Magnetische Abschirmung -Praxisbeispiel: Messstand-

[Phil S. (canuma91)]

Hallo ihr Lieben,
es geht um die magnetische Abschirmung eines Messstandes, der zur 
Induktionsmessung zweier Spulen dient (Studienprojekt, Bild: Messstand). 
Sämtliche Bauteile sind aus Kunststoff, abgesehen von den 3 
Schrittmotoren (2 Linearmodule, oben drauf sitzt der 3 Stepper 
(Kasten)). Je eine Spule wird an den Adaptermodulen angebracht, so dass 
diese in einem def Abstand gegenüberstehen (dazwischen ist Luft). Die 
Induktivität der beiden identischen Spulen beträgt ca. 180 µH. Die 
induktive Energieübertragung in Abhängigkeit von Winkellage und Abstand 
soll ermittelt werden.


In -Bild 2- sieht man die Aussparungen für eine Stahlplatte (unterer 
Adapter), die der Abschirmung dienen "sollte". Das Prinzip wird auch in 
-Bild 3- dargestellt: Abschirmung unten - dazwischen Spule - Abschirmung 
oben.
Frage 1: Kann ich auf die obere Abschirmplatte verzichten, da keine 
potentiellen externen mag Felder existent sind? (alle Teile die an der 
Tischdecke hängen sind mechanische Kunststoffteile)


Potentielle externe Magnetfelder gehen also nur von den unteren 3 
Schrittmotoren aus. Ich habe jedoch keine merklichen Einflüsse der 
Schrittmotoren auf eine beispielhafte Induktivitätsmessung einer 
einzigen Spule festgestellt(bei: 1V, 50kHz, ohne Stahlplatten in beiden 
Adaptern). -> Der Abstand scheint groß genug zu sein. Frage 2: Kann ich 
auf die Abschirmung in dem Fall verzichten?

Jedoch habe ich eine Zunahme der Induktivität um 0,5µH gemessen, wenn 
die Stahlplatte in dem Adapter drinnen steckt (unabg. von Nähe der 
Schrittmotoren). Macht Sinn, da Eisen leitend ist -> Wirbelstromeffekt 
-> Gegeninduktion.
Die Alternative ist sehr preisintensiv (Ferrite, weichmagnet): 
http://www.henri.de/stromversorgung/abschirmmaterial/mumetall-folien/5814/mumetall-blech-0-5mm-200x330mm-ohne-klebstoff.html?sPartner=merchant-henri&gclid=CNLfp5PXsNQCFWUz0wodWYAFZg
Frage 3: Eine magnetische Abschirmung sollte die Messung selbst nicht 
beeinflussen, richtig?
Frage 4: Wäre dieses "MuMtellblech" bzgl. Abstand Spule-Abschirmung 
besser geeignet, da nicht-leitend?


Danke im Voraus und ein schönes WE,
Viele Grüße
Phil

[Hp M. (nachtmix)]

Phil S. schrieb:
> Eine magnetische Abschirmung sollte die Messung selbst nicht
> beeinflussen, richtig?

Das wird sich wohl nicht vermeiden lassen.


Mir ist nicht klar, was das werden soll.
Wenn du meinst, dass das Metall der Schrittmotoren die Messung 
beeinflusst, dann befestige die doch einfach in größerer Entfernung oder 
mach ein Kurbel aus Holz dran und bediene das Ding mit der Hand.

[Lurchi (Gast)]

Für die Messung der Magnetischen Kopplung ist eine Abschirmung eines 
externen Magnetfeldes nicht wirklich nötig. Kritischer ist da alles 
Metall nahe an den Spulen. Da hilft eigentlich nur Abstand, denn alles 
was man zur Abschirmung versucht, wirkt entweder über Wirbelströme oder 
die Permeabilität.

Dafür sollte man den Rahmen außen recht stabil habe - der darf wegen 
genügend Abstand dann auch aus Metall sein. Mit Kunststoff könnte die 
mechanischen Stabilität schwierig werden. Es muss ja nicht gleich Beton 
sein.

[Eieiei (Gast)]

Baue ein Gegenfeld auf, und du hast Ruhe...

[Falk B. (falk)]

@ Phil Steg (canuma91)


>induktive Energieübertragung in Abhängigkeit von Winkellage und Abstand
>soll ermittelt werden.

Schon eine sehr akademische Lösung . . .

Aber wozu eine Abschirmung? Die Übertragung arbeitet mit Wechselstrom 
und nur den muss man messen. Wenn man Eisenmetalle bzw. leitfähige 
Metalle (Alu, Kupfer) halbwegs weit weg hält, reicht das locker. Du 
willst ja nicht das statische Erdmagnetfeld hochpräzse messen, das ist 
ne ganz andere Geschichte.

>Frage 1: Kann ich auf die obere Abschirmplatte verzichten, da keine
>potentiellen externen mag Felder existent sind?

Und selbst wenn, man kann den Sender stark genug machen, um den Rest 
drumherum zu ignorieren.

>Potentielle externe Magnetfelder gehen also nur von den unteren 3
>Schrittmotoren aus.

Aber mit ganz anderen Frequenzen.

>Adaptern). -> Der Abstand scheint groß genug zu sein. Frage 2: Kann ich
>auf die Abschirmung in dem Fall verzichten?

Scheint so.

>Jedoch habe ich eine Zunahme der Induktivität um 0,5µH gemessen,

Mein Gott, und das bei 180 uH Nennwert. Was für ein Meßfehler . . .

>Die Alternative ist sehr preisintensiv (Ferrite, weichmagnet):
>http://www.henri.de/stromversorgung/abschirmmateri...

Unsinn. Mu-Metall ist zur Abschirmung sehr niederfrequenter Felder 
gedacht. Die gibt es aber bei induktiver Übertragung gar nicht.

>Frage 3: Eine magnetische Abschirmung sollte die Messung selbst nicht
>beeinflussen, richtig?

Sicher.

>Frage 4: Wäre dieses "MuMtellblech" bzgl. Abstand Spule-Abschirmung
>besser geeignet, da nicht-leitend?

Vergiss es.