Eigenbau-Fluxgate-Sensor
Zur
Messung starker Magnetfelder eignet sich der Hallsensor. Sehr
schwache
Felder dagegen misst man z.B. mit einem Fluxgate-Sensor (http://de.wikipedia.org/wiki/Fluxgate-Magnetometer).
Ob man sowas wohl selbst bauen kann? Ich habe lange überlegt,
welche weichmagnetischen Kerne ich testen könnte. Dann kam ich
auf
die Idee, es mit Festinduktivitäten zu versuchen.
Dass sie
leicht in die Sättigung zu bringen sind, ist ja bekannt.
Zusätzlich haben sie den Vorteil guter Paarung, d.h. man kann
davon ausgehen, dass zwei gleiche Spulen genau gleich viele Windungen
haben.
Also
habe ich zwei Festinduktivitäten in Reihe geschaltet und eine
zusätzliche Wicklung mit 60 Windungen CuL 0,2 darüber
gelegt.
An die äußere Spule wurde ein Sinusgenerator
angeschlossen.
Die offenen Enden der Festinduktivitäten kamen an das
Oszilloskop.
Ich war völlig erstaunt, wie gut dieser Sensor
funktioniert. Ganz ohne Verstärker bringt schon das
Erdmagnetfeld
Signale in der Großenordnung 20 mV. Die Spulen haben eine
deutliche Eigenresonanz. Deshalb funktioniert die Messung ganz ohne
Sensorverstärker. Der Sinusgenerator wird auf die halbe
Resonanzfrequenz (20 kHz) abgestimmt. In beiden Spulen entsteht ein
starkes 20-kHz-Signal, aber beide sind gegenphasig und heben sich auf.
Das äußere Feld bringt die Kerne in die
Sättigung.
Dabei entstehen Oberwellen, aber solange alles symwetrisch
abläuft,
ist kein Signal auf der doppelten Frequez da. erst wenn ein
äußeres Magnetfeld hinzukommt, werden die
Verzerrungen
unsymmetrisch und erzeugen ein 40-kHz-Signal.
Das
Oszillogramm zeigt die Grundfrequenz von 20 kHz und ein
überlagertes 40-kHz-Signal, das ein Maß für
das
äußere Feld ist.
Mit dieser Sonde könnte man versuchen ein Magnetometer zu
bauen. Der kleine Film zeigt den Sensor in Aktion.
Jemand fragte, wie
kräfig der Sinusgenerator war. Jetzt habe ich mal nachgemessen:
Mein Generator bringt 15 Vss bei einem Innenwiderstand von 200 Ohm. Die Spannung brach stark ein. Durch die Spule floss also ca. 75 mAss.
