Messung des Magnetfeldes von Luftspulen

Magnetfelder mit Spulen

Mit Luftspulen lassen sich Magnetfelder von wenigen Millitesla erzeugen. Zweistellige Millitesla-Werte lassen sich meist nur kurzzeitig oder mit wassergekühlten Spulen erzeugen.

Arten von Luftspulen

Die einfachste Form der Luftspule ist die Zylinderspule. Sie wird auch Solenoid genannt.

Eine Helmholtz-Spule bestehen aus zwei flachen Spulen, die zusammen geschaltet werden. Sie erzeugen einen größeren homogenen Feldbereich. Die erreichbare magnetische Flussdichte beträgt meist jedoch wenige hundert Mikrotesla.

Messung

Für die Messung innerhalb der Zylinderspule wird eine Axialsonde verwendet.

Feldverlauf und Messung einer Zylinderspule

Messung des Magnetfeldes in einer Zylinderspule mit Axialsonde

Messung des Magnetfeldes in einer Flachspule mit Axialsonde

Mit einer Transversalsonden kann dagegen nur die Austrittsflussdichte einer Spule gemessen werden.

Messung des Magnetfeldes an einer Zylinderspule mit Transversalsonde

Messung des Magnetfeldes an einer Flachspule mit Transversalsonde

Für die Messung des Streufeldes können dagegen beide Sondentypen verwendet werden. Die Ausrichtung erfolgt entsprechend der Messrichtung des Sondentyps.

Messung des Streufeldes einer Zylinderspule mit Axialsonde

Messung des Streufeldes einer Zylinderspule mit Transversalsonde

Bei kleinen Helmholtzspulen, die nur ein schwaches Feld erzeugen können, bietet sich die Messung mit der empfindlichen AS-UAP GEO-X Sonde an. Für stärkere Spulen kann die Axialsonde AS-LAP verwendet werden.

Messung einer Helmholtz-Spule mit AS-UAP GEO-X

Messung einer Helmholtz-Spule mit AS-LAP

Da der Innenraum von der Seite her zwischen den beiden Spulen zugänglich ist, kann auch mit einer Transversalsonde gemessen werden. Ist der Spulendurchmesser groß genug, ist es darüber hinaus auch möglich, die Sonde innerhalb der Spule zu platzieren.

Messung einer Helmholtz-Spule mit Transversalsonde

Messung einer Helmholtz-Spule mit Transversalsonde

Geräteempfehlung

Aus unserem Programm an Magnetfeldmessgeräten eignet sich das Teslameter FM 302 mit der AS-Aktivsonde AS-LAP oder AS-UAP GEO-X.

Der Messbereich der Sonde AS-LAP beträgt ±200 mT. Mit dem Teslameter FM 302 in x100 beträgt der Messbereich bei der AS-LAP noch ±2 mT. Damit lassen sich mittlere und kleine Felder gut auflösen.

Die Sonde AS-UAP GEO-X ist speziell für die Messung sehr kleiner Felder wie dem Erdmagnetfeld konzipiert. Der Messbereich der Sonden beträgt ±200 µT. Durch die Möglichkeit den Einfluss des Erdmagnetfeldes zu kompensieren wird im kleinsten Messbereich (Teslameter FM 302 in x100) eine Auflösung von einem Nanotesla (0,001 µT) oder weniger erreicht.

Aktivsonde GEO-X

Als  kundenspezifische Anfertigung können wir auch Varianten von sehr dünnen Axialsonden herstellen.

Zu der Sonde AS-LAP empfiehlt sich die als Option erhältliche Nullkammer. Insbesondere, wenn sehr kleine Felder gemessen werden sollen, kann damit vor der Messung der Nullpunkt der Sonde überprüft und kompensiert werden. Siehe dazu auch unsere  Application Note PE012 Nullkammer – Nullpunkteinstellung.

Nullkammer