Magneetsterkte meten, zelfbouw.

Inleiding:
Ik denk dat velen die met cdrom-motortjes en losse neodym magneten knutselen, graag, net als ik, de sterkte van een bepaald magneetje zouden willen meten en vergelijken met andere magneetjes.
Ook is het handig om het lekveld aan de buitenkant van een magneetring te kunnen meten.
Of meten of die neodym magneetjes in je motortje nog net zo sterk zijn als vroeger, zowel brushless als ook voor S300/400enz. Je kunt daar aan de buitenkant het lekveld meten, en dat is recht evenredig met de sterkte van de magneetjes erin. Je moet natuurlijk wel steeds met dezelde tool en op dezelfde plek meten, ook het anker in dezelfde stand.

Ik heb daarvoor een heel simpel tooltje gemaakt.
Het is ook makkelijk na te bouwen.

Ik zou het geen gauss-meter willen noemen, omdat er geen gauss maar milli-volts wordt weergegeven.


Het hart van deze magneet-sterkte-meter is een hall-sensor uit een cdrom-motortje.

De losse hall-sensor:

Voor dit doel bestaan zeker betere en nauwkeuriger hall-sensoren, zelfs met ingebouwde electronica, maar deze CDROM hall sensoren kosten niets, en zijn er in overvloed.
Het is normaal voor de hier gebruikte hall-sensor, dat als er geen magneetveld aanwezig is, er toch nog enkele (3-7) millivolts op de meter wordt weergegeven. Deze sensoren zijn van zichzelf niet perfect. Dit is overigens wel te verhelpen met een wat potmeters en weerstanden, maar ik wilde het zo eenvoudig mogelijk houden.

 

De theorie:

Theorie kort: (houd in gedachten dat electronen van – naar + stromen, Volta heeft destijds verkeerd gegokt)
Het hall-effect is het duidelijkst merkbaar in een dun plaatje van een geleidend, niet-magnetisch materiaal (geel in de tekening)
Door dit plaatje wordt een electrisch stroompje gestuurd, in de tekening van A naar B.
Onder onvloed van magnetische veldlijnen die loodrecht door het oppervlak lopen (van N naar S), wordt de electrische stroming door het plaatje beinvloed, afgebogen richting C.
Er ontstaat daardoor aan één kant (C) een hogere concentratie electronen dan aan de andere kant (D).
Met een voltmeter kun je dit meten. (zie tekening) Deze spanning tussen C en D is rechtstreeks afhankelijk van het magnetisch veld, en ook van de electrische hulpstroom van A naar B.

 

De verdere electronica:
Een batterijtje, (2x 1,5V of één 3V lithium)
Twee weerstandjes,
Eén goede drukknop (R-on kleiner dan 1 ohm),
Wat draadjes.
Een behuizing, niet persé noodzakelijk, maar wel handig.
Voor het weergeven van de gemeten waarde is een digitale universeelmeter nodig, maar ik neem aan dat iedereen die serieus met cdrom-motortjes knutselt dat wel heeft.

Het schema:

De hulpstroom heb ik op ongeveer 5mA gehouden.
De inwendige weerstand van deze hall sensor (±340ohm) plus R1 (330ohm) zorgen ervoor dat deze hulpstroom bij de 3,2V uit de lithium cel behoorlijk constant is.
Je zou ook een simpel 1,5V batterijtje kunnen toepassen, zonder R1.
Ik denk dan wel dat je meetwaardes meer beinvloed zullen worden door het aftakelen van de 1,5V batterij, en temperatuursverschillen.

R2 is een soort beveiliging om de hall sensor te beschermen, en heeft geen invloed op de meting als een digitale meter (Ri 1 Mohm of meer) gebruikt wordt.

Bouw foto's:

Het spul in de behuizing van een neustrimmer:



Als je gaat bouwen, succes!

 

Gaaf!!!

Weer een projectje erbij op de longlist....

 

En eindelijk is die neushaar trimmer ergens voor te gebruiken :twisted:
Ze zijn nog steeds te koop voor minder dan 2 euro...

 

Erg handig Zou je ook spoel sterktjes kunnen meten? tegen de spoel aanhouden en meten of de stuur sterktes gelijk zijn? Makkelijk om kortsluitingen op de sporen

 

Dat is zeker mogelijk!

 

Fun Nu nog tijd om dit leuks te bouwen... Ik heb ook al maanden accu's liggen die gesoldeerd moeten worden....

 

Ik neem aan dat je het ook Engelstalig op je site plaatst Gertjan?

 

Je zou het zelfs kunnen 'calibreren' met een bekende sterke magneet en een bekende zwakke magneet.

 

Voorlopig nog even niet...

Daar heb je helemaal gelijk in.
Voor de echte electronica knutselaar valt er nog heel wat aan te verbeteren:
-Zelf één vaste magneet merken en bewaren om te controleren of de aanwijzing nog hetzelfde is als in het begin.
-Electronische en regelbare stroombron, om (eventueel) steeds weer te kunnen calibreren.
-Compensatie potmeters voor een echt "0V" als er geen veld aanwezig is

 

Je zou kunnen calibreren tegen niets (0 Tesla) maar ik denk dat je dan erg grote niet-lineairiteiten kunt krijgen. Kun je het Hall-sensor type/merk lezen?

 

Heb je nogmaals helemaal gelijk in, daarom wil ik het ook geen gauss of tesla meter noemen.

Nee, er staat een "C" of een "F" op en op internet kon ik daar niets over vinden. Ze zijn ook niet bedoeld voor het nauwkeurig meten van magneet velden.

 

Bedankt Gertjan nu kan ik op een simpele en vooral goedkope manier iets vergelijken.
Ik ben ook benieuwd wat hij aangeeft als ik twee magneten heb met dezelfde sterkte maar met verschillende diktes want een motortje reageert anders al hebben ze volgens de fabrikant dezelfde sterkte.

 

man, you read my mind! Heb er vorige week nog serieus over gedacht, maar na de Conrad catalogus te bekijken bij halsensors dacht ik dat die sensortjes Niet volgens het Hall-priciepe werken :? . Mooi wel dus...bedankt om dit even duidelijk te maken

Absolute waarden meten in tesla is niet echt nodig, vergelijken is eigelijk het enigste wat je nodig hebt denk ik. Ik denk niet dat cdmotorenbouwers zich bezighouden met zo'n berekeningen waar bij je dat absoluut nodig hebt

Ik begin er morgen aan! (yeah right :wink: ). Ik denk wel dat ik de spanning eerst door een amplifier (op amp) jaag om met m'n interface te kunnen meten...

Hoeveel milivolt komt er ongeveer uit bij een neo magneetje? Ik zie daar 71mv? Ik neem aan dat dat kan aangepast worden door de stroom (aantal electronen per tijdseenheid )door de hall-sensor te verhogen of verlagen?

Niels

 

@ Niels,
Wat de meter op de foto aangeeft is 719 mV (0,719V)
Een klein maar goed neo magneetje geeft waarschijnlijk tussen de 0,6 en 0,7V.
Een stapeltje kan al gauw boven de 1V uitkomen.

De uitgangsspanning is het produkt van magneetveld en hulpstroom.(flux X A)

Op internet kon ik wel gegevens vinden van andere hall sensoren, en als die dezelfde smd behuizing hadden werd 5mA als nominale stroom opgegeven en 25 mA maximaal. Maar als ik naar de weerstanden kijk die hier in de cdrommotor toegepast werden, dan kom ik beneden de 1mA uit.
Ik heb al één zo een hall sensor opgeblazen bij 25mA.......
Ik hou het dus op 5mA, geeft voor mij prima uitleesbare spanningen!

 

@ Ben,
Ik denk dat als een fabrikant een magneet-sterkte opgeeft voor een serie magneten, deze magneet-sterkte een specifieke waarde is voor het gebruikte materiaal.
De sterkte van een bepaald magneetje, gemaakt van dat materiaal, is dan afhankelijk van zijn afmetingen.
Als je twee gelijke magneetjes op elkaar stapelt heb je ook een grotere magneetkracht.

 

Cool!

nu kan je dus ook kijken of het veel uit maakt of je een 1mm N45 of een 1.5mm N40 magneet gebruikt

ik ging er altijd van uit dat die cd-rom Hall sensoren digitaal waren :roll:

 

Duitse suggesties:
http://www.rclineforum.de/forum/thread.php?threadid=53354

 

Dat vond ik leuk om te lezen, vooral omdat er in de praktijk al bruikbare en informatieve metingen mee gedaan zijn.

Nogmaals, ijken vindt ik wat overdreven.
Het gaat om vergelijken!
Gebruik gewoon wat referentie magneetjes, en vergelijk daar alles mee!