Fertigung und Erprobung eines Mikro-Wirbelstromsensors zur Abstandsmessung

Abstandsmessung mit dem Wirbelstromsensor

Zu Abstandsmessungen mit dem Wirbelstromsensor werden wie bei der Messung der induzierten Spannung zwei Messreihen durchgeführt. Bei der ersten Versuchsreihe wurden Sensoren ohne magnetischen Kern getestet und bei der zweiten Sensoren mit magnetischem Kern. Bei beiden Versuchsreihen kommt dasselbe Messobjekt zum Einsatz, das genau definierte Eigenschaften besitzt. Bei jeder Messreihe wurden drei Messobjekte aus magnetischem Stahl, Ferrit und Kupfer getestet (siehe Tabelle 8.4).
Zuerst stellt man bei jeder Messung den Abstand zwischen Sensor und Objekt zunächst mit Hilfe eines Dummy-Sensors ein, um bereits bei kleinstem Abstand Messwerte zu erhalten. Zur Einstellung kleinster Abstände werden Glimmerplättchen von 10 µm Dicke verwendet, die auf dem Dummy-Sensor positioniert werden. Anschließend wird das Messobjekt bis auf Kontaktabstand an das Glimmerplättchen herangefahren. Dann wird der Dummy-Sensor mit dem Glimmerplättchen vom Messobjekt entfernt und der richtige Sensor unter dem Messobjekt positioniert. Die genauere Einstellung des Abstands erfolgt durch die Mikrometerschraube auf dem Messstand. Der Abstand zwischen dem Sensor und dem Messobjekt variiert bei beiden Versuchsreihen im Bereich zwischen 10 bis 1.000 µm.

Tabelle 8.4: Eigenschaften von Messobjekten

Materialien für Messobjekt	spezifische Leitfähigkeit [m/(Ωmm²)]	Relative Permeabilität
Stahl	2	3,75
Ferrit	<10^-^6	2000
Kupfer	58,2	1

80
60

40

B [EMU]
20

1.0
0

-5.000 -3.000 -1.000

-20

Ferrit Stahl


5.0
00

00
-40
-60

2005 imt 5017-078
-80

H [Oer]

Bild 8.13: Hysteresekurve von Stahl und Ferrit

Bei den Proben aus Stahl und Ferrit können magnetische Eigenschaften mit Hilfe eines Vibrationsmagnetometers verifiziert werden. Bei der Messung wird die Hysteresekurve ermittelt (Bild 8.13) und die Werte der Koerzitivität und Sättigung abgelesen.