Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Magnetfeld - richtigen Sensor findet


von Robert (Gast)


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Überall auf der Erde kann man ein kleines Magnetfeld messen. Wie ist es 
mit mit kleinen Permanentmagneten? Endet das Feld in einer gewissen 
Enfernung, oder wenn ein Sensor (z.B.: Hallsensor) empindlich genug ist, 
dann kann man es auch in mehrerer cm, bzw. sogar mehrerer Meter 
Entfernung noch messen?

von Frank K. (fchk)


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Robert schrieb:
> Überall auf der Erde kann man ein kleines Magnetfeld messen. Wie ist es
> mit mit kleinen Permanentmagneten? Endet das Feld in einer gewissen
> Enfernung, oder wenn ein Sensor (z.B.: Hallsensor) empindlich genug ist,
> dann kann man es auch in mehrerer cm, bzw. sogar mehrerer Meter
> Entfernung noch messen?

Elektrische und magnetische Felder erstrecken sich prinzipiell bis in 
die Unendlichkeit, wobei die Feldstärke natürlich quadratisch mit der 
Entfernung abnimmt. In welcher Entfernung ein Feld noch messbar ist, 
hängt vom Aufbau, dem Messverfahren und den sonstigen Gegebenheiten ab. 
Hier gibt es eine praktische Grenze, aber keine theoretische.

fchk

von Michael B. (laberkopp)


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Hallsensoren sind extrem unempfindlich, die sollen ja vom Erdmagnetfeld 
nicht gestört werden. Die sind nahezu so unempfindlich wie Reedkontakte.

Wenn man empfindliche Messgeräte hat, wie Squid, Fluxgate-Förster oder 
GMR, kann man einen starken Permanentmagneten schon aus einiger 
Entfernung (Meter) erkennen, aber er wird schnell vom Erdmagnetfeld 
überlagert und weil das nicht gleichmässig ist sondern durch Metalle und 
Erze und Wasser in der Nähe beeinflusst wird, kannst du es schnell nicht 
mehr unterscheiden.

Wenn du jedoch ein wechselndes Magnetfeld nimmst, aus einem 
Elektromagneten bzw. einer Sendespule, kannst du kleinste Felder ein mal 
ganz rum um die Erde entdecken. Funk reicht weit und Empfänger können 
sehr empfindlich sein weil sie alles andere, auch das Gleichfeld des 
Erdmagnetismus, ausblenden können.

von Wolfgang (Gast)


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Frank K. schrieb:
> Elektrische und magnetische Felder erstrecken sich prinzipiell bis in
> die Unendlichkeit, wobei die Feldstärke natürlich quadratisch mit der
> Entfernung abnimmt.

So natürlich ist das gar nicht. Im Nahfeld eines Dipolmagneten nimmt die 
Feldstärke deutlich schneller ab. Erst in einer Entfernung, aus der der 
Magnet ausreichend klein erscheint, passt das mit dem quadratischen 
Abstandsgesetz.

von Johnny B. (johnnyb)


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Das Erdmagnetfeld fluktuiert sowohl rel. schnell als auch über 
Jahrzehnte, wie man aus Messungen erfahren kann:
https://www.ptb.de/cms/nc/ptb/fachabteilungen/abt2/fb-25/ag-251/live-daten-erdmagnetfeldmessung.html

von Robert (Gast)


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cool, danke für die schnelle und ausführliche Antworten.

Michael B. schrieb:
> Hallsensoren sind extrem unempfindlich, die sollen ja vom Erdmagnetfeld
> nicht gestört werden. Die sind nahezu so unempfindlich wie Reedkontakte.

Jetzt eine Frage zu der praktischen Seite.
Ich habe bereits mehrere reedkontakte und Hallsensoren ausprobiert.
Mit SS495A - Linear Hall Effect Sensor Operating: 4.5-10.5V,
Output: -670G-670G dependent of operate voltage, Sensivity: 3,125mV / G

konnte ich noch das Feld meines Magnetes in Entfernung von 5cm noch 
messen. Die Entfernung muss aber Wegen Plastikgehäuse doppelt so groß 
sein. Kennt ihr einen noch mehr empfindlichen Hall, bzw. etwas anderes, 
wo ich aus grösseren Entfernung noch vernünftig messen kann?

von micha (Gast)


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Wie wertest Du den Hall-Sensor denn aus? Per Analog-Schaltung/ 
Verstärker oder Komperator? Oder direct an µC-Pin ?

von Robert (Gast)


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mit multimeter.

von Michael B. (laberkopp)


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Robert schrieb:
> Kennt ihr einen noch mehr empfindlichen Hall, bzw. etwas anderes, wo ich
> aus grösseren Entfernung noch vernünftig messen kann?

Nein, weil wie gesagt das Erdmagnetfeld stört.

Da musst du deine Kiste nur etwas drehen, und schon glaubt er, der 
Magnet wäre näher dran oder weiter weg.

Du kannst alles in eine Mumetallbox bauen damit du das Erdmagnetfeld 
grösstenteils los wirst.

Oder du nimmst statt Permanetmagnet eine Spule und modulierst die z.B. 
mit 3.785kHz, und kannst dann auch Mikrovolt am Empfänger verstärken bis 
es reicht. Nur ob das dann aus 5, 10 oder 20cm erkannt wird, weisst du 
nicht. Ein simples Armband an dem der die Kiste halt verändert schon den 
Magnetfluss.

So ein Ding 
https://www.melexis.com/-/media/files/documents/datasheets/mlx90395-datasheet-melexis.pdf 
löst 1uT noch auf, das besteht natürlich hauptsächlich aus 
Umgebungstauschen

Diese hier löst noch fast pT auf 
https://product.tdk.com/en/techlibrary/developing/bio-sensor/nivio-xmr-sensor.html 
auch da stellt sich die Frage, was man dann gemessen hat. Nicht nur dein 
Magnet ändert das Magnetfeld.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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>Das Erdmagnetfeld fluktuiert rel. schnell
Das soll hier auch der Hofastronom des Kurfürsten mit einer großen 
Kompassnadel schon festgestellt haben. So hieß es jedenfalls im 
Mannheimer Technoseum in einem Schaukasten. Mich wundert, dass das so 
stark schwankt.

Mit einem KMZ51 von Philips konnte ich jedenfalls Wackeln mit einem 
Schraubenzieher noch aus etwa einen Meter Entfernung sehen.

: Bearbeitet durch User
von Sebastian (Gast)


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Robert schrieb:
> Kennt ihr einen noch mehr empfindlichen Hall, bzw. etwas anderes, wo ich
> aus grösseren Entfernung noch vernünftig messen kann?

Vielleicht HMC5883L o.ä.? Da ist im Datenblatt von milli-gauss die Rede 
...

LG, Sebastian

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