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Magnetfeldmessgeräte von List-Magnetik


 

Die maximale Stärke eines Magnetfelds messen

Messgeräte, mit denen man den Spitzenwert eines Magneten oder den Restmagnetismus eines Stahlteils bestimmen kann, werden Magnetometer, Magnetfeldmessgeräte, Teslameter oder Gaussmeter genannt.

Die Feldlinien eines Magnetfelds verlaufen vom Nordpol zum Südpol des Magneten. Bei einem stabförmigen Magneten sind die Pole zumeist an den beiden Enden. Dort ist dann auch das Magnetfeld am stärksten. Je nach Formen des Magneten verlaufen die Feldlinien anders, im Hufeisenmagnet sind sie innerhalb des Bogens parallel.

In der Sonde nimmt ein Hall-Sensor die Lorentzkraft auf, daraus wird die Feldstärke berechnet. Je näher dieser Hall-Sensor an den Pol kommt, desto mehr Kraft wirkt. Verschiedene Bauformen von Sonden (axial, tangential) haben einen unterschiedlichen Einbau des Hall-Sensors und führen zu unterschiedlichen Messwerten.

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Geringer Magnetismus - Permeabilität und Remanenz

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Die Magnetische Permeabilität ist eine Angabe, wie stark ein Stoff magnetisierbar ist. Sinnvoll ist die Aussage dort, wo eigentlich gar kein Magnetismus erwünscht ist, zum Beispiel bei Edelstahl.

Die Magnetische Permeabilität sollte man nicht mit der Remanenz bzw. dem Restmagnetismus verwechseln: Remanenz sagt, wie stark ein Objekt wirklich magnetisiert ist, Permeabilität sagt, wie leicht man ihn magnetisieren könnte.

Bei allen Magnetfeldmessungen muss man bedenken, dass die Erde selbst ein Magnetfeld besitzt. Es ist mit 0,2 A/cm sehr schwach. Je nach Ausrichtung der Sonde wird dieser Wert den Messwert erhöhen oder verringern. Daher sind Abweichungen von 10% im Remanenzbereich durch das Erdfeld denkbar, und man sollte zur Wiederholbarkeit der Messung die Lage des Objekts und die Lage der Messsonde beachten.


Einheit der Magnetfeldstärke (H)

Die Messeinheit für die Stärke des Magnetfelds ist „Ampere pro Meter“ (A/m). Wegen der geringen Wertangaben werden eher A/cm benutzt, oder kA/m, älter auch Oersted (Oe).

Weil die magnetische Flussdichte B, gemessen in Gauss (Gs) oder Tesla (T), über einen konstanten Faktor umgerechnet werden kann, können in der Praxis Magnetfeldstärke und Flussdichte (und somit die Einheiten A/cm, kA/m, Oe, Gs, T) wechselweise verwendet werden.

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Axiale und tangentiale Sonden

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Axiale Sonden messen in Richtung der Sonde. Tangentiale Sonden messen in einem Winkel von 90° zur Sonde. Der Unterschied liegt in der Montage des Hall-Sensors.

Für Messungen in Hohlräumen oder engen Rohen sind tangentiale Sonde besser geeignet.

Ein Vorteil der axialen Sonde an Messgeräten von List-Magnetik ist der Abstand von 2mm zwischen Hall-Sensor und Sondenkappe. Bei der Kugellagerfertigung hat sich dieser Abstand als De-facto-Norm für die Sonde eingebürgert.

Letztlich kann man sagen, die tangentiale Sonde ist das universellere Werkzeug. Denn praktisch alle Messungen der axialen Sonde sind auch tangential durchführbar.


Kalibiernormal / Referenzmagnet

Ein Kalibriernormal ist ein Referenzmagnet, ein Permanentmagnet, der bei gleicher Position der gleichen Sonde immer den gleichen Wert anzeigt.

Damit kann sicher überprüfen, dass die Sonde noch korrekt arbeitet. Bei Präzisions-Kalibriernormalen wird die Axial- oder Tangentialsonde in der Öffnung so festgehalten, dass ein Verwackeln nicht möglich ist.

Die Kombination aus Gerät, Sonde und Normal bildet eine Einheit, die zusammen kalibriert und zertifiziert wird. Die Benutzung einer Sonde an einem Kalibriernormal, das mit einer anderen Sonde abgestimmt wurde, kann dazu führen, dass der Referenzwert minimal abweicht. Das liegt daran, das Sonden nicht immer genau gleich gebaut werden können. Allerdings ist diese Abweichung immer konstant.

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Den Magnetischen Fluss (oder Flux) messen

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Die Frage hier ist: Wie stark ist ein Magnet insgesamt? Nicht nur die Feldstärke am Pol, sondern der gesamte Magnet wird mit einem Fluxmeter vermessen.

In Kombination mit einer Helmholtzspule kann der magnetische Fluss von Permanentmagneten sehr genau bestimmt werden, da positionsunabhängig das gesamte Volumen des Magneten betrachtet wird. In der Spule wird die Auswirkung des Magneten auf die Spulenwicklung in Form einer elektrischen Spannung ermittelt und zum Flux umgerechnet.


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