Ein einfaches Magnetometer
von Norbert Renz, OE9NRH
Es gibt ein bereits abgelaufenes Patent (https://patents.google.com/patent/US4851775A/en)
welches die Messung eines Magnetfeldes über die Änderung der
Induktivität einer Spule vorschlägt. Das ist relativ einfach möglich
und verursacht nicht so einen großen Aufwand, wie beim bekannten Fluxgate,
da der magnetische Fluss über eine Frequenzänderung eines
Oszillators ermittelt wird. Ich habe mir mal eine Schaltung ausgedacht.
Der Oszillator funktioniert genau gleich wie ein RC-Oszillator.
Die
330 pF sind nötig, um die hohe Streukapazität der Spule zu
kompensieren, ansonsten schwingt die Schaltung wild auf einigen 100
kHz. Die 12V-Spule stammt aus einem AC-Relais und hat einen Widerstand
von ca. 60 Ohm und geschätzte 1000 Windungen. Normale Ferritkerne
eignen sich allerdings nicht, da sie, je nach Material, 10 bis
100-fach zu wenig Permeabilität besitzen. Es ist ein spezielles,
nanokristallines Material mit einem µr von über 100.000 nötig. Solche
Magnetkerne findet man in den Diebstahlsicherungen,
die bereits in der Bastelecke beschrieben wurden. Dort befinden sich
ein Dauermagnet welcher fest eingeklebt ist und ein oder zwei
bewegliche Streifen des für das Magnetometer geeigneten Materials. Die
Streifen sollten vorsichtig herausgenommen werden, indem man ein Ende
aufschneidet, sie sollten auf keinen Fall gebogen oder geknickt werden,
da sich dann die magnetischen Eigenschaften verschlechtern. Die
Schaltung erzeugt im Erdmagnetfeld einen Frequenzhub von ca. 2 kHz
Spitze-Spitze. Der Stromverbrauch ist sehr gering. Allerdings ist der
Effekt sehr temperaturabhängig. Auch sollte die Frequenz nicht zu hoch
eingestellt werden, da das Material nicht für HF geeignet ist. Wer Spaß
daran hat kann ja mal versuchen, ob die Empfindlichkeit steigt, wenn
man an die mechanische Resonanz des Streifens gerät (ca. 50-60 kHz?).
In meiner Spule steckten zwei Streifen, um die Frequenz zu reduzieren.
