Induktiven Wegaufnehmer verlängern: Kabelkapazität, Messverstärker und Nullpunkt richtig berücksichtigen

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Ein induktiver Wegaufnehmer funktioniert am Prüfstand einwandfrei. Nach einem Maschinenumbau muss der Sensor jedoch weiter vom Schaltschrank entfernt montiert werden. Die Anschlussleitung wird um 10 oder 20 Meter verlängert – anschließend stimmt der Nullpunkt nicht mehr, die Empfindlichkeit hat sich verändert oder das Signal reagiert deutlich unruhiger als vorher.

Bei einem Wegsensor mit bereits integrierter Elektronik und standardisiertem Ausgangssignal ist eine Leitungsverlängerung häufig vergleichsweise unkompliziert. Anders sieht es bei einem klassischen LVDT oder induktiven Halbbrücken-Wegaufnehmer mit externer Messverstärkerelektronik aus. Hier gehört die Leitung zwischen Sensor und Messverstärker elektrisch zum Messsystem. Ihre Kapazität, die Aderanordnung, der Schirm und die Speisefrequenz können deshalb die Messung beeinflussen.

Eine Verlängerung sollte daher nicht einfach als mechanische Kabelmaßnahme betrachtet werden. Entscheidend ist die komplette Messkette aus Sensor, Leitung, Steckverbindern, Messverstärker und nachgeschalteter Auswertung.

Passende Sensoren finden Sie unter Wegaufnehmer / Wegsensoren / Taster. Weitere Lösungen für Weg-, Kraft- und Bewegungsmessungen sind unter Weg-, Kraft- und Bewegungssensoren zusammengefasst.

Warum gehört das Kabel zum Messsystem?

Bei Sensoren mit einem konditionierten Ausgang wie 0–10 V oder 4–20 mA befindet sich die wesentliche Signalelektronik bereits im Sensor oder unmittelbar daneben. Zwischen Sensor und Steuerung wird anschließend ein vergleichsweise niederohmiges, auf die Übertragung ausgelegtes Signal übertragen.

Bei einem passiven induktiven Wegaufnehmer befindet sich der Messverstärker dagegen außerhalb des Sensors. Zwischen Sensor und Elektronik liegen die eigentlichen Wechselspannungs- beziehungsweise Brückensignale. Eine zusätzliche Leitung verändert deshalb die elektrischen Eigenschaften dieser Verbindung.

Relevant sind insbesondere:

• Kapazität zwischen den einzelnen Adern,
• Kapazität zwischen Adern und Schirm,
• Leitungswiderstand,
• unsymmetrische Aderlängen und Übergangswiderstände,
• Steckverbinder und Klemmstellen,
• Störeinkopplungen aus der Umgebung sowie
• die vom Messverstärker verwendete Speisefrequenz.

Aus Sensor, Leitung und Eingangsstufe des Messverstärkers entsteht damit ein elektrisches Gesamtsystem. Genau deshalb ist eine beliebige Verlängerungsleitung nicht automatisch gleichwertig mit der ursprünglich vorgesehenen Sensorleitung.

Wie arbeitet ein LVDT?

Ein LVDT – Linear Variable Differential Transformer – ist ein induktiver Wegaufnehmer mit einer Primärwicklung und zwei Sekundärwicklungen. Die Primärwicklung wird mit einer Wechselspannung gespeist. Ein beweglicher ferromagnetischer Kern verändert abhängig von seiner Position die magnetische Kopplung zu den Sekundärwicklungen.

In der Mittelstellung sind die beiden Sekundärsignale idealerweise gleich groß. Ihre Differenz nähert sich dem elektrischen Nullpunkt. Wird der Kern aus dieser Position bewegt, wird eine Sekundärspannung größer und die andere kleiner.

Die Auswertung berücksichtigt dabei nicht nur die Amplitude. Auch die Phasenlage gegenüber der Erregung dient dazu, die Bewegungsrichtung relativ zum Nullpunkt zu bestimmen.

Der externe Messverstärker hat deshalb mehrere Aufgaben: Er erzeugt die geeignete Wechselspannung für den Sensor, erfasst das Differenzsignal, demoduliert es und wandelt es anschließend beispielsweise in ein nutzbares Gleichspannungs-, Strom- oder Digitalsignal um.

Was unterscheidet die induktive Halbbrücke?

Neben klassischen LVDT-Systemen existieren induktive Wegaufnehmer nach dem Halbbrückenprinzip. Auch hier verändert ein beweglicher Kern die elektrischen Eigenschaften von Spulen. Die Auswerteschaltung unterscheidet sich jedoch vom vollständigen LVDT.

Ein Beispiel aus dem ICS-Sortiment ist der ISM205. Dieser arbeitet nach dem induktiven Halbbrückenprinzip und besitzt ein analoges Sensorsignal.

Für die Praxis ist deshalb entscheidend: Die Anschlussbelegung eines LVDT darf nicht einfach auf einen Halbbrückenaufnehmer übertragen werden. Selbst äußerlich ähnliche Sensoren können unterschiedliche Wicklungskonzepte und unterschiedliche Anforderungen an den Messverstärker besitzen.

Vor jeder Kabelverlängerung müssen daher Sensortyp, Anschlussplan und kompatible Auswerteelektronik eindeutig bekannt sein.

Wie beeinflusst die Kabelkapazität das Signal?

Jede Leitung besitzt eine elektrische Kapazität. Bei einer kurzen Sensorleitung ist deren Einfluss häufig gering. Mit zunehmender Länge steigt jedoch die gesamte Leitungskapazität annähernd proportional an.

Vereinfacht gilt:

C_ges ≈ C’ × L

Dabei ist C’ die Kapazität des verwendeten Kabels pro Meter und L die Leitungslänge.

Hat eine Leitung beispielsweise eine relevante Kapazität von 100 pF/m, ergeben 20 m Leitung bereits etwa 2 nF. Da ein passiver LVDT beziehungsweise Halbbrückensensor mit Wechselspannung betrieben wird, wirkt diese Kapazität nicht nur statisch.

Der kapazitive Blindwiderstand lässt sich vereinfacht beschreiben mit:

X_C = 1 / (2 × π × f × C)

Mit steigender Frequenz oder steigender Leitungskapazität sinkt dieser Blindwiderstand. Die Leitung kann dadurch das Wechselspannungssignal zunehmend belasten und zusammen mit den Sensorwicklungen und der Eingangsstufe des Messverstärkers Amplitude und Phasenlage beeinflussen.

Die praktische Folge muss nicht sofort ein Totalausfall sein. Viel häufiger entstehen kleinere Veränderungen, die bei einer Präzisionswegmessung bereits relevant sind:

• veränderte Empfindlichkeit,
• Nullpunktverschiebung,
• abweichende Verstärkung beziehungsweise Spanne,
• größere Phasenfehler,
• schlechtere Linearität oder
• erhöhte Störanfälligkeit.

Eine pauschale Aussage wie „LVDT-Leitungen dürfen grundsätzlich 20 m lang sein“ ist deshalb nicht sinnvoll. Die zulässige Länge hängt vom konkreten Sensor, Messverstärker, Kabeltyp und der gewählten Speisefrequenz ab.

Welche Rolle spielt die Speisefrequenz?

Ein klassischer LVDT benötigt eine Wechselspannung mit einer zum Sensor passenden Frequenz. Je nach Sensor und Messverstärker können dabei unterschiedliche Frequenzen im kHz-Bereich vorgesehen sein.

Die Frequenz beeinflusst sowohl die induktiven Eigenschaften der Sensorwicklungen als auch den Einfluss der Leitungskapazität. Eine Frequenz, die bei einer kurzen Leitung optimal funktioniert, muss daher nicht automatisch bei jeder beliebigen Kabellänge dieselben Ergebnisse liefern.

Besitzt der Messverstärker eine einstellbare Erregerfrequenz, sollte diese trotzdem nicht versuchsweise verändert werden, bis das Ergebnis wieder „ungefähr stimmt“. Sensor und Elektronik müssen als abgestimmtes System betrachtet werden.

Nach einer Änderung von Speisefrequenz oder Leitungslänge muss überprüft werden, ob Nullpunkt, Empfindlichkeit und Linearität der gesamten Messkette weiterhin den Anforderungen entsprechen.

Warum ist der Messverstärker entscheidend?

Bei einem passiven induktiven Wegaufnehmer ist der Messverstärker nicht lediglich ein Verstärker hinter dem Sensor. Er ist Teil des eigentlichen Messprinzips.

Er stellt je nach System unter anderem folgende Funktionen bereit:

• AC-Erregung des Wegaufnehmers,
• Auswertung der Differenzspannung,
• phasensensitive Demodulation,
• Nullpunkteinstellung,
• Verstärkung beziehungsweise Spannenabgleich,
• Filterung und
• Umsetzung auf ein Standardsignal.

Deshalb kann auch nicht jeder beliebige Messverstärker mit jedem induktiven Wegaufnehmer kombiniert werden. Eingangsschaltung, Speisefrequenz, Speisespannung beziehungsweise Speisestrom und Sensortopologie müssen zueinander passen.

Besonders kritisch wird ein Austausch, wenn Sensor und Verstärker ursprünglich gemeinsam abgeglichen wurden. Es gibt Messsysteme, bei denen Sensor und Elektronik bewusst als abgestimmte Einheit eingesetzt werden. Ein anderer Verstärker kann dann trotz scheinbar passender Anschlüsse deutliche Messabweichungen verursachen.

Wenn eine lange Strecke überbrückt werden muss, ist es deshalb häufig günstiger, die empfindliche Verbindung zwischen passivem Sensor und Messverstärker möglichst kurz zu halten und erst das bereits konditionierte Ausgangssignal über die lange Strecke zu übertragen – sofern Sensorbauform, Umgebung und Systemarchitektur dies zulassen.

Vier-, Fünf- und Sechsleiteranschlüsse richtig verlängern

Bei LVDT-Systemen existieren unterschiedliche Anschlussvarianten. Je nach Konstruktion können Wicklungsanschlüsse intern zusammengeführt oder einzeln herausgeführt sein. Messverstärker sind deshalb je nach Ausführung beispielsweise für vier-, fünf- oder sechsadrige Sensoranschlüsse vorgesehen.

Bei einem sechsadrigen LVDT können Primär- und Sekundärwicklungen weitgehend getrennt herausgeführt sein. Andere Bauformen besitzen bereits intern verbundene Wicklungsanschlüsse und benötigen entsprechend weniger Leitungen.

Für die Verlängerung bedeutet das:

• Die ursprüngliche Aderzuordnung muss exakt erhalten bleiben.
• Zusammengehörige Signalleitungen sollten auch im Verlängerungskabel als passende Aderpaare geführt werden.
• Die Adern sollten möglichst gleiche Länge und vergleichbare elektrische Eigenschaften besitzen.
• Der Kabelschirm darf nicht als Ersatz für eine Signalader verwendet werden.
• Steckverbinder und Zwischenklemmen müssen reproduzierbare, niederohmige Kontakte besitzen.

Besonders gefährlich ist die Annahme, dass gleiche Aderfarben bei zwei verschiedenen Sensoren automatisch dieselbe Funktion besitzen. Maßgeblich ist ausschließlich die dokumentierte Anschlussbelegung des verwendeten Sensors und Messverstärkers.

Schirmung und EMV bei langen Leitungen

Mit zunehmender Kabellänge steigt nicht nur die Kapazität. Die Leitung besitzt gleichzeitig eine größere wirksame Fläche für elektromagnetische Störungen.

Problematisch sind beispielsweise parallel verlaufende Leitungen von Frequenzumrichtern, Servoantrieben, Motoren, Schützen oder leistungsstarken Magnetventilen.

Für eine robuste Installation sollten deshalb geeignete geschirmte Leitungen mit sinnvoll angeordneten beziehungsweise verdrillten Aderpaaren verwendet werden. Sensorleitungen und Leistungsleitungen sollten möglichst getrennt geführt werden. Längere parallele Leitungswege unmittelbar neben Motor- oder Umrichterleitungen sind zu vermeiden.

Die konkrete Schirmanbindung richtet sich nach Messverstärker, Anlagen-Erdung und EMV-Konzept. Eine pauschale Regel „Schirm immer nur einseitig anschließen“ ist ebenso problematisch wie ein grundsätzlich beidseitiger Anschluss. Bei industriellen Anlagen müssen Schirmung und Potentialausgleich gemeinsam betrachtet und entsprechend den Herstellerangaben umgesetzt werden.

Wichtig ist außerdem, den Schirm nicht innerhalb einer Verlängerungsstelle unnötig aufzutrennen oder über lange ungeschirmte Anschlussdrähte weiterzuführen. Gerade an Klemmstellen kann sonst die eigentlich gute Schirmwirkung des Kabels verloren gehen.

Warum kann sich der Nullpunkt verschieben?

Der elektrische Nullpunkt eines LVDT entsteht dort, wo sich die beiden Sekundärsignale gegenseitig weitgehend aufheben. In der Praxis bleibt am Nullpunkt normalerweise ein kleines Restsignal bestehen.

Wird die Leitung verändert, können zusätzliche Kapazitäten, unterschiedliche Übergangswiderstände oder unsymmetrische Leitungsführung die beiden Signalpfade geringfügig unterschiedlich beeinflussen. Der Messverstärker kann daraus einen anderen elektrischen Nullpunkt ableiten.

Eine Nullpunktverschiebung nach einer Kabeländerung bedeutet deshalb nicht automatisch, dass sich der Sensor mechanisch verschoben hat.

Umgekehrt sollte ein neuer Offset nicht einfach mit dem Nullpunktpotentiometer beseitigt werden, ohne zuerst die Ursache zu prüfen. Ein Nullabgleich korrigiert nur den Offset. Eine gleichzeitig veränderte Empfindlichkeit oder Linearität bleibt dadurch bestehen.

Nach einer Leitungsänderung sind deshalb mindestens zwei Punkte zu kontrollieren: Nullpunkt und bekannte Wegauslenkung. Bei anspruchsvollen Messungen ist eine Mehrpunktprüfung sinnvoll.

Typische Fehler nach einer Kabelverlängerung

Fehlerbild	Mögliche Ursache	Sinnvolle Prüfung
Konstanter Nullpunktversatz	Unsymmetrische Verlängerung, Übergangswiderstand oder veränderte elektrische Belastung	Verdrahtung prüfen und Nullpunkt anschließend kontrolliert abgleichen
Messwert am Endpunkt zu klein oder zu groß	Veränderte Empfindlichkeit durch Leitung und Messverstärker	Spanne mit bekanntem mechanischem Weg prüfen
Nullpunkt stimmt, Zwischenwerte jedoch nicht	Linearitäts- oder Phasenfehler möglich	Mehrpunktprüfung durchführen
Messwert springt bei laufendem Motor	EMV-Einkopplung	Kabelverlegung, Schirmung und Potentialausgleich prüfen
Fehler tritt erst nach Verwendung eines neuen Kabeltyps auf	Andere Kabelkapazität oder Aderanordnung	Kabeldaten mit ursprünglicher Leitung vergleichen
Signalrichtung ist vertauscht	Falsche Wicklungs- beziehungsweise Aderzuordnung	Anschlussplan des Sensors kontrollieren
Sensor funktioniert mit anderem Verstärker deutlich anders	Sensor und Messverstärker nicht kompatibel beziehungsweise unterschiedlich abgeglichen	Freigabe und elektrische Kennwerte der Kombination prüfen

Empfohlener Ablauf bei einer Leitungsverlängerung

Eine systematische Vorgehensweise verhindert, dass nach dem Umbau mehrere Fehler gleichzeitig gesucht werden müssen.

1. Sensor eindeutig identifizieren: Typ, Messprinzip, Anschlussbelegung und vorhandenen Messverstärker dokumentieren.
2. Ausgangssituation prüfen: Vor dem Umbau Nullpunkt und mindestens einen bekannten Wegpunkt erfassen.
3. Originalkabel bestimmen: Aderzahl, Schirmung, Querschnitt und – sofern verfügbar – Kapazitätsdaten dokumentieren.
4. Zulässige Leitungslänge prüfen: Herstellerangaben für Sensor und Messverstärker beachten.
5. Passendes Verlängerungskabel wählen: Elektrische Symmetrie, niedrige und definierte Kapazität sowie geeignete Schirmung berücksichtigen.
6. Aderpaare korrekt weiterführen: Keine Wicklungsanschlüsse vertauschen und keine Signalrückleitung über den Schirm führen.
7. EMV-gerecht verlegen: Abstand zu Leistungsleitungen und Frequenzumrichtern einhalten und den vorgesehenen Schirmanschluss realisieren.
8. Nullpunkt prüfen: Sensor in die definierte mechanische Referenzposition bringen.
9. Spanne kontrollieren: Einen oder besser mehrere bekannte Wegpunkte anfahren.
10. Ergebnis dokumentieren: Neue Kabellänge und gegebenenfalls durchgeführte Verstärker- oder Nullpunkteinstellungen in der Prüfmitteldokumentation festhalten.

Warum sollte danach kalibriert werden?

Eine Kabelverlängerung verändert bei einem passiven induktiven Sensor einen Bestandteil der Messkette. Selbst wenn der Messwert anschließend plausibel erscheint, ist damit noch nicht nachgewiesen, dass die ursprüngliche Messgenauigkeit erhalten geblieben ist.

Für einfache Maschinenüberwachungen kann ein Vergleich an mehreren bekannten Positionen ausreichend sein. Bei Prüfständen, Qualitätsmessungen oder kalibrierpflichtigen Messketten sollte dagegen die komplette Kette aus Sensor, verlängertem Kabel und Messverstärker geprüft beziehungsweise kalibriert werden.

Eine sinnvolle Mehrpunktprüfung umfasst beispielsweise den Nullpunkt, mehrere Zwischenpositionen und den oberen beziehungsweise unteren Bereich des tatsächlich verwendeten Messwegs.

Dabei sollte nicht ausschließlich auf die Endpunkte geachtet werden. Eine Leitungsänderung kann theoretisch so kompensiert werden, dass Nullpunkt und Endwert wieder stimmen, während die Zwischenwerte dennoch stärker abweichen.

Wird der Messverstärker nach der Leitungsänderung neu justiert, gehört diese Einstellung ebenfalls zur Messkette und sollte dokumentiert werden.

Praxisbeispiel aus einem Prüfstand

Bei einem Prüfstand wird ein induktiver Wegaufnehmer zur Erfassung einer Ventilbewegung verwendet. Sensor und Messverstärker waren ursprünglich nur etwa zwei Meter voneinander entfernt.

Nach einem Umbau wird der Schaltschrank an die gegenüberliegende Seite der Anlage versetzt. Die Sensorleitung muss deshalb um etwa 15 m verlängert werden.

Nach dem Umbau zeigt der Sensor in seiner mechanischen Referenzposition zunächst einen kleinen Offset. Der Nullpunkt wird daraufhin am Messverstärker nachgestellt. Bei der anschließenden Prüfung des Endpunktes fällt jedoch auf, dass der angezeigte Weg ebenfalls von der früheren Einstellung abweicht.

Die Ursache liegt damit nicht ausschließlich im Nullpunkt. Die verlängerte Sensorleitung hat die elektrische Messkette verändert.

Die Installation wird daraufhin systematisch geprüft. Für die Verlängerung wird ein geeignetes geschirmtes Kabel mit definierten Aderpaaren verwendet, die Wicklungsanschlüsse werden entsprechend dem Sensorplan durchgängig zugeordnet und der Leitungsweg wird von den Motorkabeln des Prüfstandes getrennt.

Anschließend wird die gesamte Messkette mit mechanisch definierten Referenzpositionen geprüft. Erst danach werden Nullpunkt und Spanne des Messverstärkers endgültig eingestellt.

Die wichtige Erkenntnis: Hätte man lediglich den Nullpunkt korrigiert, wäre der Prüfstand zwar in der Ausgangsstellung scheinbar wieder richtig gewesen, die Wegmessung über den restlichen Messbereich jedoch weiterhin fehlerhaft geblieben.

Welche Produkte und Lösungen eignen sich?

ISM205 – induktiver Wegsensor nach dem Halbbrückenprinzip

Der ISM205 ist ein Beispiel für einen passiven induktiven Wegaufnehmer nach dem Halbbrückenprinzip. Solche Sensoren verdeutlichen besonders gut, warum Sensorleitung und externe Elektronik gemeinsam betrachtet werden müssen.

Bei einer Verlängerung ist daher die Kompatibilität mit der vorgesehenen Auswertelektronik und dem eingesetzten Kabel zu berücksichtigen.

ISM21 – kompakter Wegsensor mit externer Elektronik

Der ISM21 ist ein induktiver Wegsensor für Messwege bis 20 mm und für den Betrieb mit externer Elektronik vorgesehen. Der Gehäusedurchmesser beträgt 10 mm; je nach Ausführung ist eine Schutzart bis IP68 verfügbar.

Gerade bei dieser Systemarchitektur sollte vor einer größeren Verlängerung der Sensorleitung geprüft werden, welche Leitungslänge und welcher Kabeltyp für die eingesetzte Elektronik vorgesehen sind.

ISM26 – induktiver Wegsensor für größere Messwege

Für größere Wege steht der ISM26 zur Verfügung. Er deckt Messwege bis 200 mm ab, besitzt einen Gehäusedurchmesser von 12 mm und ist ebenfalls für externe Elektronik vorgesehen.

Damit eignet sich die Baureihe beispielsweise für Maschinen- und Prüfstandsanwendungen, bei denen Sensor und Schaltschrank räumlich voneinander getrennt sein können.

Sensoren mit integrierter Elektronik als Alternative

Wenn lange Leitungswege konstruktiv unvermeidbar sind, kann auch geprüft werden, ob ein Wegaufnehmer mit integrierter Elektronik für die Anwendung geeigneter ist. Beim ISM40 befindet sich die Elektronik bereits im Sensor.

Dadurch liegt auf der längeren Leitung nicht mehr unmittelbar das passive induktive Sensorsignal an. Trotzdem müssen auch hier die Vorgaben zur maximalen Leitungslänge, Ausgangslast, Versorgung und EMV der konkreten Ausführung eingehalten werden.

Weitere Sensoren und Bauformen finden Sie unter Wegaufnehmer / Wegsensoren / Taster.

ICS Schneider Messtechnik unterstützt bei der Auswahl von induktivem Wegaufnehmer, Messbereich, Auswerteelektronik und geeigneter Signalübertragung sowie bei der technischen Bewertung bestehender Messketten nach Maschinenumbauten.

Fazit

Eine Verlängerung der Anschlussleitung eines passiven LVDT oder induktiven Halbbrücken-Wegaufnehmers ist nicht mit der Verlängerung einer gewöhnlichen Versorgungsleitung gleichzusetzen.

Durch die zusätzliche Kabelkapazität, Leitungswiderstände, Steckstellen und mögliche EMV-Einkopplungen verändern sich die elektrischen Bedingungen zwischen Sensor und Messverstärker. Besonders bei wechselspannungsgespeisten Sensoren können dadurch sowohl Amplitude als auch Phasenlage beeinflusst werden.

Ein nach der Verlängerung verschobener Nullpunkt sollte deshalb nicht automatisch durch Nachjustieren beseitigt werden. Zusätzlich müssen Empfindlichkeit, Spanne und bei höheren Genauigkeitsanforderungen auch die Linearität kontrolliert werden.

Entscheidend ist die Betrachtung der vollständigen Messkette: Sensor, Kabel, Steckverbinder, Messverstärker und Auswertung. Ist eine lange Strecke erforderlich, kann es technisch vorteilhaft sein, die empfindliche Sensorleitung kurz zu halten und den Messverstärker näher am Aufnehmer zu platzieren beziehungsweise einen Sensor mit integrierter Elektronik einzusetzen.

Nach jeder wesentlichen Änderung der Sensorleitung sollte die komplette Messkette unter den tatsächlichen Einbaubedingungen überprüft und bei qualitätsrelevanten Anwendungen entsprechend kalibriert werden.

Häufige Fragen zur Kabelverlängerung bei induktiven Wegaufnehmern

Kann ich ein LVDT-Kabel einfach verlängern?

Nicht grundsätzlich. Bei einem passiven LVDT gehört die Leitung zur elektrischen Verbindung zwischen Sensorwicklungen und Signalkonditionierer. Kabeltyp, Kapazität, Aderzuordnung und maximal zulässige Länge müssen deshalb zum Sensor und Messverstärker passen.

Warum verändert sich der Nullpunkt nach der Verlängerung?

Zusätzliche oder unsymmetrische Kabelkapazitäten und Übergangswiderstände können die Signalpfade unterschiedlich beeinflussen. Dadurch kann sich der vom Messverstärker ermittelte elektrische Nullpunkt verschieben.

Kann ich den Fehler einfach über die Nullpunkteinstellung korrigieren?

Nur dann, wenn nachweislich ausschließlich ein Offset vorliegt. Nach einer Kabeländerung sollte zusätzlich mindestens die Empfindlichkeit beziehungsweise Spanne geprüft werden. Bei Präzisionsmessungen ist eine Mehrpunktprüfung erforderlich.

Warum spielt die Speisefrequenz bei einem LVDT eine Rolle?

Der Sensor arbeitet mit Wechselspannung. Sowohl die Sensorwicklungen als auch die Kabelkapazität besitzen frequenzabhängige Eigenschaften. Die Erregerfrequenz muss deshalb zur Kombination aus Sensor und Messverstärker passen.

Ist ein möglichst dickes Kabel automatisch besser?

Nein. Ein größerer Leiterquerschnitt reduziert zwar den ohmschen Widerstand, sagt aber nichts über die für einen LVDT wichtige Kabelkapazität, Aderanordnung oder Schirmung aus. Entscheidend ist ein elektrisch geeigneter Kabeltyp.

Sollte der Messverstärker besser am Sensor oder im Schaltschrank sitzen?

Bei großen Entfernungen kann eine Position näher am passiven Sensor vorteilhaft sein, weil dadurch die empfindliche AC-Sensorleitung kürzer bleibt. Ob dies möglich und sinnvoll ist, hängt jedoch von Temperatur, Schutzart, Versorgung und Ausführung des Messverstärkers ab.

Kann ich statt des passiven Sensors einen Wegaufnehmer mit integriertem Verstärker verwenden?

Das kann bei langen Übertragungswegen sinnvoll sein. Dann wird über die lange Leitung bereits ein konditioniertes Signal übertragen. Der Sensor muss jedoch hinsichtlich Messbereich, Dynamik, Umgebungsbedingungen, Ausgangssignal und Genauigkeit zur Anwendung passen.

Muss nach einer Kabelverlängerung neu kalibriert werden?

Bei einer präzisen oder qualitätsrelevanten Messung sollte die komplette Messkette nach einer wesentlichen Änderung der Sensorleitung mindestens überprüft werden. Wenn die Leitung Bestandteil der ursprünglichen Kalibrierung war oder Verstärkereinstellungen geändert wurden, ist eine erneute Kalibrierung besonders sinnvoll.