Magnetfeldmessungen

Hier gibt es Fachwissen auch ohne Experimentierkästen

Magnetfeldmessungen

Ungelesener Beitragvon Physikfan » 25. Mär 2016, 08:34

Hallo Horst, Georg, Andy

Erste Messungen der magnetischen Flußdichte an einem Kosmos Permanentmagneten (Elektrotechnikkasten von 1959) sowie als Referenz an einer Magnetscheibe (Dicke 3mm, Durchmesser) und an einem Würfel (Seitenlänge 7mm) aus
NeodymBorEisen mit einem Hallsensor-Magnetfeldmeßgerät sind nachfolgend dokumentiert.
Die Kalibrierung des Nullpunktes des Sensors erfolgte in einer magnetisch abgeschirmten Kammer (Mu-Metall).

Laut Wikipedia ist "Mu-Metall eine weichmagnetische Nickel-Eisen-Legierung hoher magnetischer Permeabilität."

Als Meßfehler gebe ich sehr vorsichtig +- 10% an.

Kosmosmagnet Messung links
Bild

Kosmosmagnet Messung rechts
Bild

Magnetfeldmessung des Würfels
Bild

Die Meßwerte:
Kosmosmagnet, linker Pol 175 Gauss
Kosmosmagnet, rechter Pol -92 Gauss
Magnetscheibe vorne 1924 Gauss
Magnetscheibe hinten -1920 Gauss
Magnetwürfel vorne 5190 Gauss
Magnetwürfel hinten -5194 Gauss

1 Tesla = 10**4 Gauss

Beachtlich ist die Asymmetrie des Kosmosmagneten im Vergleich zur fast perfekten Symmetrie der Magneten aus NeodymBorEisen.

Viele Grüße

Physikfan
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Re: Magnetfeldmessungen

Ungelesener Beitragvon Georg » 25. Mär 2016, 10:36

Hallo Physikfan,

Die Kalibrierung des Nullpunktes des Sensors erfolgte in einer magnetisch abgeschirmten Kammer (Mu-Metall).


Die µ-Metallkammer (Mu-Metall schreiben Amerikaner und ihre fans) kann man
sich sparen, man stellt einfach auf den Wert des Erdmagnetfelds ein und
dreht dann den Sensor um 180 Grad in Gegenrichtung zum Erdfeld.
Der Sensor muß dann den gleichen Wert in umgekehrter Polarität anzeigen.

Laut Wikipedia ist "Mu-Metall eine weichmagnetische Nickel-Eisen-Legierung hoher magnetischer Permeabilität."


Eines der glücklicherweise seltenen Beispiele im Bereich Technik für Fehler
in Wikipedia. Der Witz von µ-Metall ist die hohe Anfangspermeabilität.
Sie bedingt, daß schwache Felder abgeschirmt werden. Wird das µ-Metall
einmal einem der im Wikipedia angepriesenen hohen Werte ausgesetzt,
ist es sozusagen ruiniert, muß dann ausgeglüht werden.
Früher war Tonband auch beliebt als Abschirmung, man mußte die
Bauteile nur damit umwickeln.

Den Hufeisenmagneten aus "Elektro" würde ich mal mit Eisenfeilspänen
untersuchen. Dein Befund könnte darauf hindeuten, daß jemand mal
versuchte den Magneten aufzunorden, dabei aber nur einen Schenkel
behandelte. Im Originalzustand war der Magnet möglicherweise so
magnetisiert, daß die Pole in dem Bereich liegen, wo der Anker beim
Motor/Generator angeordnet ist.

Deine Sonde/Meßgerät würde mich interessieren, würdest du evtl dazu
mehr hier bringen?
Gruß
Georg
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Re: Magnetfeldmessungen

Ungelesener Beitragvon mjwolf » 25. Mär 2016, 12:17

Georg hat geschrieben:Deine Sonde/Meßgerät würde mich interessieren, würdest du evtl dazu
mehr hier bringen?


Dem kann ich mich nur anschließen...

VG
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Re: Magnetfeldmessungen

Ungelesener Beitragvon Physikfan » 25. Mär 2016, 12:27

Hallo Georg

Der Vorteil einer "Nullfeldkammer" ist halt der, dass man dann auch das Erdfeld messen kann, wenn der Sensor im "Nullfeld" wirlich Null anzeigt. Es müssen ja auch noch elektronische Offsets etc. bei der Nullstellungsprozedur kompensiert werden.
Außderdem ist in Gebäuden durch entsprechende ferromagnetische Materialien (Öfen, Radiatoren, etc.) das Erdfeld meist etwas verfälscht.
In der freien Natur kann man ja da durchaus Erfolg haben, wenn man die entsprechenden Winkel stabil einstellen kann, Stichwort Inklination.
Dein Kommentar hat mich aber dazu gebracht mit dem Apparat zur Messung der Inklination, siehe Bild, diese auch zu bestimmen.
Bild

Vielen Dank für den Tipp mit dem Tonband, ich werde das demnächst ausprobieren.

Die Asymmetrie des Kosmoshufeisenmagneten hat mich schon etwas überrascht, ich werde jetzt noch mehr dieser alten Hufeisenmagneten vermessen und auch noch einige Experimente mit diesen starken NeodymEisenBormagneten anschließen.

Viele Grüße

Physikfan
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Magnetfeld eines NeodymEisenBor- Würfels

Ungelesener Beitragvon Physikfan » 25. Mär 2016, 14:27

Hallo allen Magnetfreunden

Messungen der magnetischen Flußdichte an einem Würfel (Seitenlänge 7mm) aus
NeodymBorEisen mit einem Hallsensor-Magnetfeldmeßgerät sind nachfolgend dokumentiert.
Die Kalibrierung des Nullpunktes des Sensors erfolgte in einer magnetisch abgeschirmten Kammer (Mu-Metall).

Als Meßfehler gebe ich sehr vorsichtig +- 10% an.

Magnetfeldmessung des Würfels
Bild

Die Meßwerte:
Würfelseite 1 gegenüber 3 -5220 Gauss
Würfelseite 3 gegenüber 1 5200 Gauss
Würfelseite 2 gegenüber 4 -620 Gauss
Würfelseite 4 gegenüber 2 320 Gauss
Würfelseite 5 genüber 6 470 Gauss
Würfelseite 6 gegnüber 5 -464 Gauss

Eine Kopplung zweier solcher Würfel ergibt an den "starken" Endflächen Werte von 5600 bzw -5600 Gauss.

1 Tesla = 10**4 Gauss

Viele Grüße

Physikfan
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Software für Gaussmeter mit Smartphones

Ungelesener Beitragvon Physikfan » 25. Mär 2016, 21:20

Hallo

Habe im Internet etwas nach Gauss bzw. Teslametern Ausschau gehalten.
Anscheinend gibt es bei Amazon sogar eine Gratissoftware für Smartphones:

Link:
http://www.amazon.de/Keuwlsoft-Gauss-Me ... ESLA-Meter

"Gauss Meter von Keuwlsoft
Bewertung: Aufsicht empfohlen
Schreiben Sie die erste Bewertung
Preis: Kostenloser Download Preis inkl. MwSt. falls zutreffend.
Verkauft von: Amazon Media EU Sarl
Sofort verfügbar
Unterstützte Sprachen: Englisch

Diese App braucht die Erlaubnis, den Zugang: Netzwerk-Sockets öffnen Entwickler kontaktieren

Produktbeschreibung
This app uses the magnetic field sensor on your device to measure magnetic flux density (B) in Gauss or Tesla. FOR INDICATION ONLY. Results depend on your device and its hardware. Your device must have a Magnetic Field Sensor for this app to function. Features include:
Analogue dial to show current reading.
Averaging.
Maximum and minimum values.
Gauss or Tesla units.
4 time constant options. 3 Refresh speeds.
Graph – Shows the time depedence of the magnetic field.
Compass
Ferrous metal detector – sound frequency will change with gauss level.
Autoscale or manual (pinch & pan) Y-Axis.
Calibrate option – If you have a calibrated gauss meter or known magnetic source, you can use this option to calibrate the meter. (However app is still for Indication Only)."

Viele Grüße

Physikfan
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Software für Gaussmeter zu Smartphones

Ungelesener Beitragvon Physikfan » 25. Mär 2016, 21:32

Hallo Magnetfeldfreunde

Nutzung von Smartphones als Gaussmeter:

Link:
http://mascil.ph-freiburg.de/aufgabensa ... #Magnet_03

"Ein Hall-Sensor besteht aus einem Leiter durch den ein elektrischer Strom I fließt.
Aufgrund des zu messenden äußeren Magnetfelds B wirkt auf die Elektronen des elektrischen Stroms eine Lorentzkraft. Durch die Ansammlung der Elektronen auf einer Seite des Sensors baut sich eine Hall-Spannung auf, die mit einem Voltmeter gemessen werden kann und die proportional zur Stärke des von außen angelegten Magnetfeldes ist..

Ein einzelner Magnetfeldsensor kann die magnetische Flussdichte nur eindimensional erfassen.
Um Magnetfelder in jeder Richtung zu messen, besitzt jedes Smartphone drei dieser Sensoren, die rechtwinklig zueinander angeordnet sind (x-, y- und z-Achse).
Mit einer geeigneten App kann der dreidimensionale Vektor des Magnetfeldes B an jedem Punkt des Raumes dargestellt werden.

3. Experiment: Einsatzmöglichkeiten des Magnetfeldsensors

Der interne Magnetfeldsensor kann im Smartphone zur Bestimmung der Richtung des Magnetfeldes der Erde verwendet werden. Oft wird der Sensor mit weiteren 3D Sensoren wie dem Gyrometer- und dem Beschleunigungssensor verknüpft um zum Beispiel die exakte Lage des Smartphones im Raum zu bestimmen.
Über die App "Physics Toolbox Suite" wurde der Wert für die Stärke des Magnetefelds der Erde in der Schule gemessen: B = 48µT. Der interne Smartphonesensors ist in der Lage Magnetfelder im Bereich von Bmax = ±3,5mT zu erfassen."

Viele Grüße

Physikfan
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Software für Smartphones zu Magnetfeldmessungen

Ungelesener Beitragvon Physikfan » 25. Mär 2016, 21:43

Hallo Magnetfeldfreunde

Auf der Oben angeführten Hompage sind auch Apps aufgelistet:

"Geeignete kostenlose Apps für Experimente mit dem Magnetfeldsensor:

Android Pasco sparkvue
Vorteile: Anschluss von externen Sensoren, Export von Daten, Glättung und Integration.
Nachteil: Interner B-Feld Sensor nicht verwendbar.

Android Physics Toolbox Suite
Vorteile: Alle internen Sensoren messbar, viele Einstellmöglichkeiten, Export von Daten
Nachteil: Keine genaue Messfrequenz einstellbar."

Etc.

Viele Grüße

Physikfan
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Re: Magnetfeldmessungen

Ungelesener Beitragvon Georg » 26. Mär 2016, 11:20

Hallo,
im Google Playstore finden sich mehr als ein Dutzend
"Magnetometer". Auch viele GPS-Apps und Kompasse zeigen
Magnetfelder an.
Allerdings streikt mein Tablet schon bei Annäherung eines alten
Lautprechermagneten auf ein bis zwei Zentimeter.
Anschließend muß man die Eichprozedur neu durchführen.
Was da genau passiert, um das Magnetometer dauerhaft bis
zum Neueichen strubbelig zu machen, ist mir unklar.
Gruß
Georg

PS @physikfan
Die Kompasseichung in meinem Tablet funktioniert nach dem
Konzept, das ich dir vorschlug, nur noch etwas vornehmer.
Das Tablet wird nacheinander um alle drei Raumachsen gedreht
und die Taste Fertig "getutscht" :=)
Damit hat das Gerät die drei Nullpunkte, die Empfindlichkeit
wird entweder gar nicht abgeglichen, oder die Tablets haben eine
Liste der Erdmagnetfelddaten.
Georg
 
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