Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Hochempfindlicher Magnetfeldsensor


von Elektro L. (mathias_n)


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Hallo, ich bin auf der Suche nach einem hoch empfindlichen 
Magnetfeldsensor.
Als Messbereich würden +-1 Gauss ausreichen. Jedoch sollte der Sensor 
eine sehr große Empfindlichkeit (nT) haben.
Die gängigen Kompass-Sensoren wie HMC5883L sind zu unempfindlich.
Kennt jemand einen geeigneten Sensor IC oder eine Bezugsquelle für 
Fluxgate Sensoren.

von Harald W. (wilhelms)


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Elektro L. schrieb:

> Als Messbereich würden +-1 Gauss ausreichen.

...und Du hast einen magnetisch geschirmten Raum, in dem
Du Deinen Sensor betreiben kannst?

von georg (Gast)


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Elektro L. schrieb:
> Hallo, ich bin auf der Suche nach einem hoch empfindlichen
> Magnetfeldsensor.

SQUID Sensor. Damit kann man ein Elektrofahrzeug auf dem Mond 
detektieren.

Georg

von Elektro L. (mathias_n)


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>>...und Du hast einen magnetisch geschirmten Raum, in dem
>>Du Deinen Sensor betreiben kannst?

Nein aber eine definierte Umgebung wo der Messaufbau steht. Die 
Störgrößen (Erdfeld, Sonnenwind usw )sind mir bekannt.

>> SQUID Sensor. Damit kann man ein Elektrofahrzeug auf dem Mond
>>detektieren.

Genau das was ich gesucht habe aber leider gibt es diese Supraleiter 
nicht beim Conrad...

von Schreiber (Gast)


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Elektro L. schrieb:
>>> SQUID Sensor. Damit kann man ein Elektrofahrzeug auf dem Mond
>>>detektieren.
>
> Genau das was ich gesucht habe aber leider gibt es diese Supraleiter
> nicht beim Conrad...

Kein Problem, einfach mal bei denen Fragen: 
http://www.supracon.com/de/squid.html
Die Verkaufen nicht nor Sensoren sondern auch noch Kühler um diese auf 
Betriebstemperatur (normalerweise 4K) zu bringen.

Elektro L. schrieb:
> eine Bezugsquelle für Fluxgate Sensoren.

selber Bauen. ist kein Hexenwerk. Die geforderte Auflösung ist aber 
sportlich...

von NeuronaleBurgerbude (Gast)


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http://www.rapp-instruments.de/index_neu.htm Unter Magnetik -> 
Fluxgate-Sensor

von Klaus R. (klara)


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von nachtmix (Gast)


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https://de.wikipedia.org/wiki/Protonenmagnetometer
Gibts aber auch nicht bei Conrad.

von Elektro L. (mathias_n)


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Danke für Infos soweit.
Ein Fluxgate auf der Basis von www.rapp-instruments.de habe ich bereits 
gebaut.
Leider konnte ich damit nicht die gewünschte Auflösung realisieren.
Habe mich auch schwer getan einen geeigneten Kern dafür auszuwählen.

Meine Auswahl viel dann auf einen  T60006-L2020-W450 von Vacuumschmelze. 
Prinzipbedingt muss der Kern ja in die Sättigung getrieben werden und 
somit ist der Kern, meiner Meinung nach,viel zu "groß".
Die Abmessungen an sich passen schon aber er könnte viel weniger Volumen 
haben, somit würde sich auch die benötigte Energie für das Fluxgate 
reduzieren.

Deshalb meine erweiterte Frage nach fertigen Fluxgate Kernen. Kennt da 
einer eine Bezugsquelle?

Protonen Magnetometer ist recht "langsam" und nicht so geeignet in 
meinem Fall.

von bernte (Gast)


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flc-100 aus deutschland  oder die nah-ost Kopie den ems-100

von Werner H. (werner45)


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Probier mal einen Kern aus einem oder einigen Weicheisendrähten, 
erhältlich als Blumendraht.
Autogen-Schweißdraht ist aus Armcoeisen, aber etwas dicker.
Der Drahtbündelkern einer alten Zündspule besteht aus 
Trafoeisenlegierung, die Sättigung ist höher.
U-förmig biegen und zu einem H anordnen, wie es seinerzeit der Herr 
Förster gebaut hat. Bei den kleinen Abmessungen kommt man leichter in 
die Sättigung, auch wenn die bei Eisen höher als bei Ferrit liegt.
Alternativ ein H aus einer dünnen Ferritplatte mit einer Diamantscheibe 
schleifen.

Gruß   -   Werner

von Fragender (Gast)


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Warum zu einem H formen?

von Darum (Gast)


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Weil H die magnetische Feldstärke ist :-)

von Werner H. (werner45)


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H-förmig war die original Förstersonde. Erregung in der Mitte und 4 
Wicklungen an den Schenkeln. Diese wurden gegeneinandergeschaltet, die 
Restspannung ist ein Maß für das Magnetfeld.
Vielleicht ist noch ein Patent zu finden, genaueres in Unibilbliotheken, 
außer ein freundlicher Mensch hat schon was digitalisiert und ins Netz 
gestellt. Wenn nicht, findet auch google nichts.

Gruß   -   Werner

von georg (Gast)


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Werner H. schrieb:
> Vielleicht ist noch ein Patent zu finden

Das Institut Dr. Förster gibt es durchaus noch, mit dem kommerziellen 
Einsatz von Nachbauten wäre ich vorsichtig.

Georg

von Bernd K. (prof7bit)


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georg schrieb:
> Das Institut Dr. Förster gibt es durchaus noch, mit dem kommerziellen
> Einsatz von Nachbauten wäre ich vorsichtig.

Das Patent für das Fluxgate dürfte wohl hoffentlich nach 80 Jahren 
langsam mal abgelaufen sein, meinst Du nicht auch?

: Bearbeitet durch User
von Lurchi (Gast)


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Elektro L. schrieb:
> Danke für Infos soweit.
> Ein Fluxgate auf der Basis von www.rapp-instruments.de habe ich bereits
> gebaut.
> Leider konnte ich damit nicht die gewünschte Auflösung realisieren.
> Habe mich auch schwer getan einen geeigneten Kern dafür auszuwählen.
>
> Meine Auswahl viel dann auf einen  T60006-L2020-W450 von Vacuumschmelze.
> Prinzipbedingt muss der Kern ja in die Sättigung getrieben werden und
> somit ist der Kern, meiner Meinung nach,viel zu "groß".

So schlecht ist der Kern im Prinzip nicht. Die Leistung ist ggf. etwas 
höher weil der Kern relativ groß ist, aber dafür ist auch mehr 
Oberfläche da um die Wärme los zu werden. Im Prinzip wird es größer eher 
einfacher.

Bei der Schaltung von www.rapp-instruments.de könnte es ggf. ein paar 
Probleme geben, etwa wenn die Transistoren nicht ganz gleich sind. Ein 
anderer Punkt ist es darauf zu achten dass die Spule nicht zu viel 
Spannung auf den Kern ausübt. An sich sind 1 nT noch nicht so wenig für 
einen Fluxgate Sensor. So ganz trivial ist so ein Aufbau aber auch 
nicht.

Vor längerer Zeit hatte ich mal einen Testweise aufgebaut, und kam da 
auf etwa 1 pT/Sqrt(Hz). Allerdings mit kommerziellem Lockin und einem 
sehr speziellen (aber nicht unbedingt sehr gut geeigneten) Ringkern. Ich 
hatte den Treiber in Resonanz und AC gekoppelt.

von Elektro L. (mathias_n)


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>>Bei der Schaltung von www.rapp-instruments.de könnte es ggf. ein paar
>>Probleme geben, etwa wenn die Transistoren nicht ganz gleich sind.

Daran hat es bei mir geklemmt, die Spulen und die Ansteuerung waren 
nicht zu 100% symmetrisch.

>> Ein anderer Punkt ist es darauf zu achten dass die Spule nicht zu viel Spannung 
auf den Kern ausübt.

Was meinst du damit genau?

von Schreiber (Gast)


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Elektro L. schrieb:
>>>Bei der Schaltung von www.rapp-instruments.de könnte es ggf. ein
> paar
>>>Probleme geben, etwa wenn die Transistoren nicht ganz gleich sind.
>
> Daran hat es bei mir geklemmt, die Spulen und die Ansteuerung waren
> nicht zu 100% symmetrisch.

Die Spule muss man sauber Wickeln (ggf. aus Kunststoff eine 
Vorrichtung/Spulenhalter drucken) und bei den Transistoren ein Pärchen 
ausmessen und thermisch koppeln. Das verbessert beides die genauigkeit

von Lurchi (Gast)


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Elektro L. schrieb:
>>> Ein anderer Punkt ist es darauf zu achten dass die Spule nicht zu viel 
Spannung
> auf den Kern ausübt.
>
> Was meinst du damit genau?

Mechanische Spannung kann über die inverse Magentostriktion die 
magnetischen Eigenschaften des Kerns verändern. Vor allem wenn die 
Spannungen ungleich sind kriegt man recht viel Untergrund, weil der 
Ringkern dann ggf. nicht mehr "symmetrisch" ist. Der Effekt wird kleiner 
mit Kernen mit geringer Magnetostriktion, aber ganz weg bekommt man die 
Magnetostriktion nicht - die verschwindet im besten Fall bei einer 
Temperatur.

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