Sensorik/Aktorik
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8.5.1 Sättigungskernverfahren, Förstersonde, Flux Gate Magnetometer<br />
• Zwei Spulen um einen gemeinsamen Kern<br />
• eine Wicklung magnetisiert den Kern periodisch, die andere mißt die Induktion<br />
• B(H) sehr nichtlinear → ungeradzahlige Oberwellen<br />
• bei axial anliegendem Feld auch geradzahlige<br />
• Sensitivität 3760 V/T, Rauschen 1µT<br />
8.5.2 Wiegand- und Impulsdrahtsensoren<br />
• weichmagnetischer Werkstoff mit nur einem Weißschen Bezirk (aufgrund von Formanisotropie,<br />
z.B. langer dünner Draht)<br />
→ fast rechteckige Hysteresekurve<br />
• spontanes Umspringen bei Überschreiten von H s (kann wesentlich größer als Koerzitivfeldstärke<br />
H c sein) → große Induktionsspannung<br />
• binäres Ausgangssignal (0/1)<br />
• besteht aus einem Draht mit Induktionsspule außenrum<br />
– bei Erhöhung des Magnetfelds springt die Magnetisierung des Drahts um<br />
– da um den Draht noch ein magnetisierter Mantel liegt, der nicht so schnell umspringen soll<br />
(normale Hysteresekurve), wird der Effekt ein wenig kompensiert → kleiner Spannungsimpuls<br />
– bei Umpolung des angelegten Magnetfelds springt der Draht wieder in die ursprüngliche<br />
Richtung<br />
– da diesmal die Magnetisierungsrichtung von Mantel und Kern übereinstimmen: großer Spannungsimpuls<br />
• Wiegandsensoren geben nur beim Einschalten einen großen Puls, Impulsdrahtsensoren auch beim<br />
Ausschalten<br />
• keine Stromversorgung nötig<br />
8.6 Andere Sensortechniken<br />
Magnetodioden und -transistoren: Magnetokonzentrationseffekt<br />
• Gleichzeitige Injektion von Elektronen und Löchern<br />
• beide werden in dieselbe Richtung abgelenkt<br />
→ Verringerung der Lebensdauer durch Oberflächenrekombination (Oberfläche speziell behandelt)<br />
Reed-Sensoren: Zwei Blattfedern werden durch ein axial anliegendes Magnetfeld zueinander hingezogen<br />
Magnetoelastische Sensoren: Magnetostriktion → Anisotropie (Änderung der Hysteresekurve) unter<br />
Einfluß einer mechanischen Spannung; unter einem konstanten Magnetfeld führt eine mechanische<br />
Spannungsänderung zu einer elektrischen → Kraftsensor<br />
SQUIDs: Superconducting Quantum Interference Devices<br />
Übersicht S. 250<br />
• Femtotesla<br />
• Fluß Φ quantisiert → Kreisstrom im Ring muß Differenz ausgleichen<br />
• schwache Koppelstellen begrenzen den Strom und erlauben das Eindringen des Induktionsflußes<br />
(Josephson-Kontakte, Supraleiter, Isolator, Supraleiter)<br />
• Wechsel der Spannung an zwei Kontakten, an denen Strom eingeprägt wird → Widerstandsänderung<br />
8.6.1 Messung nichtmagnetischer Größen<br />
• Position (absolut und relativ, Pegel), Geschwindigkeit<br />
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