Elektromagnetische Felder messen 1-100Hz

[laemmen]

Moin,

wie kann ich elektromagnetische Felder im Bereich von 1-100Hz messen? Gibt es hierfür Detector-IC's wie diesen hier, der im Bereich von 5-1600MHz arbeitet? Oder geht das sogar einfacher?


Gruß
Dennis

[anders]

Ja, das geht einfacher, aber es kommt auch auf die Stärke der zu messenden Felder an.
In 2m Entfernung von einem Lichtbogenofen, im dem über 100 Tonnnen Stahl geschmolzen werden, herrschen sichrlich ganz andere Verhältnisse, als in 2m Entfernung vom heimischen Radiowecker.

Da zu so niedrigen Frequenzen sehr große Wellenlängen gehören, spielen sich praktisch alle Messungen im Nahfeld ab, und deshalb bstimmt man die elektrische und die magnetische Komponente des EM-Feldes normalerweise mit unterschiedlichen Verfahren.

[laemmen]

Vielen Dank für die schnelle Antwort! Welche Verfahren sind das denn und gibt es ein relativ einfach zu realisierendes oder bewährtes Verfahren?

Gruß
Dennis

[BernhardS]

Hallo,

willst Du die Stärke des elektromagnetischen Wechselfeldes messen oder nur anwesend oder nicht?
1-100 Hz ist ein eigenartiger Frequenzbereich. Ginge vielleicht auch 16-100?

Wenn es um Elektrosmog-Geschichten geht, dafür gibt es zig Dienstleister.

Bernhard

[laemmen]

Hallo,

willst Du die Stärke des elektromagnetischen Wechselfeldes messen oder nur anwesend oder nicht?
1-100 Hz ist ein eigenartiger Frequenzbereich. Ginge vielleicht auch 16-100?

Wenn es um Elektrosmog-Geschichten geht, dafür gibt es zig Dienstleister.

Bernhard

Ich will die reine Anwesenheit von Feldern "detektieren" und mögllichst erkennen wie stark/schwach das EM-Feld ist - zwar nicht vor dem Elektrosmog-HIntergrund, aber zu etwas ähnlichem (Uniprojekt). Mir wurde gesagt, ich solle eine Eisenkern-Spule zwischen GND und ADC meines Arduinos setzen oder noch einfacher ein Multimeter verwenden. Leider weiß ich nicht welchen Induktionswert die Spule haben sollte (mH). 16-100Hz reicht auch!

Gruß
Dennis

[BernhardS]

Hallo,

je mehr, desdo besser. Eine schöne Spule mit sehr vielen Windungen findet sich in einem Relais, das 230V Spulenspannung hat. Die müsste an einem Multimeter den normalen 50Hz Hintergrund aufnehmen können.

Bei niedrigen Frequenzen nimmt man einfacher das Magnetfeld auf. Um Magnetfelder zu messen gibt es mehrere empfindliche Methoden. Es gibt so genannte Hallsensoren, die sind auch schnell genug um bis in die Gegend von 100Hz verwendet werden zu können. Allerdings ist das Signal nicht sehr stark, da muss verstärkt werden.

Eine sehr empfindliche Messung ist die Förster-Sonde, mal bei Wikipedia nachschauen, kann man auch leicht selbst bauen. Da werden nur zwei Festinduktivitäten gegeneinander verschaltet und eine Spule drumherum auf die man eine Wechselspannung gibt. An das Oszi angeschlossen kann man mit diesem einfachen Aufbau bereits die Drehung im Erdmagnetfeld sehen. Wie man das zur Erkennung eines niederfrequenten Wechselfelds aufbereitet - mit der Frage bin ich leicht überfordert. Es gibt aber sicher jemanden für den ist das ein Klacks.

Bernhard

[anders]

Eine schöne Spule mit sehr vielen Windungen findet sich in einem Relais, das 230V Spulenspannung hat.

Da sollte man aber die Kurzschlußwindung entfernen, die gewöhnlich vorhandne ist, damit das Relais nicht brummt.
Ich denke es wäre besser einen kleinen Netztrafo zu nehmen, so 1..3VA, und dem auf der Bandsäge den magnetischen Rückschluß zu entfernen. Wenn es ein Projekt an der Uni ist, gibt es dort ja bestimmt eine Werkstatt, die das kann.

Leider weiß ich nicht welchen Induktionswert die Spule haben sollte (mH).

Brauchst du auch nicht zu wissen, denn kalibrieren musst du die Geschichte ohnehin.
Wenn außerdem ein Eisenkern im Spiel ist, steigt zwar die Empfindlichleit gegenüber einer Luftspule, aber dafür kommen eine Menge häßlicher Effekte wie Nichtlinearität, Hysterese, Wirbelströme, magnetische Sättigung, Akkomodation und Temperatur ins Spiel, so daß mit messen nicht mehr viel los ist.

Vielleicht lässt du dir auch von einer Firma, die solche Kleintrafos herstellt, einen bewickelte Spule, -aber noch ohne Eisenkern-, schenken.


P.S. @BernhardS:
Mit der Förstersonde habe ich keine Erfahrung.
Geht das wirklich so einfach, wie du schreibst?
Ich hatte erwartet, daß viel mehr Präzision erforderlich ist, und das Signal viel kleiner.

[BernhardS]

Hallo,

Geht das wirklich so einfach, wie du schreibst?

Ja.
http://www.elektronik-labor.de/Notizen/Fluxgate.html
Wenn man das mal als Basis nimmt, so müsste es mit überschaubarem Aufwand gehen das 20kHz Signal mit einem Hochpass abzuschneiden, die 40 kHz zu verstärken, gleichzurichten und nach einem Tiefpass die Frequenzen von 16-100 Hz zu bekommen. Müsste nur jemand ausprobieren.

Oder man sucht Bauteile die bei etwa der halben Frequenz funktionieren, nimmt das Signal mit der PC-Soundkarte auf (bzw. sehr gute Soundkarten könnten auch 40kHz und mehr) und verarbeitet das gleich per Software weiter.

Bernhard

[anders]

das 20kHz Signal mit einem Hochpass abzuschneiden

Nicht mit einen Hochpass, sondern mit einemj Doppel-T-Filter. Braucht auch nur 3 Widerstände und 3 Kondensatoren, und dann ist die Grundwelle wirklich weg. (oder 4 Widerstände und 4 Kondensatoren, die dann alle gleich sein können )

Wenn man ein solches Filter für die doppelte Frequenz (Widerstände durch Parallelschalten halbieren) in die Gegenkopplung des Verstärkers legt, tritt maximale Verstärkung für die 2.H auf.

http://tonecirc.de/page15/page_15.htm

Die Widerstände sollten 1% Toleranz haben, die Kondensatoren ebenso.
Entsprechede Widerstände sind heute leicht erhältlich, aber bei den Kondensatoren wird das teuer
Man kann aber aus einer größeren Anzahl die passenden aussortieren, oder man korrigiert die Toleranzen durch Parallelschalten von kleinen Kapazitäten.

Die annähernd 20kHz (auf die Filterdaten abstimmen, damit man dort Standardwerte verwenden kann) macht man zweckmäßig mit einem Oszillator, der bei der vierfachen Frequenz schwingt, und teilt sie mit Flipflops herunter.
Gegentaktendstufe!
Aus den Teilern lässt sich eine stabile Referenzphase gewinnen, die man für die phasenselektive Gleichrichtung braucht.