|
|
| Copyright © Klaus Piontzik | ||
 |
||
| Englische Version |
| Genau genommen können der Strom I und die Flussdichte B auch zeitlich
veränderliche Größen in der Gleichung für die Hallspannung sein. Beschränkt man sich (zuerst)
auf Sinusformen, so entstehen aufgrund der benutzten Frequenzen Resonanzeffekte, die sich dazu nutzen lassen,
um als Messgerät Anwendung zu finden. Der Hall-Effekt wird üblicherweise mit Gleichspannung betrieben, obwohl die Grundgleichung auch andere Spannungstypen zulässt, so auch sinuidale Formen. Nimmt man für den Strom I und das Magnetfeld B Sinusformen, so erhält man für die Hallspannung folgende allgemeine Gleichung: |
| 6.2.1 Gleichung |  |
| Die Hallspannung ist hier das Produkt aus zwei Sinusschwingun-gen.
Dies lässt sich auch elektrotechnisch gut umsetzen und so nutzen, dass magnetische Wellen erfasst werden können.
Die Neuheit besteht darin, den Hallsensor auf einen definierten Arbeitspunkt einzustellen und dann mit einer
Wechselspannung zu versorgen - ähnlich wie bei einem Transistor. Daraus entsteht das ejPi-Meßverfahren. Das Ebbers-Jähn-Piontzik-Meßverfahren, im Folgenden kurz ejPi-Meßverfahren oder auch ejPi-Verfahren nach seinen Erzeugern genannt, erlaubt die Frequenzmessung von magnetischen Wellen. Der Hallsensor wird beim ejPi-Verfahren mit einer Gleichspannung (halbe Betriebsspannung) gespeist, auf die eine regelbare Wechselspannung addiert wird. Bringt man den Sensor nun in ein sinusförmiges Magnetfeld ein, so stellt die gewonnene Hallspannung UH eine Multiplikation der beiden vorhandenen Schwingungen (Speisestrom mal Magnetfeld) dar. Die resultierende Schwingung ist in der Regel eine Schwebungsform, wie in der folgenden Abbildung 6.2.1 gezeigt wird. |
 |
 |
| Abbildung 6.2.1 – Schwebungen |
| Bei gleichen Frequenzen des Speisestromes und des einwirkenden Magnetfeldes tritt eine Art Resonanzeffekt auf - es entsteht eine saubere Sinusquadratwelle ohne negative Spannungsanteile, wie in Bild 6.2.2 dargestellt ist. |
| 6.2.2 Gleichung |  |
| Nach dem Additionsprinzip für trigonometrische Ausdrücke gilt: |
|
cos 2α = cos (α+α) = cosα·cosα - sinα·sinα = cos2α - sin2α Es gilt: cos2α = 1 - sin2α Einsetzen in die obige Gleichung: cos 2α = cos2α - sin2α = 1 - 2·sin2α Umstellen der Gleichung ergibt: |
| 6.1.2 Gleichung |  |
 |
| Es entsteht eine saubere Kosinuswelle. |
 |
| Abbildung 6.2.2 – Sinus-Quadrat-Funktion |
| Diese Resonanzreaktion kann rein optisch, über eine Messapparatur (Oszilloskop)
oder durch Zuschaltung weiterer elektronischer sowie digitaler Komponenten ausgewertet werden und ermöglicht
die Erfassung bzw. die Bestimmung der auftretenden Resonanzfrequenzen. Es wird in jedem Fall ein Hall-Sensor mit den klassischen vier Anschlüssen benötigt, der den analogen Halleffekt erzeugt. Modernere integrierte Hall-Sensoren mit drei Anschlüssen sind hier untauglich. Das ejPi-Meßverfahren erlaubt die Frequenzmessung von magnetischen Wellen. Dies lässt sich messtechnisch in den Bereichen Materialprüfung, Ortung und der Geophysik nutzen. Das ejPi-Verfahren ist unter der Nummer 102012011759 als Patent beim Deutschen Patent- und Markenamt eingetragen. |
|
284
Seiten, davon 44 in Farbe 220 Bilder 57 Tabellen Herstellung
und Verlag: ISBN 978-3-7494-8112-5 Ladenpreis: 17,50 Euro |
