2.3.4 3D Rekonstruktion der Magnetfeldvektoren Bx, By, Bz in Cern, Schweiz. 3D Single Chip Hall Sensor 5 Tesla, PHE Fehler 20 ppm.
- Event
- 16. GMA/ITG-Fachtagung Sensoren und Messsysteme 2012
2012-05-22 - 2012-05-23
Nürnberg, Germany - Chapter
- 2.3 Magnetsensoren
- Author(s)
- H. Hoeben - Hoeben Electronics, EW Lage Mierde (Niederlande)
- Pages
- 240 - 249
- DOI
- 10.5162/sensoren2012/2.3.4
- ISBN
- 978-3-9813484-0-8
- Price
- free
Abstract
Die genaue Messung von starken Magnetfeldern ist heute zum Beispiel mit NMR Messgeräten möglich. NMR Messergebnisse sind jedoch mit dem Nachteil behaftet, dass nur die Stärke des Magnetfeldes gemessen wird, nicht jedoch die Richtung des Magnetfeldes.
Hall Sensoren ermöglichen die Messung sowohl der Stärke des Magnetfeldes als auch dessen Richtung. Dies ermöglicht einen völlig neuen Lösungsansatz in Cern (Europäische Organisation für Kernforschung), durch den Einsatz des neu entwickelten dreidimensionalen, würfelförmigen Hall Sensor Modules HE444. Der Einsatz des 3D Hall Sensor Modules ermöglicht die Messung von allen sechs relevanten Messgrössen, sowohl die Feldstärken, als auch die Richtungsvektoren Bx, By und Bz.Cern hat in der Vergangenheit 3D Sensoren auf Basis der 1D Siemens Hall Sensoren KSY44 gebaut.
Dabei wurden die 1D Sensoren KSY44 als quasi 3D Modell durch das nachfolgend beschriebene 3 D Modell abgebildet.
Da die Anwendung (3D Rekonstruktion der Vektoren Bx, By und Bz) höchste Präzision erfordert, müssen alle drei Achsen bzw. die implementierten Sensoren bezüglich der Empfindlichkeit, des Temperaturverhaltens (mit Bezug auf Nullpunkt, Offset), nahezu identisch sein. Kleine Unterschiede der Achsen zum Beispiel verursacht durch unterschiedliche Empfindlichkeit oder Temperaturverhältnisse der Sensoren, führen zu Messfehlern bezüglich der Richtung der Magnetfelder. Die Orthogonalität der Achsen, hat ebenso wie die Unabhängigkeit der drei Achsen höchste Priorität.