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Invasiv!
Wichtig hierfür ist die Lorentz-Kraft
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(5.1) |
``Rechte-Hand-Regel'': B = Daumen, F (für positiv geladene teilchen!): Zeigefinger, v: Mittelfinger. Bei Ladungsauslenkung entsteht elektrische Kraft, welche der magnetischen Auslenkung entgegenwirkt.
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(5.2) |
Es stellt sich ein Gleichgewichtszustand ein:
daraus lässt sich ableiten:
und schließlich:
Abbildung:
Ein äusseres magnetisches Feld führt bei einem strömenden Medium zu einer Ladungstrennung und so zu einer von außen messbaren elektrischen Spannung (Hallspannung)
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d ist der Elektrodenabstand. Es gilt für den Fluss:
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(5.3) |
Abbildung:
Messung der Strömungsgeschwindigkeit einer ionischen Flüssigkeit
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Abbildung:
Ersatzschaltbild zur Erläuterung der Störeinkopplung
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Hallspannung rel. klein (im Bereich um die ). Bei Verwendung eines Gleichmagnetfeldes treten erhebliche (0,1 - 1V) Störspannungen auf. Abhilfe ist Verwendung eines Wechselfeldes. Bei frequenz von 100Hz lassen sich schon Polarisationseffekte vermeiden. Allerdings ebenfalls Störstrom, weil geschlossene Leiterschleife druchflossen wird (E1
Differenzeingangswiderstand
E2
E1). Deshalb Störspannungsabfall am Differenzeingangswiderstand.
hochohmig, deshalb kann I2 vernachlässigt werden. Es ergibt sich:
Wichtig dabei: Umpolen induziert Schaltimpulse (deshalb Flussmessung erst nach Abklingen der Schaltimpulse), Abtasttheorem! (Abtastfrequenz 2Grenzfrequenz). In aller Regel reichten 100Hz als Abtastfrequenz aus. (Analog zum Blutdruck)
Abbildung 5.4:
Zusammenhang von Magnetstrom und der weiteren Signalverarbeitung
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Abbildung:
Blockschaltbild eines elektromagnetischen Flussmessgerätes
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Austastung = Ausblendung der Sschaltimpulse. Gleichrichter: es entsteht ein dem Fluss proportionales Signal. Tiefpass: führt zu gewünschtem Analogsignal.
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Michael Aschke
2000-04-14