1 Ãberblick über die Sensorik
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Seite 140<br />
278 5.4 Wiegand- und Impulsdrahtsensoren 5.4 Wiegand- und Impulsdrahtsensoren 279<br />
In Tab. 5.4-2 sind <strong>die</strong> Leistungsdaten von Wieganddrähten zusammengestellt.<br />
Tab. 5.4-1 Eigenschaften der Legierung VACOFLUX 50 für <strong>die</strong> Herstellung von Impulsdrähten<br />
(nach [5.20])<br />
Tab. 5.4-2<br />
Typische Eigenschaften eines Wieganddrahtes bei optimaler Ansteuerung (Typ<br />
PN 30020, Echlin Sensor Co. , USA-Branford CT, nach [5.20]))<br />
Bild 5.4-2<br />
Wiegand-Effekt am Vicalloy-Draht (52Co-10V-Fe, nach [5.20 bis 22]): Der weichmagnetische<br />
Drahtkern ist von einem magnetisch härteren Mantel umgeben, dem eine<br />
festgelegte Magnetisierungsrichtung eingeprägt ist. Diese Eigenschaften werden durch<br />
eine mechanische Behandlung des Drahtes (Tor<strong>die</strong>ren und Drehen) eingestellt. Die<br />
Magnetisierung des Kerns hat zwei stabile Ausrichtungen entlang und entgegengesetzt<br />
der äußeren Magnetisierungsrichtung.<br />
a) Ausgangszustand: Drahtkern und -mantel haben <strong>die</strong>selbe Magnetisierungsrichtung<br />
b) Durch ein äußeres Magnetfeld wird <strong>die</strong> Magnetisierung des Kerns umgepolt. Der<br />
in <strong>die</strong> Spule induzierte Spannungsimpuls hat eine relativ geringe Amplitude (<strong>die</strong><br />
Feldstärken von Mantel und äußerem Feld wirken gegeneinander, H s –H c klein ).<br />
c) Durch ein entgegengesetzt gepoltes äußeres Magnetfeld wird der Ausgangszustand<br />
wieder hergestellt: Die Richtungen des äußeren und des Mantel-Magnetfeldes<br />
stimmen überein, es ergibt sich ein großer induzierter Spannungspuls (H s –H c<br />
groß).<br />
Typisch für das Verhalten der Sensoren ist, daß eine äußere Magnetfeldstärke H s<br />
oberhalb der Koerzitivfeldstärke H c angelegt werden muß, um <strong>die</strong> Polarisationsänderung<br />
einzuleiten. Hohe Werte für <strong>die</strong> treibende Kraft H s – H c erhält man durch ein<br />
feinkörniges Gefüge im Draht und hohe Zugspannungen. Tab. 5.4-1 gibt <strong>die</strong> typischen<br />
Eigenschaften einer magnetischen Legierung wieder, aus der Impulsdrähte hergestellt<br />
werden können.<br />
Bild 5.4-2 zeigt den Aufbau und <strong>die</strong> Funktionsweise eines Wieganddrahtes.<br />
Das spezielle Herstellungsverfahren des Wieganddrahtes führt zu einer komplexen Abhängigkeit<br />
des Impulsverlaufs und der Impulsamplitude von der Ansteuerung (Bild 5.4-<br />
3).<br />
Bild 5.4-3<br />
Abhängigkeit der Eigenschaften von Wieganddrähten von der Größe der Rücksetzfeldstärke<br />
H r (nach [5.20]):<br />
a) Hysteresekurven<br />
b) Schaltamplitude in Abhängigkeit von der Schaltfeldstärke H s .
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