Wirbelstrom fegt durch Sensormarkt

[Manf]

Wikipedia meint zum Wirbelstromsensor:

Wird ein leitender Körper in einem Magnetfeld bewegt, dann treten in diesem Feld Wirbelströme auf, weil im leitenden Material eine Spannung induziert wird. Mit diesem Prinzip können Längen und Dicken elektrisch leitender Werkstoffe im Bereich zwischen 0,5 mm und 140 mm bestimmt werden. Diese Sensoren gehören zu der Klasse der berührungslosen Abstandsmesser (Non-Contacting-Displacement-Transducers, NCDT).
Wirbelstromsensoren sind unempfindlich gegenüber Medien wie Öl, Wasser und Staub im Messspalt. Sie reagieren nur auf Metalle in diesem Spalt.
Da die elektromagnetische Induktion in Spulen eine Spannung bewirkt, die proportional zur Änderungsgeschwindigkeit des magnetischen Flusses ist, lässt sich das Prinzip auch zur Geschwindigkeitsmessung mit Wirbelstromaufnehmern oder z. B. mit Tachogeneratoren nützen.

Das ist nicht verkehrt. Interessant wäre es sicher, wenn der Haupt-Einsatzfall auch erwähnt wäre, nämlich die Änderung der Verluste in einem magnetischen Wechselfeld, gemessen mit der Spule die das Wechselfeld induziert.
Es ist also wie gesagt ein Metallsuchgerät das die Positionsänderung der gesuchten Metalle sehr empfindlich wahrnehmen kann.
Dabei sind es meistens die Verluste die gemessen werden.
Die Änderungen der Induktivität also der Feldausbreitung können ebenfalls gemessen werden.
Welche Änderung in der Messumgebung besser zu erfassen ist, das hängt von der Verteilung der magnetischen und der elektrischen Leitfähigkeit der Umgebung ab und von der Messfrequenz die durch die Zeitkonstante, eben durch L/R, beeinflusst wird.
Ich hoffe dass mehr Beispiele gezeigt werden, welche Abhängigkeiten vorzugsweise ausgewertet werden können. Bei konventionellen Wirbelstromsensoren sind es die Verluste bei der Annäherung an Stahl.

[Klebwax]

@Manf

Was die Betonung von Wirbelstrom bei der Beschreibung dieses Chips soll, ist mir nicht ganz klar. Wenn ich das richtig verstanden habe, kann der Chip sowohl die Induktivität als auch die Güte einer Spule mit hoher Genauigkeit messen. Und ein Wirbelstrom, den eine von Wechselstrom durchflossene Spule in einem Leiter erzeugt, ändert die Güte dieser Spule. Und das kann man messen, ähnlich wie bei einem Grid Dipper.

Das ist alles nicht neu. Das Neue ist eigentlich die Genauigkeit. Und das Rezept ist das gleiche, wie bei anderen modernen Sensoren, wie Accelerometer, Drehwinkelmesser etc. Es muß alles "klein" sein, d.h. der analoge Teil bis zum ADC soll eine möglicht kleine elektrisch aktive Fläche aufspannen. Damit kann man dann sehr empfindlich werden, bis an das thermische Rauschen heran.

Dieser Chip ist das Pendant zu den Kapazitätssensoren wie Q-Touch oder ähnlichem. Was für neue Sensoren, die auf induktiven Effekten basieren, damit möglich werden, muß sich erst noch zeigen. Was mir so einfällt: Kraftsensoren basieren häufig darauf, die Durchbiegung eines Balkens mit DMS zu messen. Wenn ich mit dem neuen Sensor die Position eines Stücks Metall auf µm messen kann (und damit auch seine Durchbiegung), ist er eine Alternative zu DMS und liefert gleich digitale Werte.

MfG Klebwax

[Manf]

Ja, das meine ich, den Vergleich zu anderen Sensoren wie DMS oder kapazitiver Sensor.
Die Durchbiegung eines Balkens ist dafür sicher auch ein gutes Beispiel.
Die Empfindlichkeit kann bei kleinen Messabständen recht hoch werden, es wird dabei durch die Nichtlinearität empfindlich für eine Alterung in der Justierung.
Weitere Punkte sind die Unabhängigkeit von der Temperatur und von Verschmutzung (zum Teil schon angesprochen).