3B Scientific Magnetic Field Sensor User Manual [en, de, es, fr, it]

3B SCIENTIFIC
Magnetfeldsensor ±2000 mT
1009941 / U11359
10/11 Hh
®
PHYSICS
1. Beschreibung
Sensorbox mit angebautem 140 mm langem, 7 mm breitem und 1,9 mm dickem Fühlerteil zur Mes­sung der magnetischen Flußdichte B eines von aussen einwirkenden Magnetfeldes in tangentialer Richtung, vornehmlich für das Hall-Effekt­Grundgerät (1009934 / U8487000).
Auf der Fühlerspitze befindlicher Hall-Sensor mit einer aktiven Fläche von ca. 0,044 mm² mit steti­gem ratiometrischem (d.h. der Betriebsspannung proportionalem) Ausgangssignal.
Erweiterter Temperaturbereich des Hall-Sensors von
- 20 °C ... + 180 °C für die Flussdichtenmessung an geheizten Germanium-Halbleiterkristallen (Probes).
Zwei Bereichstasten mit 0,2 T und 2 T mit Einrast­Funktion und einer zusätzlichen Tara-Taste. Opti­sche Anzeige des aktuell eingeschalteten Messbe­reichs mit einer Leuchtdiode links neben der Taste.
Möglichkeit der Stativstangenbefestigung zur defi­nierten Orientierung im zu messenden Magnetfeld.
Auch für den Betrieb mit der Anschlussbox (115 V, 50/60 Hz) (1009954 / U8533381-115) bzw. An­schlussbox (230 V, 50/60 Hz) (1009955 / U8533381-
230) geeignet; siehe hierzu die Technischen Daten.
2. Sicherheitshinweis
Der Magnetfeldsensor ist nicht für sicherheitsrele­vate Anwendungen geeignet!
Magnetfeldsensor nur für Ausbildungszwecke
einsetzen!
3. Lieferumfang
1 Sensorbox mit fest angebautem Fühlerteil 1 miniDIN-Anschlusskabel 8-pin, 60 cm lang 1 Stativstange, 120 mm lang 1 Bedienungsanleitung
1
4. Technische Daten
Messbereiche: 200 mT, 2000 T Konfiguration: tangential Sensortyp: Linearer Hall-Effekt-
Sensor
Position des Hall-Sensors: 135 mm,
bezogen auf die Stirn­fläche des Sensorbox­gehäuses
Tarabereich: im 200 mT Bereich: +/- 100 mT im 2 T Bereich: +/- 1 T
Max. Nichtlinearität: ±1,5 % vom gesamten
Messbereich
Temperaturabhängigkeit:
() ( )
,KBTB
⎢ ⎣
T
⎛ ⎜
K
= 3000008801300
Verwendung mit der Anschlussbox im 200 mT-Bereich: Übertragungsfaktor:
125 mT/V; 1,60 V bei 200 mT
im 2 T-Bereich: Übertragungsfaktor:
1250 mT/V; 1,60 V bei 2000 mT
5. Bedienung
Hinweis:
Um dauerhafte Beschädigungen des in die
Fühlerspitze eingesetzten Hall-Sensors zu ver­meiden, diesen keinen mechanischen Press­drücken aussetzen!
Fühlerspitze nicht verbiegen!
Die Sensorbox in das zu messende Magnetfeld
halten oder ggfs. mit dem Stativstab versehen und hieran am Versuchsaufbau befestigen.
Die tangentiale Orientierung des Sensorele-
mentes beachten und das Magnetfeld ausmes­sen.
Das Sensorelement durch die an der Oberkante
im Hall-Effekt-Grundgerät befindliche Positio­nierdurchführung "MFS" senkrecht bis zur me­chanischen Auflage eintauchen. Hierbei befin­det sich das Zentrum der aktiven Fläche des Sensorelements im homogenen Feld des Elekt­romagneten und direkt am Halbleiterkristall.
Im Display des 3B NETlog
TM
den Wert der mag-
netischen Flußdichte ablesen.
Die Sensorbox besitzt eine automatische Erkennung durch das 3B NETlog
Eine Umschaltung des Messbereichs wird zum 3B
TM
NETlog
übertragen.
TM
.
5.1 Nullpunkt-Abgleich der Sensorbox
Im gewählten Messbereich die Tara (Tare)-Taste
ca. 1 s lang drücken. Der Abgleich erfolgt au­tomatisch.
Es erfolgt eine Aktualisierung der Null-Anzeige in der 3B NETlog
TM
-Displayzeile des gewählten Sensor-
eingangs.
Wenn erforderlich, ist der Nullpunkt-
Abgleichsvorgang zwischen den Messungen zu wiederholen.
Nullpunkt-Abgleich ausserhalb der Polschuhe
eines Transformators durchführen! Die Pol­schuhe besitzen ggf. bereits eine Remanenz, die berücksichtigt werden muss!
6. Anwendungen
Magnetfelder von Permanentmagneten und Spulen Hysterese von Transformatoren Remanenz Sättigungseffekte in Eisenkernen
7. Experimentierbeispiel
Messung der magnetischen Flussdichte im Expe­riment zum Hall-Effekt an Halbleitern
Benötigte Geräte: 1 3B NETlog
TM
(115 V, 50/60 Hz) 1000539
U11300-115
1 Transformator mit Gleichrichter (115 V, 50/60 Hz)
1003315 U33020-115
1 DC-Netzgerät 0 ... 20 V, 0 ... 5 A (115 V, 50/60 Hz)
1003311
U33300-115 oder 1 3B NETlog
TM
(230 V, 50/60 Hz) 1000540
U11300-230 1 Transformator mit Gleichrichter (230 V, 50/60 Hz)
1003316
U33300-230 1 DC-Netzgerät 0 ... 20 V, 0 ... 5 A (230 V, 50/60 Hz)
1003312
U33020-230 1 Hall-Effekt-Grundgerät 1009934
U8487000 1 p-Ge auf Leiterplatte 1009810
U8487020 oder 1 n-Ge auf Leiterplatte 1009760 U8487030
1 Magnetfeldsensor ±2000 mT 1009941
U11359 1 U-Kern 1000979
U8497215
2
2 Spulen D mit 600 Windungen 1000988
U8497430
1 Paar Polschuhe mit Spannbügel 1009935
U8497205
1 Satz Sicherheitsexperimentierkabel 1002843
U138021
Experiment gemäß Fig. 1 . aufbauen
Den Transformator mit Gleichrichter auf 12 V
schalten und das Hall-Effekt-Grundgerät mit 12 V Wechselspannung versorgen.
Am Magnetfeldsensor den Messbereich 2 T
wählen und die Tara-Taste betätigen.
Den Magnetfeldsensor in die Positionierdurch-
führung "MFS" einschieben.
Das DC-Netzgerät auf Konstantstrombetrieb
einstellen, d.h.: Stromsteller-Potenziometer auf Linksanschlag (0 A), Spannungssteller­Potenziometer auf Rechtsanschlag (20 V).
Den Strom in der Reihenschaltung der Trans-
formatorspulen von 0 A bis 2 A in Schritten von 0,1 A erhöhen.
Ggf. den Spulenstrom über den Strommessein-
gang des 3B NETlog
TM
führen (Messbereich 2 A DC)) und die Messwerte in die Experimentaus­wertung einbeziehen.
Exemplarisches Ergebnis: Bei einem Polschuhabstand von 8 mm und den
Werten 10,6 V und 1,74 A wird eine Flussdichte von 300 mT erreicht.
Fig. 1 Messung der Flussdichte im Luftspalt zwischen den Polschuhen eines Elektromagneten im Experimentieraufbau zum
Hall-Effekt-Grundgerät
3B Scientific GmbH • Rudorffweg 8 • 21031 Hamburg • Deutschland • www.3bscientific.com
Technische Änderungen vorbehalten
© Copyright 2011 3B Scientific GmbH
3B SCIENTIFIC
Magnetic Field Sensor ±2000 mT
1009941 / U11359
Instruction Sheet
10/11 Hh
®
PHYSICS
1. Description
Sensor box with attached sensor probe, 140 mm long, 7 mm wide and 1.9 mm thick, for measuring magnetic flux density B of a magnetic field acting outside the box in a tangential plane, primarily for use with the basic Hall-effect apparatus (1009934/U8487000).
At the tip of the probe there is a Hall sensor with an active area of about 0.044 mm², which produces a steady output signal that is ratiometric (i.e., pro­portional to the operating voltage).
The Hall sensor has an extended temperature range of -20°C to +180°C for measuring the flux density of heated germanium semiconductor crystals (probes).
There are two latching range buttons for 0.2 T and 2 T plus an additional Tare button for calibration. The current setting of the measurement range is shown visually by a light-emitting diode on the left of the relevant button.
The stand clamping rod can be adjusted to hold the sensor in the desired position and orientation
in the magnetic field that is being measured. The box is also suitable for use with the connector box
(115 V, 50/60 Hz) (1009954/U8533381-115) or connec­tor box (230 V, 50/60 Hz) (1009955/U8533381-230). See the relevant technical data.
2. Safety instructions
The magnetic field sensor is not suitable for appli­cations where safety is essential.
Only use the magnetic field sensor for educa-
tional purposes!
3. Equipment supplied
1 sensor box with permanently attached probe 1 miniDIN 8-pin connecting cable, 60 cm 1 clamping rod, length 120 mm 1 instruction sheet
1
4. Technical data
Measurement ranges: 200 mT, 2000 T Configuration: Tangential Sensor type: Linear Hall-effect sen-
sor
Position of Hall sensor: 135 mm,
with reference to the front of the sensor box casing
Tare range: 200 mT range: +/- 100 mT 2 T range: +/- 1 T
Non-linearity: Max. ±1,5 % of the
total measurement range
Temperature dependence:
() ( )
,KBTB
⎢ ⎣
T
⎛ ⎜
K
= 3000008801300
When used with a connector box 200 mT range: Conversion factor: 125
mT/V, 1.60 V at 200 mT
2 T range: Conversion factor: 1250
mT/V, 1.60 V at 2000 mT
5. Operation
Note:
To avoid permanent damage to the Hall sensor
in the sensor probe tip, do not subject it to any mechanical pressure!
Do not bend the sensor probe tip!
Hold the sensor box by hand in the magnetic
field to be measured, or use the clamping rod to position it as required in the experimental setup.
Set the tangential orientation of the sensor
element as required and measure the magnetic field.
Insert the sensor probe vertically through the
positioning hole marked "MFS" on the top of the basic Hall-effect apparatus till it comes to rest. The centre of the active surface on the sensor will then be within the uniform mag­netic field of the electro-magnet and right next to the semiconductor crystal.
Read off the value of the magnetic flux density
from the 3B NETlog
The sensor box is automatically detected by the 3B
TM
NETlog
unit.
Any change in the measuring range is automati­cally transmitted to the 3B NETlog
TM
display.
TM
unit.
5.1 Zero calibration for the sensor box
When a measuring range has been selected,
hold down the Tare button for about 1 s. Zero calibration is carried out automatically.
The zero display follows on the 3B NETlog
TM
display
row corresponding to the selected sensor input.
Under certain circumstances it may be neces-
sary to carry out zero calibration again be­tween measurements.
Zero calibration should not be carried out
inside the pole pieces of a transformer. The poles may possess some remanence which would need to be taken into account.
6. Experimental applications
Magnetic fields of permanent magnets and coils Hysteresis of transformers Remanence Saturation effects in ferrite cores
7. Sample experiment
Experiment to measure magnetic flux density involving the Hall effect in semiconductors
Equipment needed: 1 3B NETlog
TM
(115 V, 50/60 Hz) 1000539
U11300-115
1 Transformer with Rectifier (115 V, 50/60 Hz)
1003315 U33300-115
1 DC Power Supply 20 V, 5 A (115 V, 50/60 Hz)
1003311
U33020-115 or 1 3B NETlog
TM
(230 V, 50/60 Hz) 1000540
U11300-230 1 Transformer with Rectifier (230 V, 50/60 Hz)
1003316
U33300-230 1 DC Power Supply 20 V, 5 A (230 V, 50/60 Hz)
1003312
U33020-230 1 Hall Effect Basic Apparatus 1009934
U8487000 1 P-Doped Ge on Circuit Board 1009810
U8487020 or 1 N-Doped Ge. on Circuit Board 1009760 U8487030
1 Magnetic Field Sensor ±2000 mT 1009941
U11359 1 U Core 1000979
U8497215
2
2 Coils D with 600 Taps 1000988
U8497430
1 Pair of Pole Shoes 1009935
U8497205
1 Set of 15 Safety Experiment Leads 1002843
U138021
Set up the experiment as in Fig. 1.
Switch the transformer and rectifier to the 12-V
setting to supply the basic Hall-effect appara­tus with 12 V AC.
Select the 2-T range on the magnetic field
sensor and press the Tare button.
Insert the magnetic field sensor into the posi-
tioning hole marked "MFS".
Set the DC power supply to constant-current
mode, i.e. turn the current-setting potentiome­ter all the way to the left (0 A) and the voltage-
setting potentiometer all the way to the right (20 V).
Increase the current in the series circuit includ-
ing the transformer coils from 0 A to 2 A in steps of 0.1 A.
You may also measure the current in the coils
using the current measurement input of the 3B
TM
NETlog
unit (measuring range 2 A DC) and in­clude those measurements in your evaluation of the experiment.
Example results: For a pole-piece separation of 8 mm and values of
10.6 V and 1.74 A the flux density will be 300 mT.
Fig. 1 Measurement of flux density in the air gap between pole pieces of an electro-magnet in an experiment set-up using
the basic Hall-effect apparatus
3B Scientific GmbH • Rudorffweg 8 • 21031 Hamburg • Germany • www.3bscientific.com
Subject to technical amendments
© Copyright 2011 3B Scientific GmbH
3B SCIENTIFIC
Capteur de champ magnétique ±2000 mT
1009941 / U11359
Instructions d'utilisation
10/11 Hh
®
PHYSICS
1. Description
Boîte à capteur avec palpeur de 140 mm de long, 7 mm de large et 1,9 mm d'épaisseur permettant de mesurer la densité du flux magnétique B d'un champ magnétique exercé de l'extérieur dans une direction tangentielle, surtout pour l'appareil de base pour l'étude de l'effet Hall (1009934 / U8487000).
Capteur Hall disposé sur la pointe du palpeur avec une surface active d'environ 0,044 mm² à signal de sortie continu ratiométrique (c'est-à-dire propor­tionnel à la tension de service).
Plage de température du capteur Hall étendue de ­20 °C ... + 180 °C pour mesurer la densité du flux au niveau des cristaux ge germanium semi-conducteurs chauffés (essais).
Deux boutons de la gamme 0.2 T et 2 T avec fonc­tion d'enclenchement et un bouton de tare supplé­mentaire. Signalisation optique du calibre actuel à l'aide d'une diode lumineuse à gauche de la touche.
Possibilité de fixation sur une barre de support pour une orientation définie dans le champ magnétique à mesurer.
Également adapté à l'utilisation d'un boîtier de connexion (115 V, 50/60 Hz) (1009954 / U8533381-
115) ou d'un boîtier de connexion (230 V, 50/60 Hz) (1009955 / U8533381-230), se reporter aux carac­téristiques techniques.
2. Consignes de sécurité
Le capteur de champ magnétique n'est pas conçu pour des applications liées à la sécurité !
N'utilisez le capteur de champ magnétique que
pour la formation.
3. Matériel fourni
1 boîte à capteur avec partie de palpeur fixe 1 câble mini-Din à 8 broches, 60 cm de long 1 barre de support, 120 mm 1 instructions d'utilisation
1
4. Caractéristiques techniques
Calibres : 200 mT, 2000 T Configuration : tangentielle Type de capteur : capteur à effet Hall
linéaire
Position du capteur Hall : 135 mm,
par rapport à la surface frontale du boîtier du capteur
Plage de tare : dans la gamme 200 mT : +/- 100 mT dans la gamme 2 mT : +/- 1 T
Non-linéarité : max. ±1,5 % du calibre Lien avec la température :
() ( )
,KBTB
⎢ ⎣
T
⎛ ⎜
K
= 3000008801300
Utilisation avec le boîtier de connexion dans la gamme 200 mT : Facteur de transfert :
125 mT/V; 1,60 V pour 200 mT
dans la gamme 2 mT : Facteur de transfert :
1250 mT/V; 1,60 V pour 2000 mT
5. Manipulation
Précision :
Pour éviter des endommagements irréparables
du capteur Hall utilisé dans la pointe du pal­peur, n'exposez pas ce dernier à des pressions mécaniques.
Ne pliez pas la pointe du palpeur.
Tenez la boîte à capteur à la main dans le
champ magnétique à mesurer ou, le cas échéant, fixez-la à la barre de support.
Observez l'orientation tangentielle de la sonde
et mesurez le champ magnétique.
Plonger l'élément capteur via l'exécution du
positionnement "MFS" au niveau du bord su­périeur de l'appareil de base de l'effet Hall, à la verticale jusqu'au support mécanique. De cette façon, le centre de la surface active de l'é­lément capteur est situé dans le champ ho­mogène de l'électro-aimant et donc en contact direct avec le cristal semi-conducteur.
Lire la valeur de la densité du flux magnétique
sur l'écran du 3B NETlog
La boîte à capteurs comprend une fonction de reconnaissance automatique via le 3B NETlog
Une commutation de la plage de mesure sera re­portée sur le 3B NETlog
TM
.
TM
.
TM
.
5.1 Tarage du point zéro de la boîte à capteur
Dans la plage de mesure sélectionnée, appuyer
sur le bouton de tare (tare) pendant env. 1 s. Le réglage se fait automatiquement.
L'affichage zéro est actualisé dans la ligne d'affi­chage de l'entrée du capteur sélectionnée dans le 3B NETlog
Si nécessaire, il faudra régler le point zéro
TM
.
entre chaque mesure.
effectuer le réglage du point zéro en-dehors
des cosses d'un transformateur ! Les cosses possèdent déjà une rémanence qui doit être prise en compte !
6. Expériences
Champs magnétiques d'aimants permanents et de bobines
Hystérèse des transformateurs Rémanence Effets de saturation à l'intérieur des noyaux de fer
7. Exemple d'expérience
Mesure de la densité du flux magnétique dans l'ex­périmentation de l'effet Hall de semi-conducteurs
Matériel requis : 1 3B NETlog
TM
(115 V, 50/60 Hz) 1000539
U11300-115
1 Transformateur avec redresseur (115 V, 50/60 Hz)
1003315 U33300-115
1 Alimentation CC 20 V, 5 A (115 V, 50/60 Hz)
1003311
U33020-115 ou 1 3B NETlog
TM
(230 V, 50/60 Hz) 1000540
U11300-230 1 Transformateur avec redresseur (230 V, 50/60 Hz)
1003316
U33300-230 1 Alimentation CC 20 V, 5 A (230 V, 50/60 Hz)
1003312
U33020-230 1 Appareil de base à effet Hall 1009934
U8487000 1 Ge dopé p sur plaque à circuit imprimé 1009810
U8487020 ou 1 Ge dopé n sur plaque à circuit imprimé 1009760 U8487030
1 Capteur de champ mag. ±2000 mT 1009941
U11359 1 Noyau en U 1000979
U8497215
2
2 Bobines D à 600 spires 1000988
U8497430
1 Paire de cosses et étrier élastique 1009935
U8497205
1 Jeu de 15 cordons de sécurité 1002843
U138021
Monter l'expérimentation comme sur la fig. 1
Brancher le transformateur avec redresseur sur
du 12 V et alimenter l'appareil de base à effet Hall avec une tension alternative de 12 V.
Sur le capteur de champ magnétique, sélec-
tionner la plage de mesure 2 T et actionner le bouton de tare.
Insérer le capteur de champ magnétique dans
la position "MFS".
Régler l'alimentation CC sur un foncitonne-
ment avec courant constant, c'est à dire : po­tentiomètre du variateur d'intensité sur la bu-
tée gauche (0 A), potentiomètre du variateur de tension sur la butée droite (20 V).
Augmenter progressivement l'intensité du
branchement en série des bobines du trans­formateur de 0 A à 2 A.
Le cas échéant, définir l'intensité des bobines
via l'entrée de mesure de l'intensité du 3B
TM
NETlog
(plage de mesure de 2 A CC)) et inclure les valeurs de mesure dans l'évaluation de l'expérience.
Résultat type : Pour une distance de 8 mm entre les cosses et des
valeurs situées entre 10.6 V et 1.74 A, on atteint une densité de flux de 300 mT.
Fig. 1 Mesure de la densité du flux dans la couche d'air entre les cosses d'un électro-aimant dans le montage expérimental
de l'appareil de base à effet Hall
3B Scientific GmbH • Rudorffweg 8 • 21031 Hamburg • Allemagne • www.3bscientific.com
Sous réserve de modifications techniques
© Copyright 2011 3B Scientific GmbH
3B SCIENTIFIC
Sensore campo magnetico ±2000 mT
1009941 / U11359
Istruzioni per l'uso
10/11 Hh
®
PHYSICS
1. Descrizione
Scatola del sensore con sonda applicata lunga 140 mm, larga 7 mm e spessa 1,9 mm per la misurazi­one della densità di flusso magnetico B di un cam­po magnetico agente dall'esterno in direzione tangenziale, prevalentemente per l'apparecchio di base per effetto Hall (1009934 / U8487000).
Sensore Hall situato sulla punta della sonda con una superficie attiva di circa 0,044 mm² con seg­nale di uscita radiometrico costante (ovvero pro­porzionale alla tensione di esercizio).
Vasto range di temperatura del sensore Hall da - 20 °C a + 180 °C per la misurazione della densità di flusso su cristalli semiconduttori di germanio riscal­dati (campioni).
Due tasti di regolazione dell'intervallo con 0,2 T e 2 T con funzione a scatto e tasto di tara supplementare. Display ottico del range di misura attualmente atti­vato con un diodo luminoso a sinistra del tasto.
Possibilità di fissaggio al supporto dello stativo per l'orientamento definito nel campo magnetico da misurare.
Adatto anche per l'impiego con la scatola di con­nessione (115 V, 50/60 Hz) (1009954 / U8533381-
115) o la scatola di connessione (230 V, 50/60 Hz) (1009955 / U8533381-230); vedere in proposito anche le Caratteristiche Tecniche.
2. Norme di sicurezza
Il sensore di campo magnetico non è adatto ad applicazioni importanti per la sicurezza!
Utilizzare il sensore di campo magnetico solo
per scopi formativi!
3. Fornitura
1 Scatola del sensore parte della sonda applicata
fissa
1 Cavo di collegamento miniDIN da 8 pin, lungh.
60 cm 1 Supporto stativo, lungh. 120 mm 1 Manuale d'istruzioni
1
4. Dati tecnici
Range di misura: 200 mT, 2000 T Configurazione: tangenziale Tipo sensore: sensore a effetto Hall
lineare
Posizione del sensore Hall: 135 mm,
riferita alla parte fron­tale dell'alloggiamento della scatola del sen­sore
Range tara: nel range 200 mT: +/- 100 mT nel range 2 T: +/- 1 T
Non linearità: max. ± 1,5% del range
di misura totale
Dipendenza della temperatura:
() ( )
,KBTB
⎢ ⎣
T
⎛ ⎜
K
= 3000008801300
Uso con scatola di connessione nel range 200 mT: Fattore di trasmissione:
125 mT/V; 1,60 V a 200 mT
nel range 2 T: Fattore di trasmissione:
1250 mT/V; 1,60 V a 2000 mT
5. Utilizzo
Nota:
Per evitare danni permanenti al sensore Hall
inserito nella punta della sonda, non sot­toporlo a pressioni da compressione meccani­che!
Non piegare la punta della sonda!
Tenere manualmente la scatola del sensore nel
campo magnetico da misurare oppure pren­dere l'asta dello stativo e fissarlo alla struttura dell'esperimento.
Fare attenzione all'orientamento tangenziale
del sensore e misurare il campo magnetico.
Immergere il sensore tramite la bussola di posizi-
onamento "MFS", situata sul bordo superiore dell'apparecchio di base per effetto Hall, in senso verticale fino all'appoggio meccanico. Il centro della superficie attiva del sensore si trova nel campo omogeneo dell'elettromagnete e diretta­mente sul cristallo semiconduttore.
Il display del 3B NETlog
TM
indicherà il valore
della densità di flusso magnetico.
La scatola del sensore viene riconosciuta automati­camente dal 3B NETlog
La commutazione del range di misura viene tras­messa al 3B NETlog
TM
.
TM
.
5.1 Compensazione del punto zero della scatola
del sensore
Nel range di misura prescelto, tenere premuto
il tasto Tara per circa 1 s. La compensazione avviene automaticamente.
Nella riga corrispondente all’ingresso selezionato per il sensore viene eseguito l'aggiornamento dell'indicazione del 3B NETlog
Se necessario, ripetere il processo di compen-
TM
.
sazione del punto zero tra le misurazioni.
Eseguire la compensazione del punto zero
al di fuori delle espansioni polari del trasfor­matore! Tenere in considerazione che le es­pansioni polari possono avere una rimanenza!
6. Applicazioni per prove
Campi magnetici di magneti permanenti e bobine Isteresi di trasformatori Rimanenza Effetti di saturazione nell'anima in ferro
7. Esperimento di esempio
Misurazione della densità di flusso magnetico nell'esperimento per effetto Hall su semiconduttori
Apparecchi necessari: 1 3B NETlog
TM
(115 V, 50/60 Hz) 1000539
U11300-115
1 Trasformatore con raddrizzatore (115 V, 50/60 Hz)
1003315 U33300-115
1 Alimentatore CC 20 V, 5 A (115 V, 50/60 Hz)
1003311
U33020-115 oppure 1 3B NETlog
TM
(230 V, 50/60 Hz) 1000540
U11300-230 1 Trasformatore con raddrizzatore (230 V, 50/60 Hz)
1003316
U33300-230 1 Alimentatore CC 20 V, 5 A (230 V, 50/60 Hz)
1003312
U33020-230 1 Apparecchio di base per effetto Hall 1009934
U8487000 1 p-Ge su circuito stampato 1009810
U8487020 oppure 1 n-Ge su circuito stampato 1009760 U8487030
1 Sensore campo mag. ±2000 mT 1009941
U11359 1 Nucleo a U 1000979
U8497215
2
2 Bobine D con 600 spire 1000988
U8497430
1 Coppia di espansioni polari 1009935
U8497205
1 Set di 15 cavi di sicurezza p. esperi. 1002843
U138021
Eseguire la disposizione sperimentale secondo
Fig. 1.
Impostare il trasformatore con raddrizzatore a 12
V e alimentare l'apparecchio di base per effetto Hall con una tensione alternata pari a 12 V.
Selezionare sul sensore di campo magnetico il
range di misura 2 T e premere il tasto Tara.
Portare il sensore di campo magnetico nella
bussola di posizionamento "MFS".
Impostare l'alimentatore CC sul funzionamento
a corrente costante, vale a dire: poten­ziometro/regolatore di corrente sulla battuta
sinistra (0 A), potenziometro/regolatore di ten­sione sulla battuta destra (20 V).
Aumentare la corrente nel collegamento in
serie delle bobine del trasformatore da 0 A fino a 2 A a passi da 0,1 A.
Condurre eventualmente la corrente di bobina
attraverso l'ingresso di misura della corrente del 3B NETlog
TM
(range di misura 2 A CC) e inte­grare i valori di misurazione nella valutazione dell'esperimento.
Risultato esempio: In presenza di una distanza tra le espansioni polari
pari a 8 mm e con valori 10,6 V e 1,74 A, si raggi­unge una densità di flusso di 300 mT.
Fig. 1 Misurazione della densità di flusso nel traferro fra le espansioni polari di un elettromagnete nella struttura speri-
mentale relativa all'apparecchio di base per effetto Hall
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Con riserva di modifiche tecniche
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3B SCIENTIFIC
Sensor de campo magnético ±2000 mT
1009941 / U11359
Instrucciones de uso
10/11 Hh
®
PHYSICS
1. Descripción
Caja de sensor con parte de sonda de 140 mm de largo, 7 mm de ancho y 1,9 mm adosada lateralmente, para la medición de densidades de flujo magnético B de un campo magnético que actua externamente en dirección tangencial, especialmente para el aparato básico del efecto Hall (1009934 / U8487000).
Sensor de Hall de una superficie activa; de aprox. 0,044 mm² colocado en la punta de la sonda y de una señal de salida radiométrica constante (es decir, proporcional a la tensión de trabajo)
Alcance de temperaturas ampliado del sensor de Hall, de - 20 °C ... + 180 °C para la medición de densidades de campo magnético en cristales de Germanio recalentados (Muestras).
Dos teclas de alcances de medida con 0,2 T y 2 T, con función de enclavamiento y una tecla adicional de tara. Indicación óptica del alcance de medida activo, por medio de LED a la izquierda la tecla.
Con posibilidad de ser fijado con varilla soporte para una orientación definida en el campo magnético a medir.
Tambien apropiado para funcionar con la caja de conexión (115 V, 50/60 Hz) (1009954 / U8533381-115) resp. la caja de conexión (230 V, 50/60 Hz) (1009955 / U8533381-230); véanse, para ello, los datos técnicos.
2. Advertencias de seguridad
¡El sensor de campo magnético no es apropiado para aplicaciones de relevantes para seguridad!
¡Utilizar el sensor de campo magnético sólo para
objetivos didácticos!
3. Volumen de entrega
1 Caja de sensor parte de sonda adosada fijamente 1 Cable de conexión miniDIN de 8 pines, 60 cm de
largo 1 Varilla soporte, 120 mm de largo 1 Instrucciones de uso
1
4. Datos técnicos
Alcances de medida: 200 mT, 2000 T Configuración: tangencial Tipo de sensor: Sensor lineal de efecto
Hall
Posición del sensor de Hall: 135 mm, con respecto a
la superficie frontal de la carcasa del sensor
Alcance de tara: en el alcance de 200 mT: +/- 100 mT en el alcance de 2 T: +/- 1 T
No linealidad: max. ± 1,5 % del fondo
del alcance de medida
Dependencia con la temperatura:
() ( )
,KBTB
⎢ ⎣
T
⎛ ⎜
K
= 3000008801300
Aplicación con la caja de conexión en el alcance de 200 mT: Relación de trasferencia:
125 mT/V; 1,60 V con 200 mT
en el alcance de 2 T: Relación de trasferencia:
1250 mT/V; 1,60 V con 2000 mT
5. Manejo
Observación:
Para evitar daños permanentes del sensor de
Hall que se encuentra en la punta de la sonda, ¡No se debe hacer a ninguna clase de presión mecánica sobre la misma!
¡La punta del sensor no se debe doblar!
La caja de sensor se sostiene manualmente en
campo magnético a medir o en caso necesario se provee de una varilla soporte para acercarla al montaje de experimentación.
Se tiene en cuenta la orientación tangencial del
elemento sensorial y se mide así el campo magnético.
Se inserta perpendicularmente el elemento sensor,
hasta el asiento mecánico, a través del orificio de posicionamiento ”MFS” que se encuentra en el borde superior del aparato básico del efecto Hall. En esta forma el centro de la sección activa del elemento sensor se encuentra en el campo homogéneo del electroimán y directamente al lado del cristal semicondutor.
En el display del 3B NETlog
TM
se lee el valor de la
densidad de campo magnético.
La caja del sensor está dotada de un reconocimiento automático por medio del 3B NETlog
Una conmutación del alcance de medida se trasmite directamente al 3B NETlog
TM
.
TM
.
5.1 Compensación del punto cero de la caja de sensor
Estando en el alcance de medida elegido se pulsa
la tecla de tara (Tare) aprox. 1 s. La compensaci­ónn se hace entonces automáticamente.
Se realiza una actualización de la indicación de cero en las líneas del display del 3B NETlog
TM
de la
entrada de sensor elegida.
Si es necesario se repite el proceso de
compensación de cero entre las diferentes mediciones.
¡La compensación del punto cero se realiza fuera
del espacio entre las piezas polares de un transformador! ¡Las piezas pueden tener ya una remanencia, la cual es necesario tener en cuenta!
6. Aplicaciones experimentales
Campos magnéticos de imanes permanentes y de bobinas
Histeresis transformadores Remanencia Efectos de saturación en núcleos de hierro
7. Ejemplos experimentales
Medición de la densidad del flujo magnético en el experimento del efecto Hall en semiconductores
Aparatos necesarios: 1 3B NETlog
TM
(115 V, 50/60 Hz) 1000539
U11300-115
1 Transformador con rectificador (115 V, 50/60 Hz)
1003315 U33300-115
1 Fuente de alimentación CC 20 V (115 V, 50/60 Hz)
1003311
U33020-115 ó 1 3B NETlog
TM
(230 V, 50/60 Hz) 1000540
U11300-230 1 Transformador con rectificador (230 V, 50/60 Hz)
1003316
U33300-230 1 Fuente de alimentación CC 20 V (230 V, 50/60 Hz)
1003312
U33020-230 1 Aparato básico del efecto Hall 1009934
U8487000 1 p-Ge sobre placa de circuito impreso 1009810
U8487020 ó 1 n-Ge sobe placa de circuito impreso 1009760 U8487030
2
1 Sensor de campo mag. ±2000 mT 1009941
U11359
1 Núcleo en U 1000979
U8497215
2 Bobinas D con 600 espiras 1000988
U8497430
1 Par de piezas polares y arco tensor 1009935
U8497205
1 Juego de 15 cables 1002843
U138021
Se monta el experimento de acuerdo con la Fig.
1.
Se conecta el transformador a 12 V por medio
del rectificador y se alimenta el aparato básico del efecto Hall con 12 V de tensión alterna.
Se ajusta el sensor de campo magnétio en el alcance
de medida de 2 T y se pulsa la tecla de tara.
Se desliza el sensor de campo magnético en el
orificio de posicionamiento ”MFS”.
La fuente de alimentación de CC se ajusta en el
modo de corriente constante, es decir: El potenciómetro de ajuste de corriente se lleva al extremo izquierdo (0 A),el potenciómetro de ajuste tensión se lleva al extremo derecho (20 V).
La corriente en la conexión en serie de las
bobinas del transformador se aumenta de 0 A hasta 2 A en pasos de 0,1 A.
Si es necesario se pasa la corriente de las
bobinas a través de la entrada de corriente del 3B NETlog
TM
(Alcance de medida 2 A CC) y se consideran los valores de medida en la evaluación del experimento.
Resultado ejemplar: Con una distancia entre las piezas polares de 8 mm y
con los valores de 10,6 V para la tensión y 1,74 A para la corriente se logra una densidad de flujo magnético de 300 mT.
Fig. 1 Medición de la densidad de flujo magnético en la ranura de aire entre las piezas polares de un electroimán en el
montaje experimental para el aparato básico del efecto Hall
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Se reservan las modificaciones técnicas
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3B SCIENTIFIC
Sensor de campo magnético ±2000 mT
1009941 / U11359
Manual de instruções
10/11 Hh
®
PHYSICS
1. Descrição
Sensorbox com elemento sensor integrado de 140 mm de comprimento, 7 mm de largura e elemento sensor de 1,9 mm de espessura para a medição da densidade de fluxo magnético B um campo magnético agindo exteriormente em direção tangencial, sobre tudo para o aparelho base do efeito de Hall (1009934 / U8487000).
O sensor Hall que se encontra na ponta do sensor com uma superfície ativa de aprox. 0,044 mm² com sinal de saída radiométrico constante (ou seja, proporcional à tensão).
Faixa de temperatura expandida do sensor Hall de ­20 °C ... + 180 °C para medição da densidade de fluxo em cristais semicondutores de germânio aquecidos (amostra).
Duas teclas de faixa com 0,2 T e 2 T com função de fecho e uma tecla adicional de tara. Indicação ótica da faixa de medição atualmente utilizada por meio de díodo luminoso.
Possibilidade de fixação na vara do pé de apoio para uma orientação definida no campo magnético a ser medido.
Também é adequado para ser operado com a caixa de conexão (115 V, 50/60 Hz) (1009954 / U8533381-
115), respectivamente, a caixa de conexão (230 V, 50/60 Hz) (1009955 / U8533381-230); para isto consultar os dados técnicos.
2. Indicações de segurança
O sensor de campo magnético não é adequado para as utilizações relevantes à segurança!
Utilizar o sensor de campo magnético somente
para fins didáticos!
3. Fornecimento
1 sensorbox com elemento sensor integrado fixo 1 cabo de conexão mini DIN de 8-pinos, 60 cm de
comprimento 1 vara de pé de apoio, 120 mm de comprimento 1 manual de instruções
1
4. Dados técnicos
Faixas de medição: 200 mT, 2000 T Configuração: tangencial Tipo de sensor: sensor linear de efeito
Hall
Posição do sensor Hall: 135 mm,
relativo à superfície frontal da armação do sensor Box
Faixa de tara: Na faixa de 200 mT: +/- 100 mT Na faixa de 2 T: +/- 1 T
Alinhamento: máx. ± 1,5 % da faixa
de medição total
Dependência de temperatura:
() ( )
,KBTB
⎢ ⎣
T
⎛ ⎜
K
= 3000008801300
Utilização com a caixa de conexão Na faixa de 200 mT: Fator de transmissão:
125 mT/V; 1,60 V em 200 mT
Na faixa de 2 T: Fator de transmissão:
1250 mT/V; 1,60 V em 2000 mT
5. Utilização
Indicação:
Para evitar danos permanentes no sensor Hall
integrado na ponta do sensor, nunca expô-lo a esforço mecânico!
Não dobrar a ponta do sensor!
Segurar o Sensorbox com a mão dentro do
campo magnético a ser medido ou conforme o caso, instalar a vara do pé de apoio e fixar na montagem experimental.
Levar em conta a orientação tangencial do
elemento sensor e medir o campo magnético.
Inserir o elemento de sensor verticalmente no
conduto de posicionamento "MFS" do canto superior no aparelho base de efeito Hall até o suporte mecânico. Nisto o centro da superfície ativa do elemento de sensor encontra-se no campo homogêneo do eletroímã e diretamente no cristal semicondutor.
Ler no display do 3B NETlog
TM
o valor da
densidade de fluxo magnético.
O sensor Box tem um reconhecimento automático através do 3B NETlog
Uma comutação da faixa de medição é transmitida ao 3B NETlog
TM
TM
.
.
5.1 Sensorbox de ajuste de ponto zero
Na faixa de medição selecionada apertar a
tecla (tara) por aprox. 1 s. O alinhamento acontece automaticamente.
Acontece uma atualização da indicação do zero na linha de display do NETlog
TM
da entrada de sensor
selecionada.
Quando necessário, o processo de balance do
ponto zero entre as medições terá que ser repetido.
Efetuar o balance de zero fora das sapatas
polares de um transformador! As sapatas polares já possuem eventualmente uma remanência, que deve ser tomada em conta!
6. Utilizações experimentais
Campos magnéticos de ímãs permanentes e de bobinas
Histerese de transformadores Remanência Efeitos de saturação em núcleos de ferro
7. Exemplos de experiências
Messung der magnetischen Flussdichte im Expe­riment zum Hall-Effekt an Halbleitern
Aparelhos necessários: 1 3B NETlog
TM
(115 V, 50/60 Hz) 1000539
U11300-115
1 Transformador com retificador (115 V, 50/60 Hz)
1003315 U33300-115
1 Fonte de alimentação DC 20 V (115 V, 50/60 Hz)
1003311
U33020-115 ou 1 3B NETlog
TM
(230 V, 50/60 Hz) 1000540
U11300-230 1 Transformador com retificador (230 V, 50/60 Hz)
1003316
U33300-230 1 Fonte de alimentação DC 20 V (230 V, 50/60 Hz)
1003312
U33020-230 1 Aparelho básico para efeito Hall 1009934
U8487000 1 Ge dopado tipo p sobre placa cond. 1009810
U8487020 ou 1 Ge dopado tipo n sobre placa cond. 1009760 U8487030
1 Sensor de campo mag. ±2000 mT 1009941
U11359
2
1 Núcleo em U 1000979
U8497215
2 Bobinas D com 600 espiras 1000988
U8497430
1 Par de sapatas polares e tensores 1009935
U8497205
1 Conjunto de 15 cabos 1002843
U138021
Montar a experiência segundo Fig. 1.
Comutar o transformador com retificador para
12 V e alimentar o aparelho base de efeito Hall com 12 V de tensão alternada.
Escolher no sensor de campo magnético a faixa
de medição 2 T e acionar a tecla de tara.
Inserir o sensor de campo magnético pelo
condutor de posicionamento "MFS".
Ajustar a fonte de alimentação DC para operação
de corrente constante, é dizer: o potenciômetro comutador da corrente no encosto da esquerda (0 A), o potenciômetro comutador de tensão no encosto da direita (20 V).
Aumentar a corrente no circuito em série das
bobinas de transformador de 0 A até 2 A em passos de 0,1 A.
Eventualmente conduzir a corrente das
bobinas sobre a entrada de medição de corrente do 3B NETlog
TM
(Faixa de medição 2 A DC)) e incluir os valores de medição na avaliação da experiência.
Resultado de exemplo: Num espaçamento de sapatas polares de 8 mm e
os valores de 10,6 V e 1,74 A se obtém uma densidade de fluxo de 300 mT.
Fig. 1 Medição da densidade de fluxo no entreferro entre as sapatas polares de um eletro-ímã na montagem de experiên-
cia no aparelho base para o efeito de Hall
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