Korrekturkennlinien für Magnetfeldsonden
der Firma Langer-EMV Technik GmbH
Die Korrekturdaten für die speziellen Nahfeldsondentypen
können Sie sich als Excel - Datei herunterladen.
- Typ MFA
- Typ XF
- Typ RF
- Typ LF
Als Nutzer unserer Software "ChipScan" verwenden Sie bitte die Korrekturdaten im fdi-Format.
Sie können diese Daten nebenstehend herunterladen und direkt in "ChipScan" einbinden.
- Typ MFA
- Typ XF
- Typ RF
- Typ LF
Ermittlung von magnetischer Feldstärke und Stomstärke
Im folgenden wird die Berechnung der magnetischen Feldstärken und der zugrundeliegenden Ströme aus den Ergebnissen von Nahfeldmessungen vorgestellt.
Eine Magnetfeldsonde gibt an ihrem Ausgang ein Spannungssignal USonde ab, welches von einem Spektrumanalysator in ein Spektrum zerlegt wird. Es wird ein Korrekturfaktor KH definiert, der den Zusammenhang von Spannungssignal und dem zugehörigen Magnetfeld HRF beschreibt. Das Magnetfeld HRF ist mit einem verursachenden Strom IRF verknüpft. Deshalb kann ein weiterer Korrekturfaktor definiert werden, der auf den Strom IRF zurück rechnet.
Magnetfeldkorrektur:
Durch die Korrekturkennlinie kann aus dem Spannungsausgangssignal der Magnetfeldsonde USonde die magnetische Feldstärke HRF in der Magnetfeldsondenspule errechnet werden. Dabei ist der Korrekturfaktor der Magnetfeldsonde in jedem Anwendungsfall unabhängig von der Messgeometrie, d.h. die Sonde kann beliebig im Abstand und Winkel zum Stromleiter geführt werden, ohne das ein Fehler in der Korrektur auftritt (Abb. 2). Als Ergebnis erhält man das mittlere magnetische Feld, welches von der Sondenspule umschlossen wird (Abb. 1).
- Abb. 1: Feldverlauf in Sondespule
- Abb. 2: Allgemeine Anwendungsanordnung
Verwendung des Korrekturfaktors KH in der zugeschnittenen Größengleichung:
Beispiel für die Verwendung der Größengleichung Abbildung 3:
In Abbildung 3 wurde die Magnetfeldsonde in einem über der Frequenz konstanten Magnetfeld angeordnet. Aufgrund des Koppelfaktors ist die in der Sonde induzierte Spannung frequenzabhängig. Der Koppelfaktor vermittelt zwischen gemessener Spannung USonde und der mittleren magnetischen Feldstärke. Wenn zur gemessen Spannung USonde der Korrekturfaktor addiert wird (logarithmierte Größengleichung), erhält man die vorhandene magnetische Feldstärke.
Mit der Größengleichung kann aus der Messkurve USonde und der Korrekturkennlinie KH die mittlere Magnetfeldstärke HRF bestimmt werden. Das Ergebnis ist in Abbildung 3 dargestellt.
- Abb. 3: Beispiel des Umganges mit der Magnetfeldkorrekturkennlinie
Stromkorrektur:
Zwischen Magnetfeld HRF und Strom IRF besteht ein fester physikalischer Zusammenhang, der von der Geometrie der Stromleiteranordnung abhängig ist. Der angegebene Korrekturfaktor KI bezieht sich deshalb auf eine definierte Referenzanordnung.
Nur wenn im Anwendungsfall der Sonden die geometrischen Parameter mit der Referenzanordnung übereinstimmen, sind die ermittelten Stromwerte IKorr korrekt. Bei Abweichungen von dieser Anordnung entstehen Abweichungen in den Stromwerten IKorr. Der errechnete Stromwert IKorr kann nur als Orientierungswert dienen.
Die Referenzanordnung hat folgende geometrische Parameter ( Abb. 4 und 5):
- Breite des Leiterzuges 2 mm
- Höhe des Leiterzuges über dem Massesystem 1 mm
- Sonde auf Leiterzug aufgesetzt
- Abb. 4: Messanordnung für Feldsonden R400-1, R50-1. R3-2, R0,3-3
- Abb. 5: Messanordnung für Feldsonden B3-2, B0,3-3, K7-4, U2,5-2, U5-2
Verwendung des Korrekturfaktors KI in der zugeschnittenen Größengleichung:
Im Beispiel wurde ein im Frequenzbereich konstanter Strom zugrunde gelegt (Abb. 6). Dieser Strom induziert in der Magnetfeldsonde eine Spannung, die als USonde vom Spektrumanalysator gemessen wird. Um den Strom im Leiter zu erhalten, wird vom Spannungsverlauf der frequenzabhängige Korrekturfaktor subtrahiert (logarithmisch). IKorr ist der im Leiter der Referenzanordnung fließende Strom in dBµA.
- Abb. 6: Stromkorrektur Beispielkurve (Strom in dBµA [gelb])