1 Überblick über die Sensorik

Seite 152
302 5.6 Anwendungen von Magnetsensoren 5.6 Anwendungen von Magnetsensoren 303
Eine überschlägige Messung relativ großer elektrischer Ströme (z.B. An- oder Abwesenheit
hoher Ströme) kann über ein Magnetfeld um einen stromdurchflossenen Leiter
mit Hilfe eines empfindlichen Magnetsensor erfolgen (Bild 5.6-2). Die naturgemäß starke
Abhängigkeit der Messung von dem relativen Abstand von Leiter und Sensor läßt
sich durch Anbringen eines weichmagnetischen Ferritkerns am Sensor reduzieren, der
das Magnetfeld am Ort des Sensors konzentriert. Ein grundsätzlicher Vorteil ist, daß bei
dieser Strommessung der Leiter nicht aufgetrennt zu werden braucht.
Permanentmagneten markiert, dessen Anwesenheit durch den Sensor angezeigt wird.
Eine relative Bewegung zwischen Magnet und Magnetsensor verändert die Richtung
(der Permalloy-Sensor mißt nur die Feldstärke H y !) und Feldstärke des Magnetfeldes
am Ort des Sensors und kann dadurch quantitativ erfaßt werden (Bild 5.6-3):
Bild 5.6-3
Positionsmessung mit einem Magnetsensor: Sensorsignal in Abhängigkeit von der
Verschiebung x bei unterschiedlichem Abstand d zwischen Sensor und Permanentmagnet
(nach [5.27]). Bei nicht zu großen Verschiebungen ergibt sich ein nahezu lineares
Ausgangssignal.
Ähnlich wie bei der Positionsmessung erfolgt auch bei der Winkelmessung eine gegenseitige
Verschiebung (in diesem Fall Verdrehung) von Sensor und Permanentmagnet
(Bild 5.6-4).
Bild 5.6-2 Strommessung mit einem Magnetsensor (nach [5.27])
a) Anordnung von stromdurchflossenem Leiter und Magnetsensor
b) Meßkurve
In den folgenden Anwendungsbeispiele werden magnetoresistive Permalloy-Sensoren
verwendet. Im Prinzip können hierfür – bei entsprechender Modifikation des Meßaufbaus
– auch Feldplatten oder Hallsensoren eingesetzt werden.
Positionsmessung: Die Position des zu messenden Gegenstandes wird durch einen