Definition

Magnetsensoren sind berührungslose schaltende Sensoren zur Erfassung von Magneten und ferromagnetischen Objekten. Gegenüber induktiven Sensoren bieten magnetische Sensoren eine deutlich höhere Reichweite sowie eine kleinere Bauform. Da Magnetfelder alle nicht magnetisierbaren Materialien durchdringen, können die Sensoren auch Magnete durch Werkstoffe wie Aluminium, Edelstahl, Buntmetall, Kunststoff oder Glas hindurch erfassen. Die Sensoren basieren auf dem Prinzip der Sättigungskernsonde oder auf dem Giant-Magneto-Resistance (GMR)-Effekt. Magnetische Näherungssensoren lösen einen Schaltvorgang aus, sobald der Magnet einen bestimmten Abstand zum Sensor erreicht hat. Zylindersensoren sind spezielle berührungslose Endlagen- und Positionsschalter zur Anbringung an pneumatische und hydraulische Zylinder.

Funktionsprinzip

Sättigungskernsonden bestehen aus einer Spule mit einem amorphem Metallkern in einem gekapselten Gehäuse, die mit konstanter Wechselspannung gespeist wird. Die Induktivität der Spule hängt von der reversiblen Permeabilität des Spulenkerns ab. Wird der Spulenkern durch ein äußeres Magnetfeld überlagert, verringert sich seine reversible Permeabilität, je größer das externe Magnetfeld ist. Dadurch sinkt die Spulenimpedanz, die gemessen und ausgewertet wird. Die Ansprechkurve ist dabei von der Orientierung des Magneten abhängig. Bei Erreichen einer bestimmten Schaltschwelle wird ein Ausgangssignal ausgelöst. 
GMR-Sensoren nutzen den Giant-Magneto-Resistance-Effekt. Sie bestehen aus mehreren ferromagnetischen und nicht magnetischen Schichten und zeigen einen stark zunehmenden elektrischen Widerstand, wenn sie sich in einem äußeren Magnetfeld befinden. Durch eine Anordnung aus mehreren ungeschirmten und geschirmten GMR-Widerständen lässt sich ein dem Magnetfeld proportionales Signal erzeugen, das an einem eingestellten Schwellwert über einen Komparator ein Ausgangssignal schaltet.

Einsatzbereich

Magnetische Sensoren sind berührungslose universell einsetzbare schaltende Sensoren zur Anwesenheitskontrolle von Magneten und ferromagnetischen Objekten. Magnetische Sensoren bieten gegenüber induktiven Sensoren eine höhere Reichweite und können in alle Materialien ohne Beeinträchtigung des Schaltabstandes eingebaut werden, jedoch verringert sich bei magnetisierbaren Materialien der Schaltabstand. Sie ermöglichen eine schnelle und sichere Erfassung in kleineren Abständen z. B. in Förder- und Staustrecken. Eine typische Aufgabe ist der Einsatz als Positions- und Endschalter zur Erkennung der Kolbenposition in pneumatischen und hydraulischen Zylindern durch die Zylinderwand hindurch. In der Prozessindustrie kann z. B. die Position eines Schwimmers bzw. eines Molchs in geschlossenen Röhren erkannt werden. Anwender sind der interne Betriebsmittelbau sowie der Sondermaschinen- und Anlagenbau in allen Branchen.