Ingenieurbüro für Leistungselektronik und Antriebe
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Digitale und analoge Elektronik

Gaussmeter

Alle wichtigen Messungen an elektrischen Maschinen können prinzipiell mit einem Fluxmeter durchgeführt werden, sofern ein Referenzmagnet zur Kalibrierung der jeweiligen Messspule vorhanden ist. Jedoch ist es hilfreich ein Gaussmeter zu besitzen, welches die Flussdichte direkt anzeigen kann.

Das hier vorgestellte Projekt basiert auf linearen Hallsensoren. Diese werden hier durch einen Konstantstrom "erregt". Neben der eigentlichen Hallspannung, die proportional zur angelegten Flussdichte ist, wird in dieser Schaltung auch der Spannungsabfall über der "Erregung" bzw. am Eingang erfasst. Diese wird für die Temperaturkompensation des Hallsensors benötigt.

Aus dem Schaltplan sind die Baugruppen ersichtlich. Die Atmel ATmega16-MCU stellt den AD-Umsetzer bereit, von welchem zwei Differenzkanal-Paare für die Auswertung des Hallsensors genutzt werden. Durch Upsampling wird die Auflösung über die 10 Bit des ADC erhöht. Eine separate Referenzspannungsquelle steuert sowohl die Erzeugung der Versorgungsspannung, als auch die Stromquelle für den Hallsensor. Die Versorgungsspannung wird auch als Referenz für den AD-Umsetzer genutzt, so dass alle wesentlichen Signale nur von einer Referenzspannung abhängen.

Leistungstransistor und Shunt-Widerstand der Stromquelle befinden sich im Steckergehäuse der Hallsonde. Ebenso ein serielles EEPROM, in welchem die Parameter der Sonde gespeichert sind. An weiteren Baugruppen sind noch ein einfacher Pegelwandler für die RS232-Schnittstelle und ein Digital-Analog-Umsetzer vorhanden. Über diese können die Messwerte passend skaliert ausgegeben werden. Das Benutzerinterface besteht aus einem zweizeiligen alphanumerischen LCD und vier Tastern. Der fünfte Taster dient als Ein- und Ausschalter.

Die geringe Anzahl an Bauteilen ermöglicht ein einseitiges Layout der Leiterplatte, die gemischt mit bedrahteten und SMD-Bauteilen bestückt wird. Das Gerät wurde in ein Bopla-Gehäuse mit Sichtfenster und Batteriefach für vier AA-Zellen eingebaut. Eine zweite Ausführung befindet sich in einem Hameg HM800-Modul-Leergehäuse.