Was ist ein LVDT und wie funktioniert er?

Ein LVDT (Linear Variable Differential Transformer) ist ein analoger induktiver Sensor zur Wegmessung, in dessen Inneren ein Spulensystem arbeitet und lineare Bewegung in ein elektrisches Signal umwandelt. Das induktive Messprinzip sowie die berührungslose Arbeitsweise zwischen Primär- und Sekundärspulen und dem beweglichen ferromagnetischen Kern, der üblicherweise mit dem zu messenden Objekt verbunden ist, führen zu einer verschleißfreien Messung, durch die der Sensor besonders langlebig und robust ist.

Das differentielle Messprinzip der beiden Sekundärspulen sorgt dafür, dass äußere Einflüsse wie Temperaturänderungen einen nur sehr geringen Einfluss auf das Messergebnis haben und machen das System unempfindlich gegenüber äußeren elektromagnetischen Störeinflüssen (EMV).

Zusätzlich zu ihrer hohen Auflösung und Wiederholgenauigkeit zeichnen sich LVDTs durch ihre außergewöhnliche Robustheit aus. Selbst unter anspruchsvollen Umgebungsbedingungen wie Messungen im Hochtemperaturbereich (bis 400 °C), bei hohen Drücken (bis 1000 bar) oder starken Vibrationsbelastungen arbeiten LVDTs von eddylab zuverlässig und ohne Schwierigkeiten.

eddylab verzichtet ganz bewusst auf elektronische Bauelemente und andere empfindliche Bauteile im Sensor, um die Vorteile der LVDT-Technologie voll auszuspielen:

• Außergewöhnliche Robustheit
• Zuverlässigkeit
• Hohe Lebensdauer
• Eignung für widrige Umgebungsbedingungen wie Temperatur, Druck, Vibration, Feuchtigkeit

Breite Auswahl an Bauformen sorgt für maximale Flexibilität

Die LVDT-Sensoren von eddylab sind in diversen Ausführungen erhältlich, um den spezifischen Anforderungen verschiedener industrieller Branchen sowie in Forschung und Entwicklung gerecht zu werden. Je nach Anwendung sind die Wegaufnehmer in unterschiedlichen Bauformen, beispielsweise als Schubstange (Stößel gelagert/ungelagert) oder Federtaster, verfügbar und lassen sich so flexibel in industrielle Mess- und Automatisierungssysteme integrieren. Varianten mit pneumatisch ausfahrendem Stößel eignen sich besonders für automatisierte Messaufgaben.

Welche Bauformen stehen zur Verfügung?

Die SM-, SL-, HYD-, SLX-, SLT-Serien bilden das robuste eddylab-Kernportfolio für präzise Weg- und Positionsmessungen, vor allem unter anspruchsvollen Umgebungsbedingungen. Die LVDT-Serien zeichnen sich durch eine hohe Linearität bis 0,10 %, Messbereiche von 2 bis 600 mm sowie besonders widerstandsfähige Konstruktionen aus. Während besonders robuste Ausführungen mit 20 mm Edelstahlgehäuse für extreme Industriebedingungen ausgelegt sind, sind andere Varianten speziell für den Einbau in Hydraulikzylinder zur Hubmessung konzipiert und bieten Druckfestigkeit bis 400 bar sowie kompakte Bauformen für die Zylinderintegration.

Ergänzend dazu umfasst das Portfolio die Serien F14 und F18, die ebenfalls für den Einbau in Hydraulik- und Pneumatiksystemen entwickelt wurden. Die F18-Serie deckt Messbereiche bis 200 mm ab und ist für Anwendungen mit hoher Druckbeständigkeit bis 150 bar ausgelegt, während die F14-Serie mit besonders klein baut und mit Messbereichen bis 10 mm vor allem für enge Einbausituationen geeignet ist. Beide Serien bieten eine Linearität bis 0,10 % und arbeiten mit Stößel- oder Federtastmechanik für flexible Integrationsmöglichkeiten.

Diese Vielfalt an Bauformen ermöglicht eine einfache Integration in unterschiedlichste Maschinen- und Anlagenkonzepte.

Wie wird das Messsignal verarbeitet und optimiert?

LVDT-Sensoren erfordern zum Betrieb einen sogenannten Trägerfrequenzmessverstärker. Bei eddylab nennt sich die digitale Messverstärkerbaureihe „DEEneo“ und sorgt für eine optimale Signalaufbereitung und maximale Messgenauigkeit. eddylab liefert eine komplett aufeinander abgestimmte und linearisierte Messkette. Die Messverstärker sind wahlweise für die Hutschienenmontage (DEEneo) oder als Inline Signal Conditioner zur Integration in das Sensorkabel (DEEneo-ISC) erhältlich.

Für feuchte, nasse oder druckbeaufschlagte Anwendungen bis 100 m Wassertiefe (10 bar) steht außerdem eine besonders widerstandsfähige Inline-Variante mit Schutzklasse IP68 zur Verfügung (DEEneo-ISC-IP68), die sich vor allem für den Einsatz unter Wasser, im Außenbereich oder in maritimer Umgebung eignet. Alle Modelle übernehmen die präzise Umwandlung des Sensorsignals in ein normiertes analoges Ausgangssignal. Mithilfe eines integrierten Mikrocontrollers lässt sich zudem die Linearitätsabweichung des angeschlossenen Wegsensors nahezu vollständig auf Werte unter 0,01 % kompensieren Die Messkette erreicht damit Genauigkeiten im (Sub-)µm-Bereich.

Sonderbau und kundenspezifische Lösungen

Ein weiterer Schwerpunkt von eddylab liegt im Sonderbau und in anwendungsspezifischen Lösungen: Auf Basis von über 30 Jahren Erfahrung in der Weg- und Positionsmessung entwickelt eddylab gemeinsam mit Kunden maßgeschneiderte Sensoren – von Einzelstücken bis hin zu Serien für die OEM-Integration. Auch Anpassungen von Standardbauformen, wie Sonderkabellänge oder modifizierte Gehäuse- und Steckerkonzepte, werden schnell und flexibel umgesetzt.

Die Vielfalt der Einsatzmöglichkeiten verdeutlicht, dass LVDT-Sensoren überall dort eingesetzt werden, wo klassische Messverfahren an ihre Grenzen stoßen.

In welchen Anwendungen kommen LVDT-Sensoren zum Einsatz?

Ihr volles Potenzial entfalten LVDT-Sensoren insbesondere in anspruchsvollen Anwendungen, bei denen hohe Zuverlässigkeit und lange Lebensdauer sowie hohe Robustheit entscheidend sind – wie etwa in der Luftfahrt, im Militärbereich, in Turbinen, Kraftwerken oder der Fabrikautomation.

Durch hohe IP-Schutzklassen sowie Gehäuse aus Edelstahl oder Titan sind auch Anwendungen unter Wasser oder in korrosiven Umgebungen möglich. Zudem widerstehen die Sensoren aggressiven Medien, wie sie beispielsweise in Reinigungs- und Desinfektionsprozessen in der Lebensmittel- und Verpackungsindustrie vorkommen. Druckdicht ausgeführte Varianten werden darüber hinaus direkt in Hydraulik- und Pneumatikzylindern sowie in Servo- und Proportionalventilen eingesetzt, wo sie zur präzisen Messung des Hubs bzw. der Ventilstellung beitragen.

Die Sensoren werden branchenübergreifend in vielfältigen industriellen Anwendungen eingesetzt Dazu zählen hydraulische Systeme wie Flugsimulatoren, in denen die exakte Zylinderposition für die Bewegungssteuerung erfasst wird, ebenso wie Kokillengießanlagen und Kümpelpressen in der Stahlindustrie, in denen extreme thermische und mechanische Belastungen auftreten.

Weitere Anwendungen finden sich in der Prozess- und Fertigungstechnik, etwa in Abfüllanlagen zur Qualitätskontrolle.

Auch in sicherheitskritischen Anwendungen der Energie- und Kraftwerkstechnik werden LVDT-Sensoren zur kontinuierlichen Überwachung von Anlagenzuständen eingesetzt.

Welche besonderen Lösungen gibt es für die Kraftwerkstechnik?

eddylab bietet speziell qualifizierbare Sensorlösungen für den kerntechnischen Bereich: Die SXL-Sensorserie wurde speziell für nukleare Anwendungen innerhalb des Containments entwickelt, verfügt über einen vollständig anorganischen, hermetisch dichten Aufbau und ist für Temperaturen bis zu 400 °C ausgelegt. Mit Messbereichen von 10 bis 400 mm zeichnen sich die SXL-Sensoren durch höchste Robustheit gegenüber Strahlung, Schock, Vibration und seismischer Belastung aus und können gemäß internationalen Normen wie RCC-E oder IEEE qualifiziert werden.

Die SXL-Systemlösung umfasst neben der Sensorserie auch speziell entwickelte, qualifizierbare Komponenten und Bausteine wie LOCA-störfallfeste, hochtemperaturbeständige, anorganische und dabei flexible Verbindungskabel, abgedichtete, anorganische Klemmboxen, hermetisch abgedichtete Wanddurchführungen, erdbebensichere digitale Messverstärker sowie ein heavy-duty 19“-Rack samt Schaltschrank zur Wandmontage.

"Die Anforderungen an unsere Sensorlösungen steigen kontinuierlich – insbesondere in sicherheitskritischen und extremen Einsatzumgebungen“, betont eddylab CEO Christian Schrick.„Genau dort zeigt sich, was zuverlässige Sensorik leisten muss: Präzision, Robustheit und Zuverlässigkeit unter Bedingungen, die keine Kompromisse zulassen – von anspruchsvollen Industrieapplikationen bis hin zu sicherheitskritischen Anwendungen in Kernkraftwerken.“

Durch den modularen Aufbau des LVDT-Produktportfolios von eddylab können unterschiedlichste Anforderungen flexibel abgedeckt werden, sodass sich für nahezu jede Applikation ein passgenaues Messsystem realisieren lässt und jedem Kunden die optimale Lösung geboten werden kann.

Die LVDT-Sensoren von eddylab basieren auf dem Prinzip der induktiven Vollbrücke und arbeiten dadurch nahezu verschleißfrei. Das differentielle Messprinzip sorgt für einen sehr geringen Temperatureinfluss und macht die Sensoren weitgehend unempfindlich gegenüber elektromagnetischen Störeinflüssen (EMV). Je nach Anwendung sind die Wegaufnehmer als Schubstangen- oder Federtaster-Ausführung erhältlich und lassen sich flexibel in unter-schiedlichste Maschinen- und Anlagenkonzepte integrieren.

Neben ihrer hohen Auflösung und Linearität überzeugen die LVDT-Sensoren insbesondere durch ihre mechanische Belastbarkeit, selbst unter extremen Einsatzbedingungen wie Temperaturen bis 200 °C, Drücken bis 400 bar oder starken Vibrationen. Damit eignen sie sich ideal für den Einsatz in rauen Industrieumgebungen oder in sicherheitskritischen Anwendungen.

Perfekt abgestimmte Systemlösungen für maximale Messgenauigkeiten

Als ideale Ergänzung des LVDT-Sensorportfolios bietet eddylab die digitale Messverstärker-Baureihe DEEneo, die für eine optimale Signalaufbereitung und maximale Messgenauigkeit sorgt und im Zusammenspiel mit den LVDT-Sensoren eine komplett aufeinander abgestimmte und linearisierte Messkette bildet.

Die Messverstärker sind wahlweise für die Hutschienenmontage (DEEneo) oder als Inline Signal Conditioner zur Integration in das Sensorkabel (DEEneo-ISC) erhältlich und ermöglichen so eine flexible Anpassung an unterschiedliche Einbausituationen. Für feuchte, nasse oder druckbeaufschlagte Anwendungen bis 100 m Wassertiefe (10 bar) steht außerdem eine besonders widerstandsfähige Inline-Variante mit Schutzklasse IP68 zur Verfügung (DEEneo-ISC-IP68), die sich vor allem für den Einsatz unter Wasser, im Außenbereich oder in maritimer Umgebung eignet. Alle Modelle übernehmen die präzise Umwandlung des Sensorsignals in ein normiertes analoges Ausgangssignal. Mithilfe eines integrierten Mikrocontrollers lässt sich zudem die Linearitätsabweichung des angeschlossenen Wegsensors nahezu vollständig kompensieren.

Modulare Systemkomponenten für höchste Zuverlässigkeit

Passend zur robusten Wegmesstechnik ergänzt eddylab sein Portfolio durch speziell entwickelte Systemkomponenten:

• Hermetisch dichte Anschlusskabel mit patentiertem Stecksystem von eddylab können kundenspezifisch angepasst werden. Sowohl die Steckergehäuse als auch die doppelwandigen Schutzschläuche sind aus Edelstahl gefertigt. Das innovative Design des Schutzschlauchs gewährleistet nicht nur eine hermetische Abdichtung, sondern verhindert auch Knicke oder Beschädigungen, sodass die Funktionalität des Kabelsystems auch unter anspruchsvollen Bedingungen und hohen Temperaturen erhalten bleibt.
• Hermetisch dichte Steckverbinder mit patentierter Abdichtung sind aufgrund ihrer anorganischen Konstruktion für Umgebungen mit hohen Temperaturen bis 400 °C oder hoher Strahlung geeignet und in verschiedenen Größen und mit unterschiedlicher Polzahl erhältlich.

Kundenspezifische Sensorentwicklung für komplexe industrielle Anwendungen

eddylab Geschäftsführer Christian Schrick sieht den Ausbau des Produktportfolios als weiteren wichtigen Schritt auf dem Weg zum Spezialisten für die Entwicklung und Adaption von Sensorsystem für besonders herausfordernde Anwendungsbereiche, auch in sicherheitskritischen Branchen:

"Als mittelständisches Unternehmen mit eigener Sensormanufaktur profitieren wir von direktem Kundenkontakt und langjähriger Erfahrung in der Entwicklung kundenspezifischer Sensorlösungen. Mit der Erweiterung unseres Produktportfolios können wir nun die gesamte Messkette optimieren – von der Sensorentwicklung und -anpassung an spezielle Anwendungsbedürfnisse bis hin zu modularen Zubehör- und Systemkomponenten. So lassen sich die Messsysteme gezielt auf die Anforderungen unserer Kunden aus allen Brachen abstimmen und zuverlässige Messergebnisse auch unter anspruchsvollen Bedingungen erzielen.“

Mehr über das eddylab Produktportfolio können Fachbesucher auf der Messe all about automation am 10. und 11. März 2026 in Friedrichshafen, am Stand B3-326 erfahren.

Mehr Informationen und Tickets unter: https://www.eddylab.de/unternehmen/messe

Induktive Voll- und Halbbrücken, sogenannte LVDT (Linear Variable Differential Transformer) sind induktive Sensoren zur Wegmessung und benötigen eine LVDT-Elektronik für den Betrieb und die Erzeugung eines Ausgangssignals. Viele Hersteller und Entwickler von LVDT-Elektroniken bedienen sich für die Aufbereitung des Rohsignales gerne eines universellen monolithischen LVDT-Treiberbausteines wie z.B. den AD698 von Analog Devices. Die Entwicklung gestaltet sich relativ simpel, da Schaltung und Layout teils vom Hersteller des Chips vorgegeben werden. Problematisch wird es jedoch, wenn ein solcher Baustein – wie im Falle des AD698 – abgekündigt wird: Entwickler stehen dann unter erheblichem Zeitdruck, eine leistungsfähige und kompatible Ersatzlösung zu realisieren.

Funktionsweise und technische Eigenschaften des AD698

• Versorgung der Primärspule
  Zum einen wird die Primärspule mit einer Sinusspannung von etwa 1 bis 5 Volt und einer Frequenz von ca. 1…20 kHz versorgt. Spannung und Frequenz sind vom LVDT-Sensor bzw. vom Hersteller vorgegeben und wichtig für eine gute Linearität und Empfindlichkeit. Diese Vorgabewerte muss eine LVDT-Elektronik exakt bereitstellen können, ansonsten sinkt die Performance des Sensors. Eine zu geringe Primärspannung verschlechtert das Signal-Rausch-Verhältnis und die Auflösung des Sensors sinkt. Dagegen kann eine zu hohe Primärspannung Sättigungseffekte und eine ungewünschte Eigenerwärmung des Sensors bis hin zum hörbaren Pfeifen des Kernes durch die Magnetostriktion bewirken. Wird ein Sensor beispielsweise mit falscher Frequenz versorgt, dann kann sich die Linearität signifikant verschlechtern und damit weit außerhalb der Sensorspezifikation liegen. Des Weiteren ist das Übertragungsverhalten des Sensors frequenzabhängig, so dass bei falscher Wahl der Versorgungsfrequenz die Empfindlichkeit sinkt und folglich das Ausgangsrauschen steigt. Die Auflösung des Sensors wäre somit verschlechtert. Versorgt man den Sensor mit der richtigen Spannung und Frequenz, ist damit aber noch nicht genüge getan. Es ist die Aufgabe der LVDT-Elektronik, eine verzerrungsfreie und möglichst konstante und temperaturunabhängige Sinusspannung für die Primärspule bereitzustellen, da jegliche Störung oder Drift in das Sekundärsignal eingeht und das Ausgangssignal des Gesamtsystems negativ beeinflussen würde. Schließlich arbeitet ein LVDT-Sensor nach dem transformatorischen Prinzip, der abhängig von der Position des ferromagnetischen Kernes die Primärspannung über das erzeugte Magnetfeld in die Sekundärspulen induziert. Die vom Sensor zurückgegebene Sekundärspannung kann folglich nur so gut sein, wie die von der LVDT-Elektronik bereitgestellte Primärspannung. Dazu ist ein präziser spannungs- und frequenzstabilisierter Signalgenerator notwendig, der die Primärspule versorgt. Im Falle des AD698 von Analog Devices wird dies durch einen Oszillator übernommen, der von einer hinreichend genauen Referenz versorgt wird.
• Demodulation der Sekundärspannung
  Weiter übernimmt der Treiberbaustein die Demodulation der Sekundärspannung und bildet ein ratiometrisches Teilerverhältnis zwischen der Sekundär- und Primärspannung A/B. Gemessen wird hierzu der Phasenunterschied zwischen Sekundär- und Primärspannung sowie deren Amplitude. Aus diesen Messwerten generiert der Treiberbaustein das Rohsignal des Sensors. Das ratiometrische Messverfahren garantiert einen störsicheren Betrieb des LVDT, da sich eingekoppelte Störungen sowohl in der Primär- als auch in der Sekundärspannung widerspiegeln, welche durch das Teilerverhältnis weitgehend eliminiert werden. Dies macht den Einsatz des LVDT in „heavy industry“ Applikationen mit großen Leitungslängen zwischen Sensor und Elektronik sehr interessant.
• Signalverarbeitung und Filterung
  Ergänzend dazu übernimmt die LVDT-Elektronik die Signalverarbeitung und Filterung. In mehreren Stufen wird das Signal konditioniert, z.B. in Form von aktiven Filterstufen (mehrpoliger Tiefpass), um das Ausgangssignal von der Versorgungsfrequenz der Primärspule zu entkoppeln. Wird der Sensor beispielsweise mit einer Frequenz von 5 kHz an der Primärspule versorgt, so legt man die Eckfrequenz eines 6-poligen Tiefpassfilters in der Ausgangsstufe auf 500 Hz fest, also etwa im Verhältnis 1:10. Bei einem 6-poligen Butterworthfilter beträgt die Dämpfung etwa 120 dB pro Dekade. D.h. mit jeder Verzehnfachung der Frequenz oberhalb der Eckfrequenz wird das Signal um den Faktor 1 Million weiter abgeschwächt. Somit ist gewährleistet, dass keinerlei Frequenzanteile der Versorgungsfrequenz in das Ausgangssignal eingekoppelt werden und so für Störung sorgen.
  Nach dieser Filterstufe wird das Signal weiter konditioniert, um das gewünschte Ausgangssignal zu erreichen, wie z.B. unipolare oder bipolare Spannungsausgänge 0…10 V, 0…5 V, ±10 V, ±5 V oder Stromausgänge 0…20 mA, 4…20 mA.

Vorteile und Herausforderungen beim Einsatz des AD698

Für die Entwicklung einer LVDT-Elektronik bedeutet dies zunächst ein sorgenfreies Leben und die Eigenleistungen beschränken sich im Wesentlichen auf eine rauscharme und bipolare Spannungsversorgung aller Bauteile auf der Platine. Weiter ist ein Buffer für die Versorgung der Primärspule zu integrieren, um die Eigenerwärmung des AD698 zu minimieren und möglichen Schwierigkeiten hinsichtlich elektromagnetischer Verträglichkeit (EMV) vorzubeugen.
Für den Abgleich zwischen LVDT und AD698 sind Maßnahmen zur Phasenkompensation und Verstärkungseinstellung via DIP-Schalter oder Potentiometer notwendig, um den AD698 in den richtigen Arbeitspunkt zu rücken sowie die Integration eines EMV-Schutzes, Verpol- und Kurzschlussschutz und einer Kabelbrucherkennung. Für einen Entwickler ein einfaches Spiel und man verliert wenig Gedanken darüber, wie eine performante Demodulation aufgebaut wird oder wie der Temperaturkoeffizient des LVDT in Griff zu bekommen ist.

Problemfall Abkündigung AD698

Bei Verwendung eines universellen LVDT-Treiberbausteines ist das komplette Design der LVDT-Elektronik an die Eigenschaften des Bausteines anzupassen. Dies kann sehr problematisch sein, falls der Baustein eines Tages abgekündigt wird. Bezüglich des AD698 (Analog Devices) ist genau das im Jahre 2023 erfolgt. Natürlich ist der Baustein nach Abkündigung noch für eine bestimmt Zeit verfügbar, doch reicht diese oft nicht aus, um schnell eine performante Nachfolgeelektronik zu entwickeln. Darüber hinaus hat man nach der Abkündigung mit steigenden Preisen zu kämpfen und versierte Broker für Elektronikkomponenten kaufen oft eine noch lagerhaltige Restmenge vom Hersteller ab. Beim Versuch der regulären Beschaffung stößt man auf Hinweise wie „discontinued“ oder „nicht mehr vorrätig“, während Broker diese Bauteile zu stark überhöhten Preisen wieder auf dem Markt anbieten – ein lukratives Geschäft.

Die Neuentwicklung der digitalen LVDT-Elektronik DEEneo

Die Firma eddylab GmbH in Otterfing beschäftig sich seit vielen Jahren mit der Entwicklung und Herstellung von LVDT-Sensoren und Elektroniken.

Dazu der Geschäftsführer Michael Reiter: „Auch wir haben den AD698 über 20 Jahre verwendet, ich hatte aber immer die Befürchtung, dass der Baustein irgendwann abgekündigt wird und wir am Ende mit leeren Händen dastehen. Daher haben wir frühzeitig die Eigenentwicklung gestartet. Jetzt ist der Baustein tatsächlich abgekündigt und wir haben ein Nachfolgeprodukt in der Schublade.“

eddylab hat das Problem frühzeitig erkannt und die neue digitale LVDT-Elektronik „DEEneo“ unabhängig von einem universellen LVDT-Treiberbaustein auf Basis eines Microcontrollers entwickelt. Die Entwicklung war nicht aus der Luft gegriffen – eddylab hat langjährige Erfahrung in der Entwicklung von Mikrocontroller basierten Elektroniken für hochdynamische Wirbelstromsensoren.
Dennoch sind die Hürden der Entwicklungsleistung deutlich höher und nicht zu vergleichen mit einer einfachen Entwicklung unter Verwendung eines LVDT-Treiberbausteines wie dem AD698 von Analog Devices. Man benötigt ein ausgeklügeltes Konzept für die Demodulation – das Herzstück der LVDT-Signalverarbeitung.

Technische Anforderungen und Designüberlegungen

Grundlegend muss die LVDT-Elektronik ein rauscharmes, hochauflösendes und verzerrungsfreies Ausgangssignal bereitstellen. Bei der Entwicklung einer digitalen LVDT-Elektronik ist besonders darauf zu achten, die Störsignale des Mikrocontrollers zu unterbinden. Dazu ist ein aufwendiges Platinenlayout nötig mit penibel getrennten Masseflächen für den digitalen und analogen Bereich und die Verwendung von hochpräzisen Referenzspannungsquellen für die analoge Signalaufbereitung.
Des Weiteren ist besonderes Augenmerk auf die Erzeugung der notwendigen Versorgungspannungen der einzelnen Bauteile zu legen. Digital- und Analogteil müssen entkoppelt versorgt werden, damit ein mögliches Übersprechen von Störungen über die Versorgungsspannung vom Digital- zum Analogteil vermieden wird.

Einsatz externer Wandler ADC und DAC

Durch die hohen Anforderungen im Bereich der Messtechnik eignen sich im Microcontroller integrierte ADCs und DACs nur bedingt. Zielführend ist nur die Integration externer Wandler mit einer Auflösung von mindestens 16 bit sowie die Kombination von analogen und digitalen Filtern. Die Problematik liegt im Mikrocontroller selbst, da viele verschiedene Taktfrequenzen vorliegen, welche an sämtlichen Ein- und Ausgangspins zu messbaren Störungen führen.
LSB (last significant bit) beschreibt die Schwankung der letzten digitalen Stelle als störende Ursache für quantisierende Signalsprünge im Ausgang – in etwa zu vergleichen mit einer Digitalanzeige einer Personenwaage und dem störenden Hin- und Herspringen der letzten Ziffer
der Anzeige. Dies ist auch der Grund, warum kaum ein Mikrocontroller einen integrierten DAC mit einer Auflösung von größer 14-bit besitzt. Der Einsatz externer Wandler mit hoher Auflösung erhöht die Komplexität des Designs, da zusätzlich zu den Kommunikationsschnittstellen, wie I2C oder SPI, auch die physische Integration in das System und das Management in der Firmware berücksichtigt werden müssen.
Durch die Nutzung eines weiteren ADCs kann der Temperaturkoeffizient des Systems aktiv kompensiert werden.
All dies führt zu längeren Entwicklungszeiten und höheren Systemkosten. Am Ende macht sich der Aufwand jedoch bezahlt und es lässt sich mit einer digitalen LVDT-Elektronik sogar eine erhöhte Systemauflösung, ein verbessertes Rauschverhalten sowie eine Temperaturkompensation realisieren. Auch die Konfiguration des Messsystems wird für den Anwender erheblich komfortabler.

Fazit

Hat man die messtechnischen Aufgaben einmal gelöst und es liegt ein hochauflösendes Ausgangssignal vor, so lassen sich mit einer digitalen LVDT-Elektronik Prozesse wie z.B. der Abgleich zwischen LVDT-Sensor und LVDT-Elektronik vereinfachen sowie der gesamte Kalibriervorgang bis hin zur Speicherung des Kalibrierzertifikates automatisieren. Während bei den analogen LVDT-Elektroniken mit AD698 noch Lötkolben und Lupe für die Änderung der Versorgungsfrequenz der Primärspule notwendig waren oder DIP-Schalter auf der Platine für die Verstärkungsanpassung umgeschaltet werden mussten, so wird dies bei der digitalen LVDT-Elektronik DEEneo über ein kleines Softwaretool (eddySETUP) gelöst, welches die Konfiguration undEinstellung sämtlicher Parameter erlaubt. Auch mit Hilfe der Tasten an der Elektronik können viele Einstellungen durchführt werden. Zum Beispiel lässt sich der Abgleich der LVDT-Sensoren einfach und in wenigen Sekunden an der DEEneo durchführen. Dazu wird der ferromagnetische Kern des LVDT in die erste Endlage gebracht und einmal die SET-Taste gedrückt sowie ein weiteres Mal in der zweiten Endlage – fertig. Schon steht das analoge Ausgangssignal korrekt skaliert auf den gewünschten Messbereich zur Verfügung.

Autor: Michael Reiter, eddylab GmbH, 04/2025

DEEneo-ISC-IP68 wurde auf Basis der neuen Messverstärkerbaureihe DEEneo entwickelt, die speziell für den Betrieb von induktiven Sensoren nach dem LVDT-Prinzip ausgelegt ist. Der Signal Conditioner wird direkt in das Sensorkabel integriert, wodurch eine besonders kompakte und flexible Installation möglich ist – ohne Schaltschrank, direkt am Einsatzort.

Speziell abgedichtetes Aluminiumgehäuse IP68/ 10 bar

Um die sensiblen Elektronikbauteile zuverlässig zu schützen, hat eddylab ein gefrästes, eloxiertes Aluminiumgehäuse aus einer meerwasserbeständigen Legierung entwickelt. Ein umlaufender O-Ring zwischen Gehäuseunter- und -oberteil sowie eine spezielle Kabeleinführung sorgen für eine dauerhaft dichte Verbindung – zertifiziert nach IP68 bis zu 100 m Wassertiefe (10 bar).

Digitale Signalverarbeitung für maximale Präzision

Der integrierte Mikrocontroller ermöglicht die Linearisierung des Sensorsignals, wodurch sich Linearitätsabweichungen nahezu vollständig kompensieren lassen. Die Elektronik unterstützt alle gängigen LVDT-Wegaufnehmer und wandelt deren Signale in normierte, analoge Ausgangssignale um.

Schnelle Konfiguration – direkt am Gerät oder per Software

Die Grundkonfiguration kann über einen SET-Taster am Gerät vorgenommen werden, z. B. zur Definition der Messbereichsgrenzen. Für erweiterte Einstellungen steht die Software eddySETUP als kostenloser Download zur Verfügung. Sie ermöglicht eine detaillierte Parametrierung und die Aktivierung weiterer Funktionen, wie die integrierte Kabelbrucherkennung.

Robustes System für anspruchsvolle Industrieumgebungen

„Gerade im Zusammenspiel mit den ebenfalls extrem widerstandsfähigen induktiven Wegsensoren entsteht ein durchgängig robustes Messsystem, das speziell für raue Industrieumgebungen ausgelegt ist“, erklärt Remo Kagerer, Teamleiter Elektronikentwicklung bei eddylab. „Die hohe mechanische Belastbarkeit der Sensoren ergänzt sich ideal mit der wasserdichten und druckresistenten Konstruktion der DEEneo-ISC-IP68 – für maximale Zuverlässigkeit auch unter Schmutz, Feuchtigkeit, Vibration oder Temperaturschwankungen.“

Die DEEneo-ISC-IP68 ist ab sofort erhältlich. Weitere technische Details sowie Informationen zur Konfiguration finden Sie unter www.eddylab.de

Komfortable Konfiguration – schnelle und einfache Anpassung an die Applikation

Ein Drucktaster (SET-Button) ermöglicht die Basiskonfiguration und das einfache Setzen der Messbereichsgrenzen. So kann die Messkette schnell und effizient an spezifische Anforderungen angepasst werden. Mit der Konfigurationssoftware eddySetup, die als kostenloser Download zur Verfügung steht, lassen sich darüber hinaus weitere Parameter mühelos einstellen und Funktionen wie Schaltausgänge aktivieren.

„Mit DEEneo und DEEneo-ISC haben wir eine Lösung entwickelt, die durch digitale
Signalverarbeitung höchste Präzision mit großer Flexibilität vereint. Damit können wir erweiterte Funktionalitäten wie eine Kabelbrucherkennung, mehrere Schaltausgänge und digitale Linearisierung zur Verfügung stellen, die eine zuverlässige und präzise Überwachung der Messkette erlauben. Als Hersteller von LVDT-Sensoren ergänzen diese Elektroniken unser
Sensor-Portfolio perfekt und bietet unseren Kunden Features im kleinen Format, die bisher nur in großen Systemen verfügbar waren“, erklärt Remo Kagerer, Teamleiter im Bereich Elektronikentwicklung bei eddylab.

Weitere Infos unter www.eddylab.de

Auf Basis jahrzehntelanger Erfahrung in der Messtechnik markierte der 1. September 2014 einen entscheidenden Wendepunkt in der Unternehmensgeschichte von eddylab: An diesem Tag erfolgte mit der offiziellen Abspaltung die konsequente Fokussierung auf die
Geschäftsfelder induktive Wegaufnehmer (LVDT), Wirbelstromsensoren und Magnescale Sensoren (ehemals SONY). Mit dieser Neuausrichtung gingen auch der Ausbau der Entwicklungs- und Forschungsbereiche sowie die Erweiterung des Handels- und Vertriebsnetzes einher.

Neuer Standort, neue Chancen: eddylab Umzug 2018

Der nächste wichtige Schritt in der Unternehmensgeschichte der eddylab GmbH war der Umzug Ende 2018 in ein großzügiges, modernes Firmengebäude in Otterfing, südlich von München. Dieser neue Standort ermöglichte eddylab den Ausbau der Fertigungskapazitäten und damit die Weiterentwicklung des Sensorportfolios. Seitdem konnte eddylab nicht nur internationale Märkte und Branchen erschließen, sondern mit neuen Mitarbeitern seine Fachkompetenz und Expertise erweitern sowie zahlreiche neue Ausbildungsstellen schaffen.

Entwicklung zum Spezialisten für kundenspezifische Sensorlösungen

In den vergangenen zehn Jahren hat sich eddylab konsequent auf die Weiterentwicklung ihrer hochpräzisen Messtechniklösungen fokussiert, was sich vor allem im Ausbau des eddylab Produktportfolios spiegelt: Neben Wirbelstromsensoren, induktiven Sensoren und Messtastern hat eddylab die Produktpalette um Lasersensoren und Seilzugsensoren erweitert.

Im Fokus steht dabei der Anspruch, den steigenden Kundenanforderungen nach speziellen Einsatzgebieten und komplexen industriellen Anwendungen gerecht zu werden. Hier setzt eddylab auf vielfältige und kundenspezifische Sensorkonfigurationen, die auf verschiedene Branchen zugeschnitten sind. Spezielles Know-how beweist eddylab bei der Adaption seiner Sensoren an besonders herausfordernde Anwendungsbereiche mit hohen Temperaturen oder großem Druck, wie sie typischerweise im Energiesektor vorkommen.

eddylab entwickelt Sensorik nach branchenspezifischen Standards und Richtlinien und berücksichtigt dabei zum Beispiel die Normen MIL-ST (Standard für militärische und zivile Anwendungen), die DNV-Regeln für die Schifffahrtbranche sowie den Standard RCC-E für die Sicherheit und Zuverlässigkeit elektrischer Systeme in der Kernenergiebranche.

Flexibilität und Expertise als Wettbewerbsvorteil

„In den vergangenen zehn Jahren hat sich herauskristallisiert und bewiesen, worin der große Wettbewerbsvorteil von eddylab, als kleines, mittelständisches Unternehmen mit eigener Sensormanufaktur liegt: Wir sind ganz nah dran am Kunden, können flexibel auf spezielle Anforderungen reagieren und greifen auf ein enormes Know-how im Bereich der kundenspezifischen Sensorentwicklung zurück“, betont CEO und eddylab Unternehmensgründer Michael Reiter, dem seit 2020 Christian Schrick in der Geschäftsführung und seit 2023 Emmanuel Laar als Prokurist zur Seite stehen.

Auch für die Zukunft hat sich eddylab einiges vorgenommen: Neben der Produkteinführung neuer, digitaler Elektroniken, plant eddylab die Entwicklung induktiver Sensoren mit ATEX-Zulassung, die für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen geeignet sind und somit höchste Sicherheitsstandards erfüllen.

Hoher Schutz für unterschiedliche Einsatzbedingungen
Die CT-Wirbelstromsensoren verwenden ein RG316-Koaxialkabel, das je optional durch zwei verschiedene Schläuche geschützt werden kann. Zum Schutz gegen Flüssigkeiten, Schmutz und leichten Druck kann der Sensor mit einem Polyurethan-Schlauch ausgestattet werden.
Für Heavy Duty-Einsätze mit Temperaturen bis +200 °C bietet eddylab einen strapazierfähigen Stahlflexschlauch, der aus einem stabilen Metallgeflecht und einem PTFE-Innenschlauch besteht. Auf diese Weise werden die sonst filigranen Koaxialleitungen der Wirbelstromsensoren zuverlässig vor Beschädigungen wie z. B. Kabelbruch, Beschädigung des Außenmantels und Abreißen geschützt.
Bei besonders engen Einbauverhältnissen und Druckdurchführungen kann das Kabelende mit einem SMB-Stecker ausgestattet und die Installation so erleichtert werden.

Sicherer Einbau für präzise Messergebnisse
Die Sensorköpfe der CT-Wirbelstromsensoren sind im Keramikelement ferritfokussiert aus-geführt. Dadurch sind sie äußerst unempfindlich gegenüber anderen metallischen Objekten nahe dem Messfeld, können bündig eingebaut werden und garantieren so exakte Messresultate.

Überwachung im hohen Temperatur- und Druckbereich
eddylab GmbH gewährleistet eine Druck- und Mediendichtheit über den gesamten Tempera-turbereich. Dies ermöglicht z. B. den Einsatz in Subsea-Anwendungen zum Monitoring von Antrieben in der Ölförderindustrie, Gezeitenkraftturbinen oder in Hochdruckpumpen, deren Förderschnecke auf Durchbiegung und Rundlauf zuverlässig kontrolliert werden muss.

Mit der hochpräzisen Punktstrahlung eignen sich diese kompakten Lasersensoren besonders für die punktgenaue Vermessung von kleinsten Bauteilen und kommen beispielswiese bei der Anwesenheitskontrolle von Bauteilen auf Platinen zum Einsatz.

Lasersensoren der Reihe AXIS-MI-50/300/500 erreichen einen Messbereich bis 500 mm und sind nicht nur mit Punktstrahlung, sondern auch mit Linienstrahlform verfügbar. Diese Linienlaser sorgen für konstante, zuverlässige Messergebnisse auf rauen strukturierten Oberflächen wie Metall oder Holz.

Durch die Linienstrahlform können kleinste Strukturen auf der Oberfläche des Messobjekts ausgeblendet werden, um ein besonders präzises Messergebnis zu erreichen.

Die AXIS-Lasersensoren sorgen durch ihre Präzision und Zuverlässigkeit besonders bei Inline-Messungen für einen reduzierten Ausschuss und damit für eine hohe Effizienz im Fertigungsprozess.

eddyMOTION als Analysewerkzeug
Als universal einsetzbares Analysewerkzeug zur Darstellung der Messwerte der TX-Wir-belstromsensor-Elektronik ist eddyMOTION in verschiedene Funktionsbereiche gegliedert.
Während der Funktionsbereich ‚Oszilloskop‘ das ideale Werkzeug zur Analyse dynamischer
Abläufe ist, stehen mit den Bereichen ‚FFT-Analyse‘, ‚Datenlogger‘ und ‚Wasserfalldiagramm‘ eine Vielzahl weiterer Funktionen zur Schwingungsanalyse und Datenaufzeichnung zur Verfügung.

Vor-Ort Linearisierung von Wirbelstromsensoren
Darüber hinaus kann auch die Kalibrierung und Linearisierung, mit der Wirbelstromsensoren
rückführbar kalibriert werden können, Vor-Ort und ohne fremde Hilfe vorgenommen werden.
Neben der TX-Elektronik mit Referenzeingang von eddylab GmbH und einem eddylab-Wir-
belstromsensor benötigt man dazu einen Referenztaster, der zur Überprüfung des Sensors
dient. Da das Genauigkeitsverhalten von Wirbelstromsensoren stark vom Targetmaterial ab-
hängig ist, kann ein Wechsel des Materials schnell zu falschen Messergebnissen führen:
Mithilfe der eddyMOTION-Software lässt sich der Wirbelstromsensor ganz einfach auf das
neue Material kalibrieren, um lineare Messergebnisse zu erzielen.

Die neue eddyMOTION 2.0.6.2. steht ab sofort als kostenloser Download auf unserer
Homepage unter www.eddylab.de/service/Downloads zur Verfügung