Was ist ein Magnetometer?
Magnetometer sind Geräte, die die magnetische Kraft eines Objekts messen können. Typische magnetische Messgeräte sind Gaußmeter, Flussmesser und Magnetanalysatoren. Um einen Magneten herum wird ein magnetisches Feld erzeugt und ein magnetischer Fluss wird ausgedehnt. Innerhalb des von diesem magnetischen Fluss beeinflussten Bereichs werden Objekte durch magnetische Kräfte voneinander abgestoßen oder angezogen. Das Prinzip der magnetischen Kraft wird auch an vielen bekannten Stellen wie Motoren und Sensoren genutzt. Die korrekte Bestimmung von Größe und Richtung der magnetischen Kräfte ist ein wichtiger Prozess bei der Qualitätskontrolle verschiedener Produkte.
Anwendungen von Magnetometern
Magnetometer werden an verschiedenen Orten eingesetzt, wobei die verwendeten Geräte von der jeweiligen Anwendung abhängen. Der Unterschied besteht darin, ob der gesamte magnetische Fluss, d. h. die Summe aller von einem Objekt ausgehenden magnetischen Flüsse oder die magnetische Flussdichte, d. h. der magnetische Fluss pro Flächeneinheit, gemessen wird.
Geräte, die den gesamten magnetischen Fluss messen, werden zunächst für die Magnetkraftprüfung von Magneten verwendet. Die Messung des Gesamtflusses eignet sich für die Magnetkraftprüfung, da in kurzer Zeit eine große Menge an magnetischer Kraft geprüft werden muss.
Zweitens werden Geräte, die die magnetische Flussdichte messen, für genauere Qualitätsprüfungen verwendet. Die Messung des magnetischen Flusses auf einer kleinen Fläche ermöglicht nicht nur eine einfache Qualitätskontrolle, sondern auch die Überprüfung der Eigenschaften des Produkts. Sie eignen sich auch zur Messung des magnetischen Streuflusses und zur Prüfung auf Produktfehler.
Funktionsweise der Magnetometer
Es gibt verschiedene Arten von Magnetometern, je nach Anwendung, aber hier stellen wir das Prinzip und die Merkmale eines typischen Gaußmeters vor.
Ein Gaußmeter ist ein Gerät, das die magnetische Flussdichte eines Objekts messen kann. Im Prinzip wird die magnetische Flussdichte mit Hilfe des Hall-Effekts gemessen. Wenn ein Magnetfeld senkrecht zu einem Metall oder Halbleiter angelegt wird und ein Strom in eine bestimmte Richtung fließt, werden Lorentz-Kräfte in diesen beiden senkrechten Richtungen erzeugt. Die Elektronen im Metall oder Halbleiter werden durch die Lorentz-Kraft zu einer Seite hin verschoben, wodurch eine Potenzialdifferenz entsteht, die Hall-Spannung, die senkrecht zum Strom und zum Magnetfeld steht. Diese Hall-Spannung ist proportional zur Größe des auf das Objekt einwirkenden Magnetfelds, so dass die magnetische Flussdichte berechnet werden kann.
Es gibt auch stationäre und handliche Gaußmessgeräte. Handliche Gaußmessgeräte sind tragbar und eignen sich daher besser für die Messung der magnetischen Flussdichte in kleinen Bereichen, während stationäre Gaußmessgeräte in Bezug auf den Messbereich und die Genauigkeit überlegen sind.