Sensoren richtig prüfen, anschließen und montieren

Vor der Inbetriebnahme eines Kraft-, Druck- oder Beschleunigungsaufnehmers sollten Sensor, Anschluss und Einbausituation sorgfältig geprüft werden. Unsachgemäße Handhabung, falsche Verdrahtung oder mechanische Belastungen können den Sensor beschädigen und Messergebnisse verfälschen.

Die folgenden Hinweise dienen der Orientierung. Maßgeblich sind immer das aktuelle Datenblatt, das Kalibrierzeugnis und der Anschlussplan des jeweiligen Sensors.

Vor dem Anschluss: Sensor vorsichtig prüfen

Versuchen Sie nicht, eine Messgröße durch Drücken, Ziehen oder Verdrehen des Sensors zu simulieren. Besonders Sensoren mit kleinen Messbereichen können bereits durch unsachgemäße Handhabung überlastet werden. Bei Druckaufnehmern darf die Membran nicht mit den Fingern eingedrückt werden.

Prüfen Sie den Sensor und die Verpackung nach dem Auspacken auf sichtbare Schäden. Bei Transportschäden sollten Zustand und Verpackung dokumentiert und die nächsten Schritte nach den aktuellen Versand- und Reklamationsbedingungen abgestimmt werden.

Elektrische Prüfungen nur nach Sensorvorgabe durchführen

Vor elektrischen Messungen muss geklärt sein, welche Prüfungen für die konkrete Sensorausführung zulässig sind. Bei Aufnehmern ohne Verstärker kann der Widerstand der Messbrücke laut Leitfaden im nicht angeschlossenen Zustand geprüft und mit dem Wert im Kalibrierzeugnis verglichen werden. Bei Aufnehmern mit Verstärker ist diese Prüfung nicht in gleicher Weise anwendbar.

Auch eine Isolationsprüfung zwischen Anschlüssen und Gehäuse darf nur entsprechend der Produktdokumentation durchgeführt werden. Grenzwerte und Messverfahren sind sensorspezifisch; Katalogwerte ersetzen dabei nicht die Angaben im Kalibrierzeugnis.

Sensor korrekt anschließen

Prüfen Sie vor dem Anschluss die Belegung und Farbcodierung anhand des Kalibrierzeugnisses oder des aktuellen Anschlussplans. Verlassen Sie sich nicht allein auf übliche Kabelfarben. Eine falsche Speisepolarität kann bei Sensoren mit Verstärker zur Beschädigung führen.

Die folgenden Schaubilder zeigen schematische Anschlussarten. Sie ersetzen nicht den Anschlussplan des konkreten Sensors und dürfen nicht ohne Abgleich mit dessen aktueller Dokumentation verwendet werden.

Unipolarer Anschluss

Eine unipolare Versorgung kommt nur dann infrage, wenn sie für den Sensor beziehungsweise den verwendeten Verstärker vorgesehen ist. Eine Verbindung zwischen Speisungs- und Ausgangsleitungen darf nicht eigenständig hergestellt werden; sie muss ausdrücklich in der Sensordokumentation vorgesehen sein.

Bipolarer Anschluss

Eine bipolare Versorgung ist für Sensoren beziehungsweise Verstärker vorgesehen, die dafür ausgelegt sind. Achte besonders auf die im Anschlussplan angegebene Verbindung des gemeinsamen Nullpotentials. Eine falsche Verdrahtung kann den Verstärker beschädigen.

4–20-mA-Anschluss

Ein 4–20-mA-Anschluss kommt nur bei einer dafür vorgesehenen Sensor- oder Verstärkerausführung infrage. Prüfe vor dem Anschluss, ob Ausgang, Speisung und Auswerteeingang zueinander passen.

Nullpunkt-Offset richtig einordnen

Ein Nullpunkt-Offset ist eine Abweichung des Ausgangssignals im unbelasteten Zustand. Ein solcher Offset bedeutet nicht automatisch, dass der Sensor defekt ist. Ein absoluter Nullpunkt ist bei einer realen Messbrücke nicht immer zu erwarten.

Beim Einschalten kann sich der Sensor oder Verstärker erwärmen und dadurch das Ausgangssignal verändern. Warte mit einer Nullpunkteinstellung, bis sich das Signal entsprechend den Angaben für die konkrete Ausführung stabilisiert hat. Eine pauschale Wartezeit lässt sich nicht für alle Sensoren angeben.

Sensor fachgerecht montieren

Lesen Sie vor der Montage das aktuelle Datenblatt und das Kalibrierzeugnis. Deren Montagehinweise haben Vorrang vor allgemeinen Empfehlungen. Wenn möglich, schließen Sie den unbelasteten Sensor vor der Montage an und beobachten Sie das Ausgangssignal während des Einbaus. Eine deutliche Veränderung kann auf mechanische Verspannung oder eine ungünstige Krafteinleitung hindeuten.

• Kraftaufnehmer: Die Kraft sollte axial und zentrisch in Prüfrichtung eingeleitet werden. Seitenkräfte und Drehmomente sind zu vermeiden. Bei Ring- und Scheibenaufnehmern muss die Kraft gleichmäßig auf den vorgesehenen Flächen verteilt werden.
• Druckaufnehmer: Die Membran darf nur mit dem vorgesehenen Medium beaufschlagt werden. Harte Partikel im Medium sowie abrupte Strömungsänderungen können Druckstöße verursachen und den Sensor beschädigen.
• Beschleunigungsaufnehmer: Eine ebene Montagefläche und eine ausreichend starre Verbindung helfen, unerwünschte mechanische Einflüsse zu vermeiden.

Beachten Sie die für den Sensor freigegebenen Anzugsdrehmomente und Montagebedingungen. Verwenden Sie keine pauschalen Werte aus allgemeinen Hinweisen, wenn das Produktdatenblatt konkrete Grenzen vorgibt.

Versorgung und Signalqualität beachten

Störungen oder Schwankungen der Versorgung können das Ausgangssignal beeinflussen. Welche Anforderungen an Stabilisierung und Rauscharmut gelten, hängt von der jeweiligen Sensorelektronik ab. Prüfe deshalb die Vorgaben im Datenblatt des Sensors und des Verstärkers.

Shunt-Kalibrierung als Funktionsprüfung

Ein Sensor mit Shunt-Widerstand kann eine definierte Verstimmung der Messbrücke erzeugen. Der zu erwartende Kalibrierwert ist dem Kalibrierzeugnis zu entnehmen. Vergleichen Sie das angezeigte Ausgangssignal mit diesem Wert und beachten Sie dabei die vorgesehene Anschluss- und Prüfprozedur.

Weicht das Ergebnis ab, sollte zunächst geprüft werden, ob Nullpunkt und Verstärkung des Verstärkers korrekt eingestellt sind. Eine Abweichung kann auch auf eine Veränderung des Sensors hindeuten. Nehmen Sie keine Nachjustierung allein auf Verdacht vor, sondern klären Sie das weitere Vorgehen anhand der aktuellen technischen Dokumentation.

Checkliste vor der Inbetriebnahme

• Sensor und Verpackung auf sichtbare Schäden prüfen.
• Messbereich und Überlastgrenzen im aktuellen Datenblatt nachschlagen.
• Belegung und Farbcodierung mit Kalibrierzeugnis oder Anschlussplan abgleichen.
• Elektrische Prüfungen nur durchführen, wenn sie für die konkrete Ausführung vorgesehen sind.
• Sensor möglichst unbelastet montieren und das Ausgangssignal beobachten.
• Kraft, Druck oder Beschleunigung nur innerhalb der freigegebenen Einsatzbedingungen aufbringen.

Wenn Anschluss, Montage oder Messergebnis unklar sind, sollte der Sensor nicht versuchsweise weiter betrieben werden. Klären Sie die nächsten Schritte anhand der technischen Unterlagen oder mit dem zuständigen technischen Ansprechpartner.

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