Hysterese und Linearität in den Spezifikationen von Proportionalventilen verstehen

Hysterese und Linearität beschreiben unterschiedliche Fehler in einem Proportionalventil. Hysterese vergleicht den Ausgang bei demselben Befehl, während der Befehl steigt und fällt. Linearität vergleicht eine gemessene Kennlinie mit einer angegebenen Referenzgeraden. Keine der beiden Prozentangaben ist aussagekräftig, bevor das Datenblatt die Ausgangsgröße, die Vollskalenbasis, die Prüfrichtung und die Betriebsbedingungen angibt.

Diese Unterscheidung ist beim Vergleich von Ventilen entscheidend. SMC gibt beispielsweise für seinen elektropneumatischen ITV-Regler eine Hysterese von höchstens 0,5 % der Vollskala und eine Linearität von höchstens ±1 % der Vollskala an. Emerson nennt für eine AVENTICS-EV07-Variante dagegen eine Hysterese von 0,04 bar. Die Angaben haben unterschiedliche Formen; ein bloßer Vergleich „0,5 gegenüber 0,04“ wäre falsch.

Wichtigste Erkenntnisse

• Hysterese vergleicht steigende und fallende Ausgänge bei demselben Eingang; Linearität vergleicht den Ausgang mit einer definierten Referenzgeraden.
• SMC gibt für eine ITV-Familie eine Hysterese von 0,5 % FS und eine Linearität von ±1 % FS an.
• Vergleichen Sie dieselbe Ausgangsgröße, denselben Bereich, dieselbe Methode, denselben Druck, dieselbe Temperatur und denselben Strömungszustand.
• Geben Sie die vollständige pneumatische Achse unter ihrer realen Last frei.

Was bedeutet Hysterese bei einem Proportionalventil?

Bürkert definiert Hysterese als die größte Differenz des fluidischen Ausgangs zwischen auf- und absteigenden Durchläufen über den gesamten elektrischen Eingangsbereich, bezogen auf den maximalen fluidischen Ausgang (Bürkert-Übersicht zu Proportionalventilen, abgerufen 2026). Sie misst Pfadabhängigkeit, nicht zufällige Schwankung oder die kleinste erkennbare Befehlsänderung.

Für eine Prüfung mit dem Befehl $x$, steigendem Ausgang $y_{\uparrow}(x)$, fallendem Ausgang $y_{\downarrow}(x)$ und dem Ausgang bei Vollskala $y_{\mathrm{FS}}$ kann ein normierter Hysteresewert wie folgt geschrieben werden:

Hier ist $H$ die Hysterese in Prozent der Vollskala. Die Variable $y$ muss benannt werden, etwa als Durchfluss in Normlitern pro Minute, geregelter Druck in bar oder gemessene Schieberposition in Millimetern. Beide Durchläufe müssen denselben Bereich, dieselbe Versorgung, denselben nachgeschalteten Zustand, dieselbe Stabilisierungsregel, Temperatur und Instrumentierung verwenden. Andernfalls enthält der Zähler Änderungen, die keine Ventilhysterese sind.

Was bedeutet die Zahl im Betrieb? Wenn ein Regler denselben Befehl aus entgegengesetzten Richtungen anfährt, kann das Ventil einen anderen Durchfluss oder Druck liefern. Reibung, magnetisches Verhalten, Dichtkräfte und mechanische Spiele können dazu beitragen, doch die Prozentangabe im Datenblatt ist eine gemessene Kennlinie unter der angegebenen Prüfung und keine Diagnose einer einzelnen physikalischen Ursache.

Die nützlichste Lesart ist daher bedingt: „maximale Trennung dieser beiden gemessenen Kurven unter dieser Methode“. Sie ist kein universeller Positionierfehler. Ein Ventil mit geringer Kataloghysterese kann in einer Achse dennoch durch Haftreibung an Dichtungen, Lastumkehr, Druckschwankungen oder Sensorfehler beeinflusst werden. Der Leitfaden zur Zylinderpositionierung im geschlossenen Regelkreis behandelt diese als separate Einflussgrößen.

Wie wird Linearität berechnet?

Bürkert definiert Linearität als die maximale Abweichung einer gemessenen Kennlinie von einer idealen Geraden, normiert auf den maximalen fluidischen Ausgang (Bürkert-Übersicht zu Proportionalventilen, abgerufen 2026). Eine nutzbare Spezifikation muss außerdem angeben, wie diese Referenzgerade konstruiert wird, da Endpunkt- und Best-Fit-Methoden zu unterschiedlichen Ergebnissen führen können.

Eine allgemeine normierte Form lautet:

In diesem Ausdruck ist $L$ die maximale Linearitätsabweichung in Prozent der Vollskala, $y(x)$ der gemessene Ausgang und $y_{\mathrm{ref}}(x)$ die angegebene Referenzgerade beim Befehl $x$. Der Ausgang bei Vollskala $y_{\mathrm{FS}}$ wird in denselben Einheiten wie beide Ausgänge angegeben. Die Spezifikation sollte festlegen, ob das Ergebnis mit Vorzeichen, als Betrag oder als ±-Toleranz geschrieben wird.

Warum auf der Referenzlinienmethode bestehen? Stellen Sie sich eine glatte Durchflusskurve vor, die sich über einer Geraden durch ihre Endpunkte wölbt. Eine Ausgleichsgerade kann sich verschieben und die Abweichung auf beide Seiten verteilen, eine Endpunktgerade nicht. Dieselben Messungen können daher zu zwei angegebenen Werten führen. Fordern Sie Kurve und Methode an, bevor Sie Lieferanten bewerten.

Die Abbildung erklärt außerdem, warum „nichtlinear“ nicht „unkontrollierbar“ bedeutet. Eine wiederholbare nichtlineare Kurve kann manchmal charakterisiert und kompensiert werden. Eine instabile oder richtungsabhängige Kurve lässt sich schwerer umkehren, weil ein Befehl nicht eindeutig einem Ausgang zugeordnet ist. Eine Kompensation muss dennoch über Druck, Temperatur, Verschleiß und Produktionstoleranzen hinweg validiert werden.

Hysterese, Totband, Empfindlichkeit, Auflösung und Wiederholbarkeit

SMC führt für seinen ITV-Regler vier getrennte Leistungsbegriffe auf: Linearität von höchstens ±1 % FS, Hysterese von höchstens 0,5 % FS, Wiederholbarkeit von höchstens ±0,5 % FS und Empfindlichkeit von höchstens 0,2 % FS (SMC-ITV-Katalog, abgerufen 2026). Sie sollten nicht als Synonyme verwendet werden.

Begriff	Technische Frage, die er beantwortet	Was das Ergebnis benötigt
Hysterese	Ändert sich der Ausgang, wenn derselbe Eingang aus entgegengesetzten Richtungen angefahren wird?	Steigende und fallende Durchläufe, maximale Trennung, Normierungsbasis
Linearität	Wie weit weicht eine gemessene Kurve von der angegebenen Referenzgeraden ab?	Gemessene Kurve, Referenzlinienmethode, maximale Abweichung
Totband	Wie weit kann sich der Eingang nach einer Umkehr oder aus einem definierten Zustand bewegen, bevor der Ausgang reagiert?	Ausgangszustand, Richtung, Ansprechschwelle
Empfindlichkeit	Welche kleinste Eingangsänderung erzeugt eine messbare Ausgangsänderung?	Schrittweite, Rauschschwelle, Messauflösung
Auflösung	Welche kleinste Befehls- oder Ausgangsstufe kann das System darstellen oder unterscheiden?	Digitale Bitbreite oder Messdefinition
Wiederholbarkeit	Wie gut stimmen wiederholte Ausgänge überein, wenn derselbe Eingang auf dieselbe Weise angefahren wird?	Wiederholte Versuche, Anfahrrichtung, Statistik, Bedingungen

Bürkerts Definitionen sind hier besonders hilfreich. Empfindlichkeit ist dort die kleinste Sollwertdifferenz, die eine messbare Änderung des fluidischen Ausgangs verursacht, während Wiederholbarkeit die Streuung beim wiederholten Anfahren desselben Eingangs aus derselben Richtung bezeichnet. Hysterese ändert die Richtung bewusst. Wiederholbarkeit hält sie bewusst konstant.

Kann ein Totband durch Hysterese verursacht werden? Beide können mechanische Ursachen teilen und um eine Befehlsumkehr herum auftreten, doch die gemeldeten Prüfungen beantworten unterschiedliche Fragen. Halten Sie die Begriffe in einer Anforderung getrennt. Ein Lieferant kann eine Empfindlichkeitsanforderung von 0,2 % nicht allein durch ein Wiederholbarkeitsergebnis von 0,2 % nachweisen.

Warum lassen sich Prozentangaben ohne Prüfbedingungen nicht vergleichen?

SMC gibt für einen ITV-Regler eine Hysterese von höchstens 0,5 % FS an, während Emerson für eine AVENTICS-EV07-Variante 0,04 bar nennt (SMC-ITV-Betriebsanleitung, abgerufen 2026; Emerson-EV07-Produktseite, abgerufen 2026). Eine Angabe ist normiert, die andere eine absolute Druckdifferenz.

Gleichen Sie vor dem Vergleich zweier Zeilen diese Felder ab:

1. Ventilfunktion: Proportionaldruckregler, Proportionaldurchflussventil oder proportionales Wegeventil.
2. Gemessener Ausgang: geregelter Druck, normierter Durchfluss, Massenstrom, Schieberposition oder eine andere Größe.
3. Normierung: vollständiger Befehlsbereich, Nennausgang, maximaler fluidischer Ausgang oder ein angegebener Messbereich.
4. Referenzmethode: Endpunkt, Best Fit, nullbasierte Gerade oder eine andere vom Hersteller definierte Konstruktion.
5. Durchlaufverfahren: Richtung, Geschwindigkeit, Schritte, Verweilzeit, Zyklen und die Frage, ob eine Vorkonditionierung verwendet wird.
6. Pneumatischer Zustand: Einlass- und Auslassdruck, Druckverlust, Gas, Temperatur, Strömungszustand und Abluftdrosselung.
7. Elektrischer Zustand: Signaltyp, Versorgungsspannung, Reglereinstellungen, PWM-Frequenz und Filter.
8. Messung: Instrumentengenauigkeit, Abtastung, Mittelwertbildung und Umgang mit Unsicherheit.

Auch die Durchflussnotation kann eine weitere Abweichung verbergen. Bürkerts Übersicht nennt ein nominelles Gasdurchflussbeispiel in Normlitern pro Minute bei 20 °C, 6 barg Einlassdruck und 1 bar Druckverlust und definiert die Normbedingungen mit 1.013,25 mbar absolut und 0 °C. Ein Konkurrenzkatalog kann eine andere Referenztemperatur oder einen anderen Druckabfall verwenden. Stimmen Sie die Bezugsgrößen ab, bevor Sie die Kurve umrechnen.

Deshalb ist eine normierte Prozentangabe nicht automatisch besser übertragbar als ein absoluter Wert. Sie lässt sich leichter skalieren, jedoch nur innerhalb ihres angegebenen Bereichs und ihrer Definition. Ein absolutes Ergebnis von 0,04 bar kann für eine Drucktoleranz unmittelbar nützlicher sein, während ein prozentualer Durchflusswert zu einem Durchfluss-Fehlerbudget passen kann. Ordnen Sie die Kennzahl zunächst der geregelten Größe zu.

ISO 6358-1 stellt Verfahren zur stationären Durchflussprüfung pneumatischer Komponenten mit festen oder variablen Strömungspfaden bereit, schließt jedoch Komponenten mit ausgeprägtem Hystereseverhalten oder interner Rückkopplung, darunter Druckregler, aus (ISO 6358-1:2013). Zitieren Sie die Norm daher nicht als universelles Hystereseverfahren für jedes proportionale pneumatische Gerät.

Wie wirken sich diese Ventilfehler auf eine pneumatische Achse aus?

Festo beschreibt eine pneumatische Positionieranordnung als Kombination aus einem proportionalen Wegeventil, einem externen Positionsregler und einem Wegmesssystem und nicht als allein arbeitendes Ventil (Festo-MPYE-Datenblatt, abgerufen 2026). Ventilhysterese ist daher ein Einflussfaktor des Achsverhaltens und keine direkte Aussage über die Genauigkeit der Schlittenposition.

Bei einer Durchflussregelung im offenen Kreis kann Hysterese dazu führen, dass derselbe Befehl nach Beschleunigung und Verzögerung unterschiedliche Zylindergeschwindigkeiten erzeugt. Nichtlinearität kann bewirken, dass gleiche Befehlsschritte ungleiche Durchflussänderungen hervorbringen. Die Wirkung läuft anschließend durch druckabhängigen Ventildurchfluss, Schlauchwiderstand, Kammervolumen, Dichtungsreibung, Lastkraft und Abluftdrosselung. Der Leitfaden zu Proportional-Durchflussventilen beschreibt diesen pneumatischen Pfad.

In einem geschlossenen Regelkreis kann die Rückmeldung manche vorhersehbaren Fehler korrigieren, doch die Korrektur ist nicht kostenlos. Der Regler benötigt ausreichende Stellautorität und Bandbreite, ohne pneumatische Nachgiebigkeit oder Reibung anzuregen. In der Nähe einer Umkehr können sich Ventilhysterese und Haftreibung des Zylinders zu einem größeren scheinbaren Totbereich verbinden. Eine Erhöhung der Verstärkung kann dann eher Pendeln als Genauigkeit erzeugen.

Was sollte die Maschinenspezifikation aussagen? Definieren Sie das Achsergebnis getrennt von den Grenzwerten des Ventilbauteils:

Bauteilfreigabe	Freigabe der vollständigen Achse
Ventil-Eingangs-Ausgangs-Hysterese unter einer benannten Prüfstandprüfung	Positions- oder Druckfehler unter realer Last und Bewegung
Ventillinearität gegenüber einer angegebenen Referenzgeraden	Bahnfehler, Überschwingen, Einschwingzeit und stationäres Band
Wiederholbarkeit des Ventils bei gleicher Richtung	Bidirektionale Achswiederholbarkeit an angegebenen Positionen
Durchfluss- oder Druckbereich bei angegebenen pneumatischen Bedingungen	Zykluszeit mit realen Schläuchen, Fittings, Schalldämpfern und Versorgung

Bei einer Druckregelanwendung müssen Sie außerdem die eigene Druckkennlinie des Ventils von der Systemnachgiebigkeit und dem nachgeschalteten Verbrauch unterscheiden. Der Leitfaden zu Proportionaldruckreglern behandelt diese Abgrenzung. Für Bewegungsanwendungen bietet die Auswahl von Proportionalventilen für präzise Regelung die übergeordnete Architektur.

Ablauf zum Datenblattvergleich

Ein SMC-ITV-Beispiel führt 0,5 % FS Hysterese, ±1 % FS Linearität, ±0,5 % FS Wiederholbarkeit und 0,2 % FS Empfindlichkeit in getrennten Zeilen auf (SMC-ITV-Katalog, abgerufen 2026). Ein belastbarer Vergleich behält diese Bezeichnungen bei und normiert anschließend nur Messwerte, die tatsächlich dieselbe Größe und Methode verwenden.

Verwenden Sie für jeden Kandidaten diese Reihenfolge:

1. Funktion klassifizieren. Regelt das Gerät Druck, Durchfluss oder beide Zylinderanschlüsse? Vergleichen Sie die Druckhysterese eines Reglers nicht mit der Durchflusskennlinie eines Wegeventils.
2. Exakte Definition übernehmen. Halten Sie den Wortlaut, das Symbol, die Ungleichung, die Vorzeichenkonvention und die Einheiten des Herstellers fest.
3. Nenner benennen. Schreiben Sie neben jede Prozentangabe den tatsächlichen Vollskalen- oder Bereichswert. Ist er nicht angegeben, markieren Sie die Zeile als unvollständig.
4. Kennlinie identifizieren. Beschaffen Sie nach Möglichkeit die gemessene Kurve. Vermerken Sie Daten für steigende, fallende, gemittelte oder nur eine Richtung.
5. Bedingungen dokumentieren. Nehmen Sie Versorgung, Auslass, Druckabfall, Gas, Temperatur, Strömungszustand, Signal und Elektronikeinstellungen auf.
6. Garantierte und typische Werte trennen. Eine typische Kurve legt kein Produktionsabnahmelimit fest, sofern der Lieferant dies nicht ausdrücklich erklärt.
7. In die Anwendungseinheit umrechnen. Rechnen Sie das Ventillimit erst dann in bar, Liter pro Minute oder eine andere Einheit der geregelten Ausgangsgröße um, wenn die Bezugsbasis bestätigt ist.
8. Fehlerbudget erstellen. Halten Sie die Beiträge von Ventil, Sensor, Regler, Luftversorgung, Mechanik und Last sichtbar, statt unterschiedliche Prozentwerte blind zu addieren.

Angenommen, ein Regler ist für einen Ausgangsbereich von 0 bis 10 bar ausgelegt und seine Hysterese ist tatsächlich mit 0,5 % dieses Vollskalenbereichs spezifiziert. Der entsprechende Beitrag zum Kataloggrenzwert würde unter der angegebenen Prüfung 0,05 bar betragen. Diese Umrechnung sagt keinen Maschinendruckfehler voraus, sondern drückt lediglich eine Bauteilspezifikation in der Anwendungseinheit aus.

Der Leitfaden zur Interpretation von Ventil-Durchflussdiagrammen ist hilfreich, wenn der geregelte Ausgang Durchfluss und nicht Druck ist. Er verhindert außerdem einen häufigen Kategorienfehler: einen statischen Koeffizienten oder einen einzelnen Durchflusspunkt so zu verwenden, als beschreibe er die gesamte proportionale Eingangs-Ausgangs-Kennlinie.

Wie sollten Hysterese und Linearität an der Maschine geprüft werden?

ISO 6358-1:2013 definiert die Prüfung stationärer Durchflussraten für pneumatische Komponenten, und ISO veröffentlichte 2026 die Änderung 2 zur Behandlung der Messunsicherheit (ISO 6358-1; ISO 6358-1:2013/Amd 2:2026). Diese Dokumente unterstreichen zwei Kernpunkte: Stabilisieren Sie den Prüfzustand und geben Sie ein Ergebnis mit einer belastbaren Messgrundlage an.

Eine praktische Bauteil- oder Wareneingangsprüfung sollte einer schriftlich festgelegten Reihenfolge folgen:

1. Installieren Sie genau das im Prüfplan genannte Ventil, die Elektronik, Fittings, Schläuche, Schalldämpfer und Messinstrumente.
2. Konditionieren Sie die Luft und stabilisieren Sie Versorgungsdruck, nachgeschalteten Druck, Temperatur und elektrische Versorgung.
3. Wenden Sie die Aufwärm- oder Vorkonditionierungssequenz des Herstellers an. Dokumentieren Sie sie, statt anzunehmen, „Raumtemperatur“ sei ausreichend.
4. Durchlaufen Sie den Befehl in den angegebenen Schritten aufwärts und warten Sie, bis der Ausgang die Stabilisierungsregel erfüllt.
5. Durchlaufen Sie ihn mit denselben Schritten, derselben Verweilzeit und derselben Erfassungsmethode abwärts.
6. Wiederholen Sie genügend Zyklen, um Wiederholbarkeit von einer einzelnen Hystereseschleife zu trennen. Geben Sie an, wie das gemeldete Maximum ausgewählt wird.
7. Konstruieren Sie die vereinbarte Referenzgerade und berechnen Sie die Linearität anhand der angegebenen steigenden, fallenden, gemittelten oder anderen definierten Kurve.
8. Speichern Sie Rohdaten zu Befehl, Ausgang, Zeit, Druck, Temperatur und Konfiguration zusammen mit dem berechneten Ergebnis.

Muss die Maschinenprüfung einen Laborstandard für Durchfluss kopieren? Nicht unbedingt. Eine Produktionsabnahme kann geregelten Druck oder Achsbewegung statt des intrinsischen Ventildurchflusses messen. Zweck und Grenzen müssen eindeutig sein. Verwenden Sie die Katalogmethode für die Lieferantenkonformität und anschließend eine separate Anwendungsprüfung für die Systemleistung. Bezeichnen Sie die eine nicht als die andere.

Die Leistungsfähigkeit der Instrumente gehört in den Nachweis. Liegt das Abnahmeband nahe an Messgenauigkeit, Signalrauschen, Auflösung oder Versorgungsdrift, kann die Gut-/Schlechtentscheidung eher den Prüfstand als das Ventil widerspiegeln. Geben Sie Kalibrierstatus, Bereich, Abtastrate, Filterung, Stabilisierungsschwelle und Unsicherheitsregel an, bevor Sie die erste Kurve erfassen.

Praktische Korrekturen für Hysterese und Nichtlinearität

Die Dokumentation des Bürkert-Controllers Typ 8605 erklärt, dass die PWM-Frequenz die Welligkeit des Spulenstroms und das Ansprechverhalten des Ventils beeinflusst und optimale Einstellungen vom Ventiltyp abhängen (Bürkert-Betriebsanleitung Typ 8605, abgerufen 2026). Damit ist die Einstellung von Dither oder PWM eine produktspezifische Inbetriebnahmeaufgabe und kein universelles Heilmittel für jede Hysteresekurve.

Wählen Sie die Korrektur passend zu den Belegen:

• Mechanische und pneumatische Reibung verringern: Beseitigen Sie Verunreinigungen, beschädigte Dichtungen, Fehlausrichtung, Seitenlast und ungeeignete Schmierung gemäß den Anleitungen für Ventil und Antrieb.
• Betriebsbedingungen stabilisieren: Regeln Sie den dynamischen Versorgungsdruck, verringern Sie unerwartete Abluftdrosselungen und halten Sie Gasqualität und Temperatur innerhalb der Grenzen des ausgewählten Produkts.
• Freigegebene Elektronikeinstellungen verwenden: Verwenden Sie Regler, PWM-Frequenz, Dither und Stromgrenzen des Herstellers. Externer Dither kann Ausgangswelligkeit, Rauschen, Wärme oder Verschleiß verursachen, wenn das Ventil dafür nicht ausgelegt ist.
• Eine wiederholbare nichtlineare Kurve kalibrieren: Verwenden Sie eine vom Hersteller bereitgestellte Kennlinie oder eine validierte Lookup-Tabelle, wenn die Kurve stabil genug zur Umkehrung ist.
• Richtung bei Bedarf im Modell berücksichtigen: Eine Kompensationskurve stellt möglicherweise nicht beide steigenden und fallenden Pfade dar. Eine richtungsabhängige Zuordnung erhöht die Komplexität und benötigt nahe der Umkehr weiterhin eine Übergangslogik.
• Den Regelkreis um die reale Größe schließen: Messen Sie Druck, Durchfluss oder Position, wenn der Prozess diesen Ausgang benötigt, und stimmen Sie anschließend innerhalb der Stabilitäts- und Sicherheitsgrenzen der Achse ab.
• Ein besser passendes Ventil auswählen: Eine Kompensation kann keine Durchflusskapazität schaffen, instabile Reibung beseitigen oder Leistung außerhalb des dokumentierten Bereichs garantieren.

Hier gibt es eine sinnvolle Reihenfolge: reparieren, stabilisieren, charakterisieren und erst dann kompensieren. Beginnt die Charakterisierung zu früh, kann die Lookup-Tabelle einen verstopften Schalldämpfer, einen driftenden Regler oder einen falsch ausgerichteten Antrieb aufnehmen. An diesem Tag scheint sie zu funktionieren und versagt nach der Wartung. Die Kompensation sollte das gesunde System beschreiben und keinen korrigierbaren Fehler verbergen.

Wenn es hauptsächlich um Durchflusskapazität und nicht um Kennlinienfehler geht, verwenden Sie den Leitfaden zur Dimensionierung pneumatischer Durchflussregelventile als separate Prüfung. Ein zu klein ausgelegtes Ventil kann vollkommen linear bleiben, während die Achse Geschwindigkeits- und Zykluszeitziele trotzdem verfehlt.

Was sollte eine Anfrage oder Abnahmeprüfung für ein Ventil spezifizieren?

Die EV07-Seite von Emerson nennt eine Hysterese von 0,04 bar, während die ITV-Dokumentation von SMC höchstens 0,5 % FS angibt (Emerson-EV07-Produktseite, abgerufen 2026; SMC-ITV-Handbuch, abgerufen 2026). Eine Anfrage muss daher Definitionen und Bedingungen anfordern und nicht nur „geringe Hysterese“.

Nehmen Sie Folgendes in das kaufmännische und technische Paket auf:

• Ventilfunktion, Anschlussbelegung, Medium, Nennweite, Nennbereich und erforderliche Ausgangsgröße.
• Eingangstyp, Eingangsbereich, Versorgungsspannung, Elektronik, Regler und zulässige Einstellungen.
• Erforderliche Hysterese, Linearität, Wiederholbarkeit, Empfindlichkeit und Totband als getrennte Punkte, soweit relevant.
• Einheiten und Normierungsbasis für jedes Limit einschließlich des numerischen Vollskalenwerts.
• Referenzlinienmethode und Angabe, ob die steigende, fallende, gemittelte oder eine andere Kurve bewertet wird.
• Versorgungsdruck, nachgeschalteter Druck oder Druckverlust, Temperatur, Gasbezugsbedingungen und Stabilisierungsregel.
• Durchlaufbereich, Schrittweite, Geschwindigkeit, Verweilzeit, Richtung, Vorkonditionierung und Zyklenzahl.
• Instrumentenbereich, Genauigkeit, Kalibrierung, Abtastung, Filterung und Unsicherheits- oder Schutzbandregel.
• Ob der Wert ein garantierter Grenzwert, ein typischer Wert, ein Ziel der Erstmusterprüfung oder eine laufende Maschinenanforderung ist.
• Erforderliche Rohkurven, Berechnungsdatei, Ventilidentifikation, Firmware und Prüfbericht.

Für die vollständige Maschine ergänzen Sie Nutzlast, Ausrichtung, Bewegungsprofil, Anordnung von Schläuchen und Fittings, dynamischen Versorgungsdruck, Rückmeldesensor, Zykluszeit der Regleraufgabe und Verhalten im sicheren Zustand. Geben Sie die Achsabnahme separat an: Nachführfehler, Wiederholbarkeit, Überschwingen, Einschwingzeit, Zykluszeit und Reaktion auf Strom- oder Luftverlust.

Eine Beschaffungstabelle mit leeren Feldern ist besser als eine angenommene Gleichwertigkeit. Bitten Sie jeden Anbieter, Einheiten, Nenner, Referenzmethode und Bedingungen auszufüllen. Jedes leere Feld bleibt eine offene technische Abweichung. Dadurch wird der abschließende Vergleich auditierbar und verhindert, dass die scheinbar niedrigste Prozentangabe auf undefinierter Basis gewinnt.

FAQ zu Proportionalventil-Spezifikationen: Was sollten Ingenieure prüfen?

Die ITV-Dokumentation von SMC nennt neben einer Linearität von ±1 % FS und einer Wiederholbarkeit von ±0,5 % FS eine Hysterese von höchstens 0,5 % FS (SMC-ITV-Handbuch, abgerufen 2026). Diese fünf Antworten zeigen, wie die Kennzahlen getrennt gehalten und aus einer Katalogzeile eine prüfbare Ventil- oder Maschinenanforderung wird.

Ist eine geringere Hysterese immer besser?

Eine geringere Hysterese ist grundsätzlich hilfreich, wenn derselbe Befehl nach Richtungswechseln einen ähnlichen Ausgang liefern muss, aber sie ist nicht das einzige Auswahlkriterium. Das ITV-Beispiel von SMC spezifiziert 0,5 % FS Hysterese getrennt von ±1 % FS Linearität. Bestätigen Sie zusätzlich Durchflusskapazität, Bereich, Ansprechverhalten, Wiederholbarkeit, Bedingungen, Sicherheit und die Gesamtleistung der Achse.

Sind Linearität und Genauigkeit dieselbe Spezifikation?

Nein. Linearität ist die maximale Abweichung von einer angegebenen Referenzgeraden, während Genauigkeit ein Ergebnis mit einem definierten wahren oder Zielwert vergleicht und zusätzliche Fehlerquellen einschließt. Ein Ventil mit einer angegebenen Linearität von ±1 % FS garantiert allein noch keine Druck-, Durchfluss-, Geschwindigkeits- oder Positionsgenauigkeit von ±1 % an der montierten Maschine.

Kann man Hysterese direkt zur Linearität addieren?

Nicht ohne ein festgelegtes Fehlermodell. Hysterese ist eine richtungsabhängige Kurventrennung; Linearität ist die Abweichung von einer Referenzgeraden. Ihre Maxima können bei unterschiedlichen Befehlen auftreten und unterschiedliche Vorzeichen haben. Halten Sie beide Begriffe sichtbar, rechnen Sie sie bei begründeter Vergleichbarkeit in dieselbe Ausgangseinheit um und prüfen Sie den kritischsten erforderlichen Betriebspfad mit Messdaten.

Beseitigt Dither die Hysterese eines Proportionalventils?

Bei einem kompatiblen Ventil und Treiber kann Dither reibungsbedingte Effekte verringern, ist aber keine Universallösung. Bürkerts Handbuch zum Typ 8605 macht das PWM-Verhalten von Ventiltyp und Frequenz abhängig. Verwenden Sie nur freigegebene Einstellungen und messen Sie anschließend Hysterese, Ausgangswelligkeit, Temperatur, Rauschen und Stabilität erneut. Ein beliebiges Dithersignal kann ein Problem gegen ein anderes eintauschen.

Welche Daten sollte ich anfordern, wenn ein Katalog nur eine Prozentangabe nennt?

Fordern Sie den gemessenen Ausgang, die numerische Vollskalenbasis, steigende und fallende Kurven, Referenzlinienmethode, Drücke, Gas, Temperatur, Durchlaufgeschwindigkeit, Verweilzeit, Elektronik, Wiederholungszahl und die Angabe an, ob das Limit garantiert oder typisch ist. Die Angabe 0,5 % FS von SMC ist nur dann nützlich, wenn Bereich und Prüfkontext zusammen mit der Prozentangabe vorliegen.

Quellen und technische Referenzen

Der Artikel verwendet acht primäre Hersteller- oder Normdokumente von SMC, Bürkert, Emerson, ISO und Festo. Die Hysterese von 0,5 % FS und die Linearität von ±1 % FS bei SMC dienen als ausgearbeitetes Vergleichsbeispiel und nicht als universelle Abnahmegrenzen für andere Ventilfunktionen, Ausgangsbereiche oder Prüfmethoden.

1. Bürkert, Produktübersicht Proportionalventile, Definitionen von Hysterese, Linearität, Empfindlichkeit, Wiederholbarkeit und nominellen Gasdurchflussbedingungen.
2. SMC, Sicherheitshinweise und Spezifikationen der ITV-Serie, modellspezifische Grenzwerte für Linearität, Hysterese und Wiederholbarkeit.
3. SMC, Katalog des elektropneumatischen ITV-Reglers, modellspezifische Empfindlichkeit und Temperaturkennlinie neben weiteren Spezifikationen.
4. Emerson, AVENTICS-EV07-Produktdatensatz, ein Beispiel für eine in absoluten Druckeinheiten angegebene Hysterese.
5. Bürkert, Bedienungsanleitung Typ 8605, ventilabhängige PWM-Frequenz und Reglerverhalten.
6. ISO 6358-1:2013, Geltungsbereich und Rahmen für stationäre Durchflussprüfungen pneumatischer Komponenten.
7. ISO 6358-1:2013/Amd 2:2026, Änderung zur Behandlung der Messunsicherheit.
8. Festo, Datenblatt des proportionalen Wegeventils MPYE, Systemgrenze für pneumatische Positionierung mit externem Regler und Wegmessrückmeldung.