannten Daten werden direkt an einen bestimmten Netzwerkstandort (z. B. einen Server oder einen bestimmten PC) gesendet. Sie können auch direkt in eine E-Mail oder einen Cloud-Speicher hochgeladen werden.

Netzwerkscanner kombinieren diese beiden Funktionen und bieten die Möglichkeit, physische Dokumente zu digitalisieren und diese Daten sofort über das Netzwerk zu teilen. Dadurch wird die Zugänglichkeit und gemeinsame Nutzung von Informationen erheblich verbessert und die Effizienz der gesamten Geschäftsprozesse gesteigert.

Zusätzliche Informationen zu Netzwerkscannern

Funktionen des Netzwerkscanners

Zu den Hauptfunktionen eines Netzwerkscanner gehören:

• Digitalisierung
  Die grundlegendste Funktion ist die Umwandlung von physischen Dokumenten und Bildern in ein digitales Format. Auf diese Weise können papierbasierte Informationen elektronisch gespeichert, bearbeitet und gemeinsam genutzt werden.
• Netzwerkkonnektivität
  Netzwerkscanner werden über Wi-Fi oder Ethernet mit einem Netzwerk verbunden. So können gescannte Daten direkt an einen beliebigen Ort im Netzwerk gesendet werden.
• Automatischer Einzug und Duplex-Scannen
  Viele Netzwerkscanner sind mit einem automatischen Einzug ausgestattet, der automatisch mehrere Seiten auf einmal scannen kann. Einige Modelle verfügen auch über einen Duplex-Scan, mit dem sich beidseitig bedruckte Dokumente leicht digitalisieren lassen.
• OCR (Optical Character Recognition)
  Moderne Netzwerkscanner können mithilfe der OCR-Technologie Text in gescannten Dokumenten erkennen und in bearbeitbare Textdateien umwandeln. Auf diese Weise können durchsuchbare PDF-Dateien erstellt und viel Zeit bei der Dateneingabe gespart werden.
• Sicherheit
  Netzwerkscanner verfügen über Sicherheitsfunktionen, die eine sichere Datenübertragung gewährleisten. Dazu gehören Datenverschlüsselung, eingeschränkter Benutzerzugriff und sichere Netzwerkkommunikation.
• Cloud-Integration
  Einige Netzwerkscanner lassen sich mit Cloud-Speicherdiensten verbinden. So können gescannte Daten direkt in Cloud-Dienste wie Google Drive, Dropbox und OneDrive hochgeladen werden. Dies erleichtert nicht nur den Informationsaustausch mit entfernten Teammitgliedern, sondern verbessert auch die Datensicherung und -zugänglichkeit.
• E-Mail-Versand
  Es besteht auch die Möglichkeit, gescannte Dokumente direkt als E-Mail zu versenden. Dies macht den Informationsaustausch schneller und einfacher.
• QR-Code-Erkennung
  Einige Netzwerkscanner können QR-Codes von gescannten Dokumenten lesen. Dies vereinfacht die automatische Dokumentenkategorisierung und Dateneingabe.

Dies sind nur einige der von Netzwerkscanner angebotenen Funktionen. Je nach Nutzungsszenario und Geschäftsanforderungen können Sie aus einer Vielzahl von zusätzlichen Funktionen und anpassbaren Modellen wählen.

Ein hochwertiger Netzwerkscanner kann die Zugänglichkeit und gemeinsame Nutzung von Informationen erheblich verbessern und zur Effizienz des gesamten Geschäftsprozesses beitragen.