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

Feldverlauf und Messung einer Zylinderspule

 

Messung des Magnetfeldes in einer Zylinderspule mittels Axialsonde

Messung des Magnetfeldes in einer Zylinderspule mit Axialsonde

Messung des Magnetfeldes in einer Flachspule mittels 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 (Luftspule) mittels transversaler Magnetfeldsonde; die Sonde ist rechtwinklig zur Achse der Spule ausgerichtet; es kann daher nur vor der Spule gemessen werden

Messung des Magnetfeldes an einer Zylinderspule mit Transversalsonde

Messung des Magnetfeldes an einer Flachspule (Luftspule) mittels transversaler Magnetfeldsonde; die Sonde ist rechtwinklig zur Achse der Spule ausgerichtet; es kann daher nur vor der Spule gemessen werden

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 außerhalb einer Zylinderspule (Luftspule) mittels axialer Magnetfeldsonde; die Sonde ist parallel zur Achse der Spule ausgerichtet

Messung des Streufeldes einer Zylinderspule mit Axialsonde

Messung des Streufeldes außerhalb einer Zylinderspule (Luftspule) mittels transversaler Magnetfeldsonde; die Sonde ist rechtwinklig zur Achse der Spule ausgerichtet

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 des Magnetfeldes an einer Helmholtz-Spule mittels axialer Magnetfeldsonde; ; die Sonde ist parallel zur Achse der Spule ausgerichtet

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

Messung des Magnetfeldes an einer Helmholtz-Spule mittels axialer Magnetfeldsonde; ; die Sonde ist parallel zur Achse der Spule ausgerichtet

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 des Magnetfeldes an einer Helmholtz-Spule mittels transversaler Magnetfeldsonde; ; die Sonde ist rechtwinklig zur Achse der Spule ausgerichtet und wird von der Seite zwischen die Spulen eingeführt

Messung einer Helmholtz-Spule mit Transversalsonde

Messung des Magnetfeldes an einer Helmholtz-Spule mittels transversaler Magnetfeldsonde; ; die Sonde ist rechtwinklig zur Achse der Spule ausgerichtet und wird innerhalb der großen Spulen gehalten

Messung einer Helmholtz-Spule mit Transversalsonde

 

Geräteempfehlung

Aus unserem Programm an Magnetfeldmessgeräten eignet sich das Teslameter FM 302 mit der PDF Icon 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.


Teslameter FM 302


AS-LAP

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Aktivsonde GEO-X

 

Als PDF Icon 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 PDF Icon Application Note PE012 Nullkammer – Nullpunkteinstellung.

runde Nullkammer zur Abschirmung von Magnetfeldern

Nullkammer