Balluff Micropulse BTL5-A series Bedienungsanleitung

BTL5-A/C/E/G1_-M___-HB/WB-FA__/F__-C

Betriebsanleitungdeutsch

Balluff GmbH

Schurwaldstraße 9

73765 Neuhausen a.d.F.

Deutschland

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BTL5-A/C/E/G1 _-M_ _ _ _-HB/WB-FA_ _/F_ _-C

Micropulse Wegaufnehmer – Bauform Stab

deutsch

Lesen Sie diese Anleitung, bevor

Sie den Micropulse Wegaufnehmer

installieren und in Betrieb nehmen.

1.1 Bestimmungsgemäße

Verwendung

Der Micropulse Wegaufnehmer

BTL5 wird zu seiner Verwendung in

eine Maschine oder Anlage einge-

baut. Er bildet zusammen mit einer

Steuerung (SPS) oder mit einer Aus-

werteeinheit ein Wegmesssystem

und darf nur für diese Aufgabe ein-

gesetzt werden.

Unbefugte Eingriffe und unzulässige

Verwendung führen zum Verlust

von Gewährleistungs- und

Haftungsansprüchen.

1.2 Qualifiziertes Personal

Diese Anleitung richtet sich an

Fachkräfte, die den Einbau, die In-

stallation und das Einrichten aus-

führen.

1.3 Einsatz und Prüfung

Für den Einsatz des Wegmesssy-

stems sind die einschlägigen

1 Sicherheitshinweise

Sicherheitsvorschriften zu beach-

ten. Insbesondere müssen Maß-

nahmen getroffen werden, dass

bei einem Defekt des Wegmesssy-

stems keine Gefahren für Personen

und Sachen entstehen können.

Hierzu gehören der Einbau zusätz-

licher Sicherheitsendschalter, Not-

aus-Schalter und die Einhaltung

der zulässigen Umgebungsbedin-

gungen.

1.4 Gültigkeit

Diese Anleitung gilt für die Micro-

pulse Wegaufnehmer vom Typ

BTL5-A/C/E/G1...HB/WB-...

Eine Übersicht über die verschie-

denen Versionen finden Sie im

Kapitel 6 Ausführungen (Angaben

auf dem Typenschild) auf Seite 7.

Hinweis: Bei Sonderausführun-

gen, durch -SA_ _ _ auf dem

Typenschild gekennzeichnet, kön-

nen andere Technische Daten

gelten (z.B. bei Abgleich, An-

schluss oder Abmessungen).

Inhaltsverzeichnis

1 Sicherheitshinweise............. 2

1.1 Bestimmungsgemäße

Verwendung ........................... 2

1.2 Qualifiziertes Personal ........... 2

1.3 Einsatz und Prüfung .............. 2

1.4 Gültigkeit................................ 2

2 Funktion und

Eigenschaften ...................... 3

2.1 Eigenschaften ........................ 3

2.2 Funktionsweise...................... 3

3 Einbau ................................... 4

3.1 Einbauvarianten ..................... 5

3.2 Wegaufnehmer, Einbau ......... 5

3.3 Positionsgeber, Einbau ......... 6

4 Anschlüsse ........................... 6

4.1 Kabel axial und radial ........... 6

5 Inbetriebnahme.................... 7

5.1 Anschlüsse prüfen................. 7

5.2 Einschalten des Systems ..... 7

5.3 Messwerte prüfen ................. 7

5.4 Funktionsfähigkeit prüfen ...... 7

5.5 Funktionsstörung ................... 7

6 Ausführungen (Angaben

auf dem Typenschild) .......... 7

6.1 Lieferumfang .......................... 7

6.2 Lieferbare Nennlängen .......... 7

7 Zubehör ................................ 8

7.1 Positionsgeber ....................... 8

7.2 Adapter .................................. 8

7.3 Kabelschutzsystem............... 8

7.4 Befestigungsmutter ............... 8

8 Technische Daten ................ 9

8.1 Maße, Gewichte,

Umgebungsbedingungen ...... 9

8.2 Stromversorgung (extern) ...... 9

8.3 Ausgänge ............................... 9

8.4 Verbindung zur

Auswerteeinheit ..................... 9

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Micropulse Wegaufnehmer – Bauform Stab

deutsch

2 Funktion und Eigenschaften

2.1 Eigenschaften

Micropulse Wegaufnehmer zeich-

nen sich aus durch:

– Sehr hohe Auflösung, Reprodu-

zierbarkeit und Linearität

– Absolutes Ausgangssignal

–Robuster Aufbau

–Gehäuse aus Edelstahl

–Verschleiß- und wartungsfreies

Messprinzip

– Unempfindlich gegenüber Er-

schütterungen, Vibrationen,

Verschmutzungen und Störfelder

–Druckfest bis 600 bar

–Teflonkabel

–Anschlussmöglichkeit für Kabel-

schutzsysteme

– Schutzart nach IEC 60529:

Kabelausführung IP 68

(Typprüfung 5 bar / 48 h)

IP69/K mit angeschlossenem

Kabelschutzsystem

Abnehmerspule ein elektrisches

Signal. Aus der Laufzeit der Welle

wird die Position bestimmt. Je nach

Version wird diese als Spannungs-

oder als Stromwert mit steigender

oder fallender Charakteristik aus-

gegeben. Dies geschieht mit hoher

Präzision und Reproduzierbarkeit

innerhalb des als Nennlänge ange-

gebenen Messbereichs.

Am Stabende befindet sich die

Dämpfungszone, ein messtech-

nisch nicht nutzbarer Bereich, der

überfahren werden darf.

Die elektrische Verbindung zwi-

schen dem Wegaufnehmer, der

Steuerung und der Stromversor-

gung erfolgt über ein fest ange-

schlossenes Kabel.

Maße für die Montage des Wegauf-

nehmers Micropulse: ➥➥

➥➥

➥Bild 3-1

Maße für die Montage der Positi-

onsgeber: ➥➥

➥➥

➥Bild 3-4.

2.2 Funktionsweise

Im Micropulse Wegaufnehmer be-

findet sich der Wellenleiter, ge-

schützt durch ein Edelstahlrohr.

Entlang des Wellenleiters wird ein

Positionsgeber bewegt, der vom

Anwender mit dem Maschinenteil

verbunden wird, dessen Position

bestimmt werden soll.

Der Positionsgeber definiert die zu

messende Position auf dem

Wellenleiter. Ein intern erzeugter

INIT-Impuls löst in Verbindung mit

dem Magnetfeld des Positions-

gebers eine Torsionswelle im

Wellenleiter aus, die durch Magne-

tostriktion entsteht und mit

Ultraschallgeschwindigkeit fort-

schreitet.

Die zum Ende des Wellenleiters

laufende Torsionswelle wird in der

Dämpfungszone absorbiert. Die

zum Beginn der Messstrecke lau-

fende Welle erzeugt in einer

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Micropulse Wegaufnehmer – Bauform Stab

deutsch

Beim Einbau unbedingt zu be-

achten:

Die Anlagefläche des BTL-Gehäu-

ses muss vollständig an der Auf-

nahmefläche anliegen. Der passen-

de O-Ring muss die Bohrung

perfekt abdichten, d.h. die An-

senkung für den O-Ring muss

Bild 3-3 entsprechend gefertigt

werden.

sich, das Schutzrohr am Ende ab-

zustützen oder anzuschrauben.

Beim Einbau in Hydraulikzylinder

darf der Positionsgeber nicht auf

dem Schutzrohr schleifen. Schüt-

zen Sie das Ende des Schutzrohrs

vor Verschleiß. Der Bohrungs-

durchmesser im Aufnahmekolben

soll mindestens 13 mm betragen.

Um Beschädigungen zu vermeiden,

verwenden Sie die passende Mut-

ter für das Befestigungsgewinde.

Beim Festdrehen des Wegauf-

nehmers darf das Drehmoment von

100 Nm nicht überschritten werden.

Bei waagerechter Montage von

Wegaufnehmern mit Nennlängen

größer als 500 mm empfiehlt es

Bild 3-1: Wegaufnehmer BTL5-...HB/WB-..., Maßzeichnung

3 Einbau

M18x1.5

Ø10.2

Ø60

Ø5

113

Ø5.1

0.5 / Ø25

A (1 : 1)

6055 60

Ø10.2

29.5

Ø5

0.5 / Ø25

A (1 : 1)

Ø60

Ø5.1

M18x1.5

Gewinde

M4×4/

6 tief

Nennlänge =

Messbereich

Anlagefläche

Positionsgeber

➀

➀Nicht nutzbarer Bereich.

Dämpfungszone

➁Nicht im Lieferumfang.

➁

Anlagefläche

BTL5...HB/WB-...-C

- axial

BTL5...HB/WB-...-C

- radial

Nennlänge =

Messbereich

Dämpfungszone

➀Positionsgeber ➁

Gewinde

HB: M18×1.5

WB: 3/4"-16UNF

für Hakenschlüssel

Ø 58-62

Gewinde

M4×4/

6 tief

Gewinde

HB: M18×1.5

WB: 3/4"-16UNF

für Hakenschlüssel

Ø 58-62

➀

HB: 30-1mm

WB: 2"-0.04"

➀

HB: 30-1mm

WB: 2"-0.04"

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Micropulse Wegaufnehmer – Bauform Stab

deutsch

3 Einbau (Fortsetzung)

3.2 Wegaufnehmer, Einbau

Der kleinste zulässige Abstand

zwischen Positionsgeber und An-

lagefläche des BTL-Gehäuses ist

in ➥➥

➥➥

➥Bild 3-1 angegeben.

Der Wegaufnehmer BTL hat zur

Befestigung ein Gewinde M18×1.5

oder 3/4"-16UNF. Die Abdichtung

erfolgt an der Flanschanlagefläche

mit dem mitgelieferten O-Ring.

Bild 3-3: Passbohrung für die Montage des BTL mit O-Ring

3.1 Einbauvarianten

Für die Aufnahme des Wegaufneh-

mers und des Positionsgebers emp-

fehlen wir nichtmagnetisierbares

Material. ➥➥

➥➥

➥Bild 3-2.

Bei Verwendung von magnetisier-

barem Material muss der Wegauf-

nehmer durch geeignete Maßnah-

men vor magnetischen Störungen

geschützt werden.

➥➥

➥

Bild 3-2.

Achten Sie auf ausreichenden Ab-

stand des Wegaufnehmers und

des Aufnahmezylinders zu starken,

externen Magnetfeldern.

➀- ➂bei magnetisierbarem Material,

➃bei nichtmagnetisierbarem Material

a = Distanzring aus nichtmagneti-

sierbarem Material

b = Positionsgeber

Bild 3-2: Einbauvarianten

nichtmagnetisierbares Material

Ansenkung für O-Ring Einschraubloch

Einschraubloch

M18×1.5 nach

ISO 6149

O-Ring 15.4×2.1

Einschraubloch

3/4"-16UNF nach

SAE J475

O-Ring 15.3×2.4

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Micropulse Wegaufnehmer – Bauform Stab

deutsch

Länge des Kabels max. 20 m;

Ø 6 bis 8 mm. Längere Kabel sind

einsetzbar, wenn durch Aufbau,

Schirmung und Verlegung fremde

Störfelder wirkungslos bleiben.

Ausgangssignale

Kabel BTL5-A11 -C10 -C17 -E10 -E17 -G11

YE gelb nicht belegt ➁0...20 mA 20...0 mA 4...20 mA 20...4 mA nicht belegt ➁➀

GY grau 0 V

PK rosa 10...0 V 10...0 V 10...0 V 10...0 V 10...0 V 10...–10 V ➀

GN grün 0...10 V 0...10 V 0...10 V 0...10 V 0...10 V –10...10 V ➀

Versorgungsspannung (extern)

Kabel BTL5-A/C/E/G1

BU blau GND

BN braun +24 V

WH weiß nicht belegt ➁

➀

Durch die getrennten Ausgangstreiber und den Stromab-

gleich (Pin 1) kommt es zwischen Pin 3 und 5 zu minimalen

Spannungsunterschieden (Offset < 10 mV).

➁Nicht belegte Adern können auf der Seite der Auswer-

tung/Steuerung mit GND verbunden werden, aber nicht mit

dem Schirm.

Tabelle 4-1: Anschlussbelegung

3.3 Positionsgeber, Einbau

Zu jedem Wegaufnehmer wird ein

Positionsgeber benötigt, der ge-

trennt zu bestellen ist. ➥➥

➥➥

➥Bild 3-4.

Für die Aufnahme des Positions-

gebers empfehlen wir nichtmagneti-

sierbares Material. ➥➥

➥➥

➥Bild 3-2.

3 Einbau (Fortsetzung)

BTL-P-1013-4R BTL-P-1014-2R BTL-P-1012-4R

4 Anschlüsse

4.1 Kabel axial und radial

Bild 3-4: Positionsgeber (optional)

4 Anschlüsse (Fortsetzung)

Beim elektrischen Anschluss

unbedingt zu beachten:

Anlage und Schalt-

schrank müssen auf dem

gleichen Erdungs-

potenzial liegen.

Um die elektromagnetische Ver-

träglichkeit (EMV) zu gewährlei-

sten, die die Fa. Balluff mit dem

CE-Zeichen bestätigt, sind

nachfolgende Hinweise un-

bedingt zu beachten.

Wegaufnehmer BTL und Aus-

wertung/Steuerung müssen mit

einem geschirmten Kabel ver-

bunden werden.

Schirmung: Geflecht aus Kupfer-

Einzeldrähten, 85 % Bedeckung.

Auf der Seite der Auswertung/

Steuerung muss der Kabel-

schirm geerdet, d.h. mit dem

Schutzleiter verbunden werden.

Die Anschlussbelegung ist aus

der Tabelle 4-1 zu entnehmen.

Der Anschluss auf der Seite der

Steuerung richtet sich nach der

gewählten Lösung.

Beim Verlegen des Kabels zwi-

schen Wegaufnehmer, Steuerung

und Stromversorgung ist die

Nähe von Starkstromleitungen

wegen der Einkopplung von Stö-

rungen zu meiden.

Besonders kritisch sind induktive

Einstreuungen durch

Netzoberwellen (z.B. von

Phasenanschnittsteuerungen), für

die der Kabelschirm nur gerin-

gen Schutz bietet.

BTL5-A/C/E/G1 _-M_ _ _ _-HB/WB-FA_ _/F_ _-C

Micropulse Wegaufnehmer – Bauform Stab

deutsch

5 Inbetriebnahme

5.1 Anschlüsse prüfen

Obwohl die Anschlüsse gegen Ver-

polung geschützt sind, können Bau-

teile durch falsche Verbindungen und

Überspannung beschädigt werden.

Bevor Sie einschalten, prüfen Sie

deshalb die Anschlüsse sorgfältig.

5.2 Einschalten des Systems

Beachten Sie, dass das System

beim Einschalten unkontrollierte Be-

wegungen ausführen kann, insbe-

sondere beim ersten Einschalten

und wenn die Wegmesseinrichtung

Teil eines Regelsystems ist, dessen

Parameter noch nicht eingestellt

sind. Stellen Sie daher sicher, dass

hiervon keine Gefahren ausgehen

können.

5.3 Messwerte prüfen

Nach dem Austausch bzw. nach der

Reparatur eines Wegaufnehmers

wird empfohlen, die Werte in der

Anfangs- und Endstellung des Po-

sitionsgebers im Handbetrieb zu

überprüfen. Ergeben sich andere

Werte * als vor dem Austausch bzw.

der Reparatur, dann sollte eine Kor-

rektur vorgenommen werden.

* Änderungen oder fertigungs-

bedingte Streuungen vorbehalten.

5.4 Funktionsfähigkeit prüfen

Die Funktionsfähigkeit des Weg-

messsystems und aller damit ver-

bundenen Komponenten ist regel-

mäßig zu überprüfen und zu

protokollieren.

5.5 Funktionsstörung

Wenn Anzeichen erkennbar sind,

dass das Wegmesssystem nicht

ordnungsgemäß arbeitet, ist es au-

ßer Betrieb zu nehmen und gegen

unbefugte Benutzung zu sichern.

6.1 Lieferumfang

Wegaufnehmer mit Kurzanleitung

6.2 Lieferbare Nennlängen

Um den Wegaufnehmer optimal an

die Anwendung anzupassen, sind

Nennlängen von 25 bis 5500 mm

lieferbar.

6 Ausführungen (Angaben auf dem Typenschild)

Stromversorgung: 1 = DC 24 V

elektr. Anschluss, FA05: Teflonkabel 5 m , axial

F05: Teflonkabel 5 m , radial

Typ: BTL5-A11-M0450-HB-FA05-C

C: Anschlussmöglichkeit für Kabelschutzsystem

Stabversion,

Befestigung: HB = metrisches Gewinde M18x1.5

WB = Zollgewinde 3/4"-16UNF

Nennlänge (4stellig): M = metrische Angabe in mm

Analogschnittstelle:

Spannungsausgang A11 = 10 ... 0 V und 0 ... 10 V

G11 = 10 ... –10 V und –10 ... 10 V

Stromausgang C10 = 0 ... 20 mA E10 = 4 ... 20 mA

C17 = 20 ... 0 mA E17 = 20 ... 4 mA

Bestellcode: BTL_ _ _ _

Micropulse

Wegaufnehmer

BTL5-A/C/E/G1 _-M_ _ _ _-HB/WB-FA_ _/F_ _-C

Micropulse Wegaufnehmer – Bauform Stab

deutsch

7 Zubehör (getrennt zu bestellen)

7.1 Positionsgeber

Positionsgeber BTL-P-1013-4R,

BTL-P-1012-4R

Einbaumaße ➥➥

➥➥

➥Bild 3-4

Gewicht ca. 10 g

Gehäuse Aluminium, eloxiert

Betriebstemp. –40 °C bis +85 °C

im Lieferumfang

Distanzstück 8 mm

Material POM

(Polyoxymethylen)

Positionsgeber BTL-P-1014-2R

Einbaumaße ➥➥

➥➥

➥Bild 3-4

Gewicht ca. 10 g

Gehäuse Aluminium, eloxiert

Betriebstemp. –40 °C bis +85 °C

7.2 Adapter

7.4 Befestigungsmutter

BTL5...-HB...

Befestigungsmutter M18x1.5

BTL-A-FK01-E-M18x1.5

BTL5...-WB...

Befestigungsmutter 3/4"-16UNF

BTL-A-FK01-E-3/4"-16UNF

M20x1.5

M18x1.5

BAM AD-TL-004-M18x1.5/

M20x1.5-4

7.3 Kabelschutzsystem

M18 x1,5

Ø9,85

Ø7,60

SW22

BAM AD-XA-007-M18x1.5/D12-_

Typenbezeichnung

BAM AD-XA-007-M18x1.5/D12-2:

Gehäuse aus Messing

(nicht seewasserbeständig)

BAM AD-XA-007-M18x1.5/D12-4:

Gehäuse aus Edelstahl V2A

(bedingt seewasserbeständig)

Anwendungsbeispiel

Der Adapter ermöglicht die Ver-

wendung von Kabelschutz-

systemen mit M20-Anschluss.

Das Kabelschutzsystem besteht

aus dem Adapter BAM AD-XA-

007-M18x1.5/D12-_ und dem

Schlauch BAM PT-XA-001-095-

0-_ _.

BAM PT-XA-001-095-0-_ _

BAM AD-XA-007-M18x1.5/D12-_

BTL5-A/C/E/G1 _-M_ _ _ _-HB/WB-FA_ _/F_ _-C

Micropulse Wegaufnehmer – Bauform Stab

deutsch

Nr. 853 461 - 726 D • 01.111539 • Ausgabe 1009; Änderungen vorbehalten. • Ersetzt Ausgabe 0709.

Reproduzierbarkeit

Spannung 0,3 mV

Strom 0,6 µA

minimal 5 µm

Messwertrate:

Nennlänge fStandard

< 2000 mm 1 kHz

> 2000 mm 0,5 kHz

Linearitätsabweichung

Nennlängen < 500 mm > 500 mm

in µm ±100 ±0,02% FS

Temperaturkoeffizient

Spannungsausgang:

[150 µV/K + (5 ppm/K *P *U/NL)] *∆T

Stromausgang:

[0,6 µA/K + (10 ppm/K *P *I/NL)] *∆T

U = Ausgangsspannungsbereich in [V]

I = Ausgangsstrombereich in [mA]

NL= Nennlänge in [mm]

∆T= Temperaturdifferenz in [K]

P =Position des Positionsgebers

in [mm]

Schockbelastung 100 g/6 ms

nach EN 60068-2-27 1

Dauerschock 100 g/2 ms

nach EN 60068-2-29 1

Vibration 12 g, 10 bis 2000 Hz

nach EN 60068-2-6 1

(Eigenresonanzen das Schutz-

rohres beachten/vermeiden)

Druckfest bis 600 bar

bei Einbau in Hydraulikzylinder

1Einzelbestimmung nach Balluff-

Werknorm

8.1 Maße, Gewichte,

Umgebungsbedingungen

Nennlänge < 5500 mm

Maße ➥➥

➥➥

➥Bild 3-1

Gewicht ca. 2 kg/m

Gehäuse/

Flansch Edelstahl 1.4404

Schutzrohr Edelstahl 1.4571

Durchmesser 10,2 mm

Wandstärke 2 mm

E-Modul ca. 200 kN/mm2

Gehäusebefestigung über Gewinde

M18×1.5 oder 3/4"-16UNF

Betriebstemperatur –40 bis +85 °C

Feuchte < 90 %, nicht betauend

Schutzart nach IEC 60529

in verschraubtem Zustand:

Kabelausführung IP 68

(Typprüfung 5 bar / 48 h)

IP69/K mit angeschlossenem Kabel-

schutzsystem

8 Technische Daten

Typische Werte bei DC 24 V, Raumtemperatur und BTL mit Nennlänge 500 mm. Sofort betriebsbereit, volle Genauig-

keit nach Warmlaufphase. In Verbindung mit Positionsgeber BTL-P-1013-4R, BTL-P-1014-2R oder BTL-P-1012-4R:

8.2 Stromversorgung (extern)

Spannung, stabilisiert

BTL5-_1... 20 bis 28 V DC

Restwelligkeit < 0,5 Vss

Stromaufnahme < 150 mA

Einschaltspitzenstrom < 3 A/0,5 ms

Verpolungsschutz eingebaut

Überspannungsschutz

Transzorb-Schutzdioden

Spannungsfestigkeit

GND gegen Gehäuse 500 V DC

8.3 Ausgänge

BTL5-A11...

Ausg.-Spannung 0...10 u. 10...0 V

Laststrom < 5 mA

Restwelligkeit < 5 mV

BTL5-G11...

Ausg.-Spannung –10...10/10... –10 V

Laststrom < 5 mA

Restwelligkeit < 5 mV

BTL5-C1_...

Ausgangsstrom 0...20/20...0 mA

Lastwiderstand < 500 Ohm

BTL5-E1_...

Ausgangsstrom 4...20/20...4 mA

Lastwiderstand < 500 Ohm

8.4 Verbindung zur

Auswerteeinheit

BTL5-...-FA05

mit angeschlossenem Kabel,

axial angeordnet, 5 m lang

BTL5-...-F05

mit angeschlossenem Kabel,

radial angeordnet, 5 m lang

Teflonkabel -40 °C bis +200 °C

In Verbindung mit diesem Produkt

wurden folgende Patente erteilt:

US Patent 5 923 164

Apparatus and Method for Auto-

matically Tuning the Gain of an

Amplifier

Emissionsprüfungen:

Funkstörstrahlung

EN 55016-2-3 (Industrie- und

Wohnbereich)

Störfestigkeitsprüfungen:

Statische Elektrizität (ESD)

EN 61000-4-2 Schärfegrad 3

Elektromagnetische Felder (RFI)

EN 61000-4-3 Schärfegrad 3

Schnelle, transiente Störimpulse

(Burst)

EN 61000-4-4 Schärfegrad 3

Stoßspannungen (Surge)

EN 61000-4-5 Schärfegrad 2

Leitungsgeführte Störgrößen, indu-

ziert durch hochfrequente Felder

EN 61000-4-6 Schärfegrad 3

Magnetfelder

EN 61000-4-8 Schärfegrad 4

Mit dem CE-Zeichen

bestätigen wir, dass

unsere Produkte den

Anforderungen der EU-Richtlinie

2008/104/EG (EMV-Richtlinie)

und des EMV-Gesetzes entspre-

chen. In unserem EMV-Labor, das

von der DATech für Prüfungen der

elektromagnetischen Verträglich-

keit akkreditiert ist, wurde der

Nachweis erbracht, dass die

Balluff-Produkte die EMV-Anfor-

derungen der folgenden Fach-

grundnormen erfüllen:

EN 61000-6-1 (Störfestigkeit)

EN 61000-6-2 (Störfestigkeit)

EN 61000-6-3 (Emission)

EN 61000-6-4 (Emission)

und folgender Produktnorm:

EN 61326-2-3

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