Auf einen Blick

LVDT-Sensoren eignen sich für kurze bis mittlere Messbereiche (±0,5 mm–±500 mm) in Vibrationsumgebungen und bei Temperaturen über +85 °C. Magnetostriktive Wegaufnehmer sind die bessere Wahl bei langen Messbereichen (>500 mm), Hydraulikzylindern (bis 350 bar) und wenn absolute Position ohne Referenzfahrt nach Stromausfall gefragt ist.

Messprinzip: Wie funktionieren LVDT und magnetostriktiv?

LVDT – Linear Variable Differential Transformer

Ein LVDT besteht aus einer Primärspule und zwei sekundären Spulen, die symmetrisch um einen beweglichen Ferromagnet-Kern (den Taucher) angeordnet sind. Bewegt sich der Kern, ändert sich die Kopplung zwischen Primär- und Sekundärspulen: die Differenzspannung der beiden Sekundärspulen ist direkt proportional zur Kernposition. Da keine mechanische Verbindung zwischen Kern und Gehäuse besteht, ist das Messprinzip berührungslos und theoretisch verschleißfrei. Das Ausgangssignal ist von Natur aus analog und kontinuierlich – mit theoretisch unendlicher Auflösung.

Magnetostriktiver Wegaufnehmer

Der magnetostriktive Sensor nutzt den Wiedemann-Effekt: Ein Strompuls wird entlang eines ferromagnetischen Wellenleiters (dem Messrohr) geschickt. An der Stelle, wo das Magnetfeld des Impulses auf das Magnetfeld eines externen Positionsmagneten (Schiebers) trifft, entsteht durch magnetostriktive Wechselwirkung eine mechanische Torsionswelle. Die Laufzeit dieser Torsionswelle zurück zum Sensor-Kopf ist direkt proportional zur Entfernung des Magneten. Das Ergebnis ist ein absoluter, digitaler Positionswert – keine Referenzfahrt erforderlich.

Direktvergleich: LVDT vs. Magnetostriktiv

Kriterium LVDT Wegaufnehmer Magnetostriktiver Sensor
Messprinzip Elektromagnetische Induktion, berührungslos Torsionsultraschall (Wiedemann-Effekt), berührungslos
Messbereich ±0,5 mm bis ±500 mm (Standard) 25 mm bis 7.620 mm
Linearität ±0,1–0,25 % FS ±0,05 % FS (typisch)
Auflösung Theoretisch unendlich (analog) 0,001–0,01 mm (digital)
Wiederholgenauigkeit ±0,1 % FS ±0,01 % FS
Betriebstemperatur −55 °C bis +150 °C (bis +200 °C sonderausg.) −40 °C bis +85 °C (Standard)
Betriebsdruck Bis ~100 bar (mit Druckgehäuse) Bis 350 bar (direkt im Zylinder)
Ausgangssignal AC-Differenzspannung, 4–20 mA, 0–10 V (mit Aufbereiter) 4–20 mA, 0–10 V, SSI, Modbus, CANopen, Profibus
Absolute Position Nein (inkremental/analog) Ja – keine Referenzfahrt nach Stromausfall
Vibrationsfestigkeit Sehr hoch (berührungslos, keine Resonanz) Hoch
Einbau Hydraulik Möglich (Zusatzgehäuse erforderlich) Direkt ins Zylinderrohr integrierbar
Typischer Preis Mittel (Sensor + Aufbereiter) Vergleichbar (kein separater Aufbereiter bei Digitalausgang)
MOQ SEGMENsensor Ab 5 Stück Ab 5 Stück
Lieferzeit 2–4 Wochen (Standard) 2–4 Wochen (Standard)

Typische Anwendungen und Stärken

Wann ist LVDT die richtige Wahl?

LVDTs sind seit Jahrzehnten das Arbeitspferd der hochpräzisen Wegmesstechnik. Ihr Analogausgang liefert ein kontinuierliches Signal ohne Quantisierungsfehler – ideal für:

  • Prüf- und Messtechnik: Materialprüfmaschinen, Kraftmesseinrichtungen, Koordinatenmessgeräte
  • Hochtemperaturanwendungen: Motorenprüfstände, Turbinenmessungen, Ofenprozesse (>+85 °C)
  • Starke Vibrationsumgebungen: Vibrationsprüfstände, Hammerschläge, dynamische Kraftmessung
  • Kurze bis mittlere Hübe: ±0,5 mm Nano-Präzision bis ±500 mm Standardmessung
  • Medizintechnik: Beatmungsgeräte, Dosierpumpen, Sterilisierungssysteme

Wann ist magnetostriktiv die richtige Wahl?

Magnetostriktive Sensoren haben LVDT-Systeme in hydraulischen Anwendungen und bei langen Messbereichen weitgehend verdrängt – dank absoluter Positionserfassung und direkter Bus-Integration:

  • Hydraulikzylinder: Direkter Einbau ins Zylinderrohr, Betriebsdruck bis 350 bar, kein zusätzliches Gehäuse
  • Werkzeugmaschinen / CNC: Absolute Position nach Not-Aus ohne Referenzfahrt
  • Lange Messbereiche: Krane, Hebebühnen, Lineartische über 1.000 mm
  • SPS-Integration: Digitale Bus-Ausgänge (Modbus RTU, SSI, CANopen) ohne Signalaufbereiter
  • Füllstandsmessung: Kontinuierliche Messung in Tanks mit langem Wellenleiter und schwimmendem Magneten

Entscheidungsmatrix: LVDT oder Magnetostriktiv?

✔ Wählen Sie LVDT wenn …

  • Messbereich unter ±500 mm
  • Betriebstemperatur über +85 °C
  • Starke Stoß- und Vibrationsbelastung
  • Sub-Mikrometer-Auflösung für Messtechnik
  • Analogausgang ohne Digitalkonverter gewünscht
  • Medizin- oder Luftfahrt-Normen erfordern bewährte Analogtechnik

✔ Wählen Sie Magnetostriktiv wenn …

  • Messbereich über 500 mm
  • Einbau in Hydraulikzylinder (bis 350 bar)
  • Absolute Position nach Stromausfall erforderlich
  • Digitaler Bus-Ausgang (Modbus / SSI / CANopen)
  • Kontinuierliche Füllstandsmessung im Tank
  • Mehrachsige Positionierung in Automatisierungsanlagen
OEM-Hinweis: Beide Technologien von einem Hersteller
  • SEGMENsensor liefert LVDT-Wegaufnehmer und magnetostriktive Sensoren direkt ab Werk in Shenzhen
  • MOQ ab 10 Stück für beide Produktlinien — Muster ab 1 Stück für Ersterprobung
  • Verbindliches Angebot innerhalb von 24 Stunden, CE + RoHS bei jeder Bestellung
  • OEM-Label, Sonderspezifikation (Kabeltyp, Stecker, Schutzart, Messbereich) ab MOQ 10 Stück

Ausgangssignale im Detail

Der Ausgangssignal-Typ ist oft der entscheidende Faktor bei der Systemintegration:

LVDT: Das native Ausgangssignal ist eine differenzielle Wechselspannung (typisch 1–10 V AC). Für SPS-Integration ist ein Signalaufbereiter erforderlich, der das Signal in 4–20 mA, 0–10 V oder ±10 V DC umwandelt. Der Aufbereiter erhöht die Systemkosten, bietet aber auch Möglichkeiten zur Skalierung und Filterung.

Magnetostriktiv: Moderne magnetostriktive Sensoren integrieren die Signalverarbeitung im Sensorkopf und geben direkt 4–20 mA oder digitale Bus-Signale aus. Für Modbus RTU, SSI oder CANopen ist kein externer Aufbereiter notwendig — der Sensor schließt direkt an die SPS an. Das vereinfacht die Verkabelung erheblich und reduziert Fehlerquellen.

Magnetostriktiv in Hydraulikzylindern: der Standard

Hydraulikzylinder-Positionsmessung ist das Kerngebiet magnetostriktiver Sensoren. Der Wellenleiter (Messrohr) wird durch den hohlen Kolbenstab des Zylinders geführt; der Positionsmagnet ist am Kolben befestigt und bewegt sich mit dem Hydraulikdruck mit. Da der Sensor vollständig von der Hydraulikflüssigkeit umgeben ist, muss das Sensorkopfgehäuse für Drücke bis 350 bar ausgelegt sein — was bei SEGMENsensor serienmäßig gegeben ist.

Entscheidend: Nach einem Not-Aus oder Stromausfall liest der magnetostriktive Sensor beim Einschalten sofort die aktuelle Kolbenposition — ohne dass eine Referenzfahrt erforderlich ist. Das ist ein unverzichtbares Sicherheitsmerkmal in Pressen, Spritzgussmaschinen und Biegepressen.

Normen & Weiterführende Quellen

Häufige Fragen (FAQ)

Was ist der Hauptunterschied zwischen LVDT und magnetostriktivem Wegaufnehmer?
LVDT-Sensoren nutzen elektromagnetische Induktion und eignen sich ideal für kurze bis mittlere Messbereiche (±0,5–±500 mm) bei hoher Analogauflösung in Vibrationsumgebungen und bei Temperaturen über +85 °C. Magnetostriktive Wegaufnehmer nutzen einen Torsionsultraschallimpuls und liefern absolute Digitalposition über lange Messbereiche (25 mm bis 7.620 mm) bei Betriebsdrücken bis 350 bar. Für Hydraulikzylinder ist magnetostriktiv die Standardlösung.
Welcher Sensor ist genauer – LVDT oder magnetostriktiv?
Beide Technologien erreichen sehr hohe Genauigkeit. LVDT-Linearität liegt bei ±0,1–0,25 % FS mit theoretisch unendlicher Analogauflösung. Magnetostriktive Auflösung beträgt 0,001–0,01 mm (digital) bei Wiederholgenauigkeit von ±0,01 % FS. Für den Industrieeinsatz ist der Unterschied vernachlässigbar. LVDT hat Vorteile bei Sub-Mikrometer-Vibrationsmessung; magnetostriktiv bei absoluter Positionserhaltung nach Stromausfall.
Können magnetostriktive Sensoren LVDTs in Hydraulikzylindern ersetzen?
Ja – magnetostriktive Sensoren sind die bevorzugte Wahl für Hydraulikzylinder-Positionserfassung. Sie sind für bis zu 350 bar ausgelegt und werden direkt in den Zylinderkörper eingebaut. LVDTs können in Hydraulikanwendungen eingesetzt werden, erfordern jedoch ein separates Druckgehäuse. Magnetostriktive Sensoren liefern absolute Position ohne Referenzfahrt – ein wesentlicher Sicherheitsvorteil.
Welcher Sensor ist besser bei hohen Temperaturen?
LVDT-Sensoren haben den breiteren Temperaturbereich: −55 °C bis +150 °C (Standard), Hochtemperaturversionen bis +200 °C oder mehr – geeignet für Motorenprüfstände und Ofenumgebungen. Magnetostriktive Sensoren arbeiten standardmäßig bis +85 °C. Für Anwendungen über +85 °C ist LVDT die sichere Wahl.
Benötigen magnetostriktive Sensoren eine Referenzfahrt nach Stromausfall?
Nein. Magnetostriktive Sensoren liefern absolute Position – der Positionswert wird aus der Laufzeit des Torsionsultraschallimpulses ermittelt, unabhängig vom vorherigen Schaltzustand. Der Sensor liest die korrekte Position sofort beim Einschalten ohne Referenzfahrt. Das ist ein entscheidender Sicherheitsvorteil in Pressen und Spritzgussmaschinen.
Welche Ausgangssignale sind verfügbar?
LVDT-Sensoren erzeugen nativ ein differenzielles Wechselspannungssignal; Signalaufbereiter wandeln es in 4–20 mA, 0–10 V oder ±10 V analog um. Magnetostriktive Sensoren geben 4–20 mA, 0–10 V, SSI, CANopen, Modbus RTU oder Profibus direkt aus – kein separater Aufbereiter erforderlich. Für SPS-Integration ist magnetostriktiv mit Modbus oder SSI einfacher; für Messtechnik-DAQ ist LVDT mit Analogausgang bevorzugt.
Wie lange halten die Sensoren?
Beide Technologien sind berührungslos und haben theoretisch unbegrenzte mechanische Lebensdauer – keine Verschleißflächen. LVDT-Lebensdauer ist durch Spulenisolierdegradation bei Hochtemperatur begrenzt. Magnetostriktive Lebensdauer durch den Permanentmagnetring (typisch >10 Jahre). In der Praxis überschreiten beide regelmäßig 15–20 Jahre im Industrieeinsatz.
Wie wähle ich den richtigen Sensor für meine Anwendung?
LVDT wählen bei: Messbereich unter ±500 mm, Betriebstemperatur über +85 °C, starker Vibration, oder Sub-Mikrometer-Analogauflösung für Prüfstände. Magnetostriktiv wählen bei: Messbereich über 500 mm, Einbau in Hydraulikzylinder (bis 350 bar), absoluter Position nach Stromausfall erforderlich, oder digitalem Bus-Ausgang (Modbus/SSI/CANopen) ohne separaten Aufbereiter.

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