DE680040C - Anordnung zur Messung mageneitscher Gleichfelder - Google Patents

Anordnung zur Messung mageneitscher Gleichfelder

Info

Publication number
DE680040C
DE680040C DES117259D DES0117259D DE680040C DE 680040 C DE680040 C DE 680040C DE S117259 D DES117259 D DE S117259D DE S0117259 D DES0117259 D DE S0117259D DE 680040 C DE680040 C DE 680040C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
arrangement according
frequency
circuit
induction coil
measuring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DES117259D
Other languages
English (en)
Inventor
Heinz Boucke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens and Halske AG
Siemens AG
Original Assignee
Siemens and Halske AG
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens and Halske AG, Siemens AG filed Critical Siemens and Halske AG
Priority to DES117259D priority Critical patent/DE680040C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE680040C publication Critical patent/DE680040C/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Description

  • Anordnung zur Messung magnetischer Gleichfelder Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Messung der Stärke von magnetischen Feldern und besteht darin, daß eine von einem hochfrequenten Strom durchflossene und mit einem magnetisch geschlossenen Kern versehene, von der Feldstärke abhängige, in das betreffende Feld hineinzubringende Induktivität vorgesehen ist, deren jeweilige Änderung ein Maß für die Stärke des zu prüfenden Feldes darstellt. Bei der Messung wird also die Wirkung der durch das zu messende Felid gegebenen Vor, magnetisierung auf die Induktivität der den Kern umschließenden Spule festgestellt und auf die Feldstärke zurückgeschlossen. Zwar ist es bekannt, wechselstromdurchflossene Wandler oder Drosseln mit Eisenkern um einen Gleichstromleiter zu legen, um durch das sich ausbildende Feldqdie Stärke des durch den Leiter fließenden Stromes zu messen. Jedoch handelt es sich dort lediglich um technischen Wechselstrom (50 Hz), der sehr große Induktivitäten erfordert, so daß insbesondere bei Messung geringer Änderungen der Feldstärke in vielen Fällen keine ausreichende Empfindlichkeit erzielbar ist.
  • Die erfindungsgemäße Anordnung hingegen ist insbesondere bei Wahl eines geeigneten Kernmaterials trotzdem m außerordentlich empfindlich und ermöglicht es, Unterschiede in der Feldstärke bis Zu U 118oo Gauß festzustellen.
  • Bei der Wahl Qs Rermnaterials ist es wichtig, solches mit möglichst geringer Permeabilität zu verwenden, um eine Verformung und Stärkeänderung des zu messenden Magnetfeldes möglichst klein zu halten.
  • Ferner hat sich gezeigt, daß magnetische Stoffe niedriger Anfangspermeabilität einen gleichförmigeren Permeabilitätsabfall unter dem Einfluß des Fremdfeldes aufweisen als Stoffe hoher Permeabilität. Als besonders zweckmäßig hat sich die Verwendung g eines Massekernes erwiesen mit einer sehr geringen Korngröße, vorteilhaft unter 10 », und die Verwendung solcher Teilchen in ungepreßtem Zustand. Ein brauchbares, aus bekannten Stoffen ohne weiteres herstellbares Kernmaterial besteht beispielsweise aus Karbonyleisenteilchen, die in eine plastische Masse, etwa Wachs, eingebettet sind.
  • Der Eisenkern muß im übrigen auch so bemessen sein, daß wesentliche Verzerrungen des zu messenden Feldes durch den Kern nicht herbeigeführt werden. Man wird also Abmessungen von wenigen Millimetern im allgemeinen möglichst nicht überschreiten.
  • Um Wirbelstrombiltdung außerhalb der Meßspule zu vermeiden, ist es erforderlich, dem Kern einen geschlossenen Kraftlinienweg zu geben, vorzugsweise eine Kreisringform, so daß die auf den Kern gewickelte Spule Toroidform erhält.
  • Die N Messung ist naturgemäß von der Lage des Kernes bzw. der Spule innerhalb des zu messenden Feldes abhängig, so daß man die Eichung des Meßgerätes entweder bei senkrechter Lage der durch die Spulenachse gelegten Ebene zu den Kraftlinien des zu messenden Feldes oder bei paralleler Lage vornehmen und die Spule späterhin stets in einer der Eichlage entsprechenden Lage anwenden muß. Diese letzte Forderung läßt sich in bequemer Weise erfüllen, weil man jeweils nur bei unbekannter Richtung der Feldkraftlinien den Höchstwert oder den Mindestwert durch Veränderung der Spulenlage herauszusuchen braucht.
  • Da wegen der geringen Permeabilität der in der Meßspule benutzten Massekerne und wegen der räumlichen Kleinheit der Spule auch die Induktivitätswerte der Meßspule gering sind und d beispielsweise nur Bruchteile eines Millihenry betragen, bedient man sich zur Feststellung der Induktivitätsänderung hochfrequenter 5 chaltungsanordnungen, deren Seibstinduktionen ja die Größenordnung derjenigen der Meßspule haben.
  • Wichtig ist ferner bei der Verwendung hochfrequenter Erregerströme die Abschirmund der Apparatur gegen fremde Wechselfelder, die z. B. durch eine Kupferpanzerung erreicht werden kann.
  • In bezug auf die Schaltung liegen sehr verschiedene Möglichkeiten vor, wobei in jedem Falle ein hochfrequenter Senderkreis benutzt wird. Man kann nun die Meßspule unmittelbar in diesem Senderkreis anordnen, so daß der Senderkreis durch die Vormagnetisierung des Spulenkernes unmittelbar verstimmt wird.
  • Es ist aber auch möglich, die Meßspule als Kopplungselement zu verwenden, so daß der Kopplungsgrad entsprechend der Vormagnetisierung des Spulenkernes geändert wird.
  • Bei unmittelbarer Verstimmung des Senderkreises wird d die Meßspule zweckmäßig in den Gitterkreis geschaltet, doch ist audl eine Einschaltung in (den anoden Anodenkreis angekoppelten Kreis möglich. Zur Festlegung einer Normal frequenz, der gegenüber die Verstimmung gemessen wird, kann entweder ein besonderer Schwingungskreis an den Erregerkreis angekoppelt sein, so daß eine im Gitterkreis des Senders liegende Kapazität veränderlich gemacht werden muß, oder es kann die Kapazität im Gitterkreis unveränderlich sein, und der besondere angekoppelte Kreis kann mit einer veränderlichen Kapazität ausgerüstet sein.
  • Zur Feststellung der Resonanz dient in jedem Falle ein im Anodenkreis der Senderöhre liegendes Meßgerät. Die Feldstärke kann an dem Ausschlag dieses Meßgerätes unmittelbar abgelesen werden, wenn im übrigen alle Größen völlig konstant gehalten werden, d. h. es dürfen sich weder die Spannungen von Anoden- und Heizstromquelle verändern, noch darf die verwendete Senderöhre im Laufe der Zeit Änderungen zeigen bzw. ohne neue Eichung gegen eine andere ausgewechselt werden.
  • Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt.
  • In der Fig. I ist die Meßinduktivität, bestehend aus einem ringförmigen Massekern und einer darauf angeordneten toroidförmigen Wicklung, mit I bezeichnet. Die Induktivität bildet mit einem Kondensator 2 einen Schwingungskreis, von welchem das Gitter einer Röhre 3 gesteuert wird. Der Anodenstromkreis der Röhre 3 ist über Kopplungsspulen 4 auf den Gitterkreis zurückgekoppelt und über die Primärwicklung eines Hoclifrequenztransformators 5 und ein Meßinstrument 7 geschlossen. Die Sekundärseite des Hochfrequenztransformators 5 ist durch einen Kondensator 6 zu einem Schwingungskreis ergänzt. Die gesamte Anordnung mit Ausnahme der Stromquellen und des Meßinstrumentes 7 ist von einer z. B. aus Kupferblech hergestellten geschlossenen Hülle 8 umgeben, die, um das Schaltbild möglichst wenig zu stören, gestrichelt eingezeichnet ist.
  • Die Wirkungsweise der Anordnung erklärt sich wie folgt: Durch den aus Sekundärspule des Transformators 5 undKapazität 6 gebildeten Schwwingungskreis ist eine Normalfrequenz festgelegt. Wenn man nun durch entsprechende Einstellung der beispielsweise von Hand veränderlichen Rückkopplung 4 die Röhre zum Schwingen bringt und durch Änderung, der Kapazität 2 die Eigenfrequenz des Gitterkreises stetig verändert, dann wird das Meßinstrument 7 ein sdarfes Strommaximmu beitderjenigen Frequenz zeigen, welche gleich der Resonanzfrequenz des Sdlwingungskreises 5, 6 ist. Es ist demnach möglich, mit Hilfe des Meßinstrumentes 7 den die Meßspule enthaltenden Gitterkreis auf gleiche Eigenresonanz mit dem Kreis 5, 6 einzustellen. Die Eigenfrequenz des Gitterkreises ist aber von der Größe der Induktivität der Meßspule I abhängig, so daß nach entsprechender Eichung die bei Frequenzübereinstimmung beider Schwingkreise sich ergebende Einstellung des Kondensators 2 ein Maß für die Vormagnetisierung des Kernes der Meßspule darstellt. Die Eichung geht in der Weise vor sich, daß unter sorgfältiger Fernhaltung aller Fremdfelder von der Meßspule I zunächst einmal der Nullpunkt auf der Skala des Drehkondensators 2 bestimmt wird. Danach wird die Spule I in ein auf gewünschte Werte einstellbares FeM gebracht und die Skala des R : onidensators entsprechend den eingestellten Feldstärken geeicht.
  • Es ist selbstverständlich, daß man die Kondensatoren 2 und 6 in der Weise gegeneinander auswechseln kann, daß der Kondensator 2 eine feste Kapazität erhält, während die Kapazität des Kondensators 6 veränderlich gemacht wird. Dadurch ändert sich an der Wirkungsweise des Gerätes nichts.
  • Die Rückkopplung 4 zwischen Gitter und Anodenkreis wird zweckmäßig in gewissen Grenzen veränderlich gemacht, und zwar schon deshalb, weil selbst Röhren der gleichen Type untereinander verschiedene Charakteristiken haben, so daß zum Schwingungseinsatz verschieden starke Rückkopplungen erforderlich sind. Außerdem muß die Rückkopplung vorzugsweise dann veränderlich sein, wenn nicht, wie bei dem Ausführungsbeispiel, der Kondensator 2, sondern der Kon densator 6 mit veränderlicher Kapazität ausgebildet ist. In diesem Fall verändert sich nämlich die Eigenfrequenz des Gitterkreises entsprechend der gemessenen Feldstärke, und mit Rücksicht auf diese Änderung der Eigenfrequenz muß auch die Rückkopplung veränderlich sein. Man kann die Frequenzänderung bei der Rückkopplung unter Umständen hinreichend kompensieren, wenn man der im Anodenkreis liegenden Rückkopplungsspule eine verhältnismäßig große Windungszahl gibt, so daß sie als induktiver Widerstand wirksam wird. Wählt man dabei die Rückkopplung hinreichend stark, dann kann man auch ganz ohne Veränderung der Rückkopplung auskommen und muß im ungünstigsten Falle einmal eine Röhre ausscheiden, deren Charakteristik entweder von vornherein nicht steil genug ist oder im Laufe einer längeren Betriebszeit sich zu weitgehend verschlechtert hat.
  • Ein zweites Ausführungsbeispiel ist in der Fig. 2 dargestellt. Dabei sind die gleichen Teile wieder mit den gleichen Ziffern bezeichnet. Die Meßspule bildet bei diesem Ausführungsbeispiel nicht mehr einen Teil des Gitterkreises; sie dient vielmehr zur tSberkopplung zwischen Anodenkreis der Schwingröhre und einem aus einer Induktivität 10 und einer veränderlichen Kapazität g bestehenden Schwingungskreis. Der Anodenstrom wird über einen hohen induktiven Widerstand II an der Meßspule vorbeigeführt.
  • Eine vor die Meßspule geschaltete Kapazität 12 verhindert eine unerwünschte Vormagnetisierung der Spule. Zur Anzeige dient ein Meßgerät I3, das, um eine möglichst hohe Empfindlichkeit zu erzielen, ein Gleichstrominstrument mit vorgeschaltetem Gleichrichter I4 ist und von dem die an der Kapazität 9 erzeugte Spannung gemessen wird. Die Messung geht in der Weise vor sich, daß zunächst einmal durch genaues Einstellen der Kapazität 9 der Schwingungskreis 10, 9 auf Resonanzübereinstimmung mit dem Gitterkreis gebracht wird. Der dann an dem Instrument 13 abzulesende Ausschlag bildet den Ausgangspunkt für die Messung. Aus dem Meßausschlag des Instrumentes I3 wird die Änderung des induktiven Widerstandes der Meßspule bestimmt, die sich aus der Vormagnetisierung durch das zu messende Feld ergibt.
  • Zur Ablesung der gemessenen Werte kann auch die Skala eines veränderlichen Kondensators dienen, der einem der beiden Kreise zugeordnet ist. In diesem Falle muß die Kondensatoreinstellung durch Ermittlung des Resonanzpunktes vorgenommen werden. Dazu wird zweckmäßig die Anodenstromstärke mit Hilfe eines Meßinstrumentes angezeigt. Die Feldstärke kann aber auch unmittelbar in der oben angegebenen Weise an einem Meßinstrument abgelesen werden, insbesondere, wenn die Meßspule zur Kopplung zwischen den beiden Kreisen benutzt wird, aber auch dann, wenn die Meßspule einen Teil eines der beiden Kreise bildet. Im zuletzt genannten Fall kann unter der obengenannten Voraussetzung der Konstanz der übrigen Größen die veränderliche Kapazität durch eine feste Kapazität ersetzt werden.
  • An Stelle des gedämpften Schwingungskreises der Anordnung nach Fig. I kann schließlich auch ein weiterer Sender mit einer zweiten Röhre benutzt werden. Dieser zweite Sender wird in der Frequenz möglichst konstant gehalten, und der Frequenzunterschied zwischen ihm und dem die Meßspule enthaltenden Schwingungskreis wird zur Messung nach dem Uberlagerungsverfahren herangezogen, wobei entweder die Sdwebuiigsfrequenz unmittelbar abgehört oder zur Anzeigte gebracht wird oder aber durch Änderung der Kapazität des die Meßspule enthaltenden Kreises eine Nullmethode verwendet wird.
  • PATENTANSI) RUCIIE : I. Anordnung zur Messung magnetischer Gleichfelder, dadurch gekennzeichnet, daß eine von einem hochfrequenten Strom durchflossene und mit einem magenetisch geschlossenen Kern versehene, von der Feldstärke abhängige, in das betreffende Feld hineinzubringende Induktivität vorgesehen ist, deren jeweilige Änderung ein Maß für die Stärke des zu prüfenden Feldes darstellt.

Claims (1)

  1. 2. Anordnung nach Anspruch I, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Massekerus, dessen Masseteilchen sich vorzugsweise in nngepreßtem Zustand befinden und in einen plastischen Stoff, z. B.
    Wachs, eingebettet sind.
    3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Teilchen des Massekerns einen kleineren Durchmeser als IO fb haben.
    4. Anordnung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Verwendung von Karbonyleisen für den Massekern.
    5. Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßanordnung, mindestens soweit sie von hochfrequenten Wechselströmen durchflossen wird, gegen den Einfluß fremder Wechselfelder, z. B. durch eine elektrisch gut leitende Hülle, abgeschirmt ist.
    6. Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsspule einen Teil eines hochfrequenten Schwingungskreises bildet und zur Ablesung der Änderungen der Induktivität eine veränderbare Kapazität mit Ableseskala dient.
    7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsspule und die veränderbare Kapazität Teile desselben Schwingungskreises, vorzugsweise des Gitterkreises einer Senderöhre, bilden und die Normalfrequenz, auf die eingestellt wird, durch einen unveränderlichen Resonanzkreis gegeben ist.
    8. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsspule und die veränderbare Kapazität Teile verschiedener miteinander gekoppelter Schwingungskreise bilden, wobei die Induktionsspule vorzugsweise in dem Gitterkreis einer Senderöhre, die veränderbare Kapazität in einem Saugkreis angeordnet sind.
    9. Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsspule als Kopplungsglied zwischen zwei Hochfrequenzkreisen dient und als Maß ihrer Induktivität die über sie von dem einen auf den anderen Kreis übertragene Energie dient, die zweckmäßig mit Hilfe eines Gleichstrominstrumentes mit vorgeschaltetem Gleichrichter gemessen wird.
    IO. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung von zwei Generatorkreisen, von denen einer die Meßspule enthält, und durch die Heranziehung des Frequenzunterschiedes zwischen beiden Kreisen zur Messung, indem die aus der Überlagerung beider Frequenzen sich ergebende Schwebungsfrequenz entweder unmittelbar gemessen oder durch Änderung der Resonanzlage eines Generatorkreises auf Null gebracht wird.
DES117259D 1935-02-23 1935-02-23 Anordnung zur Messung mageneitscher Gleichfelder Expired DE680040C (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DES117259D DE680040C (de) 1935-02-23 1935-02-23 Anordnung zur Messung mageneitscher Gleichfelder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DES117259D DE680040C (de) 1935-02-23 1935-02-23 Anordnung zur Messung mageneitscher Gleichfelder

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE680040C true DE680040C (de) 1939-08-21

Family

ID=7534171

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DES117259D Expired DE680040C (de) 1935-02-23 1935-02-23 Anordnung zur Messung mageneitscher Gleichfelder

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE680040C (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1441177B1 (de) * 1961-12-29 1969-09-11 Tokyo Keiki Seizosho Co Ltd Vorrichtung zum Ausmessen eines Magnetfeldes und Messen eines elektrischen Stromes
FR2425648A1 (fr) * 1978-05-08 1979-12-07 Commissariat Energie Atomique Detecteur de champ magnetique

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1441177B1 (de) * 1961-12-29 1969-09-11 Tokyo Keiki Seizosho Co Ltd Vorrichtung zum Ausmessen eines Magnetfeldes und Messen eines elektrischen Stromes
FR2425648A1 (fr) * 1978-05-08 1979-12-07 Commissariat Energie Atomique Detecteur de champ magnetique

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3031997C2 (de) Anordnung zur berührungslosen Messung statischer und dynamischer Drehmomente
EP0945736B1 (de) Magnetometer
AT141447B (de) Anordnung zum Prüfen von Stromwandlern.
DE680040C (de) Anordnung zur Messung mageneitscher Gleichfelder
DE3152919C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur magnetischen Pr}fungmechanischer Eigenschaften
DE1623577C2 (de) Magnetometer mit direkter Zeitverschlüsselung
EP0267896A2 (de) Messeinrichtung zur Bestimmung des Gehaltes an magnetisierbarer Substanz
DE2625964B2 (de) Magnetometer und Verfahren zur Herstellung des Kerns mit Wicklung für dasselbe
DE883657C (de) Verfahren und Messgeraet fuer die Schichtdickenmessung gehaerteter Oberflaechen
DE1180550B (de) Verfahren zum Untersuchen eines relativ homo-genen Mediums auf Bereiche unterschiedlicher elektrischer Leitfaehigkeit und Vorrichtung zum Durchfuehren des Verfahrens
DE3044020A1 (de) Magnetometer mit digitaler messwertdarstellung nach dem impulsintegrationsverfahren
DE933460C (de) Geraet zur Pruefung von Spulen auf Windungsschluss mit magnetischer Ankopplung des Prueflings
DE1231807B (de) Nach der Kernresonanzmethode arbeitende Vorrichtung zur Messung magnetischer Feldstaerken
DE568619C (de) Einrichtung zur Fernsichtbarmachung kleiner Lageaenderungen
DE566286C (de) Anordnung zur Messung von elektrischen Spannungen, insbesondere von Hochspannungen, mit Hilfe einer Messspule, die den Lade- oder Verschiebungsstrom einer Kapazitaet umschlingt und mit einem Messinstrument verbunden ist
AT164752B (de) Gerät zur Prüfung von Spulen auf Windungsschluß mit magnetischer Ankopplung des Prüflings
DE2834763A1 (de) Verfahren zur materialpruefung und wegmessung durch selbsterregte elektromagnetische schwingungen
DE888885C (de) Vorrichtung zur Messung von Gleichspannungen geringer Groesse
AT289248B (de) Anordnung zur Messung der magnetischen Eigenschaften ferromagnetischer Werkstoffe
DE1766231C (de) Prüfgerät zum Feststellen von Kurzschlüssen und zum Messen der Spannungsfestigkeit von Wicklungen
DE760038C (de) Anordnung zum Verringern des auf Eisenverluste zurueckzufuehrenden Frequenzfehlers bei Strommessern
DE2435338A1 (de) Verfahren zur analogen messung des querschnittes von draehten mit digitaler querschnittsanzeige sowie registrierung der prozentualen querschnittsaenderung
DE965073C (de) Blechdickenmesser
DE929310C (de) Anordnung zur Anzeige des Schwingungszustandes einer Roehre in Sendern, Empfaengern, Pruef- und Messgeraeten
DE2345266C3 (de) Vorrichtung zur Messung der magnetischen Induktion in einem radialen Magnetfeld