Hvad er en Gauss Meter? En omfattende guide til magnetfeltmåling

Af Chris Deziel – Opdateret 30. august 2022

MicroStockHub/iStock/GettyImages

Carl Friedrich Gauss (1777-1855) hyldes som en af historiens største matematikere og en pioner inden for magnetfeltforskning. Han udtænkte den første praktiske enhed til at måle magnetisk feltstyrke og retning - et magnometer - og introducerede gauss som en enhed for magnetisk fluxtæthed i CGS-systemet. I SI-systemet er grundenheden teslaen, hvor 1T =10000G.

En gauss-meter er den moderne inkarnation af Gauss’ magnometer. Den består typisk af en Hall-effekt-sonde, målerhuset og et tilslutningskabel. Enheden måler både størrelsen og orienteringen af ​​magnetiske felter, hvilket gør den ideel til lave til moderate feltstyrker. Til meget høje felter bruges en tesla-meter - i det væsentlige det samme design skaleret til større enheder -.

Hvad er Hall-effekten?

Hall-effekten beskriver, hvordan et magnetfelt påvirker en elektrisk strøm, der strømmer gennem en leder. Når en strøm krydser en leder placeret vinkelret på et magnetfelt, skubber Lorentz-kraften ladningsbærere til den ene side, hvilket skaber en tværgående spænding. Denne Hall-spænding (V) er direkte proportional med den magnetiske feltstyrke (B) og strømmen (I), og omvendt proportional med ladningsbærerens tæthed (n) og ledertykkelsen (d). Forholdet udtrykkes som:

V = (I B)/(n e d)

hvor e er den elementære ladning.

Hvordan fungerer en Gauss-måler?

Kernen i en gauss-måler er dens Hall-sonde. Prober kommer i flade og aksiale konfigurationer:Flade sonder udmærker sig ved at detektere tværgående felter, mens aksiale sonder er designet til felter, der er justeret med sondens akse, såsom dem inde i en solenoide. Fordi små feltsonder er sarte, er mange indkapslet i messing eller andre beskyttende materialer.

Under drift driver måleren en kontrolleret teststrøm gennem sonden. Den resulterende Hall-spænding forstærkes og konverteres til en digital aflæsning af magnetisk fluxtæthed. Da mange magnetfelter svinger over tid, tilbyder mange målere funktioner til at låse displayet ved en valgt værdi, fange og gemme flere aflæsninger eller automatisk kun registrere spidsværdien. Avancerede modeller skelner mellem DC- og AC-felter og beregner RMS-værdien for AC-signaler.

Hvem har gavn af en Gauss-måler?

Gauss-målere er uvurderlige for elektrikere og ingeniører, der diagnosticerer ledningsproblemer - berøringsfri spændingstestere, for eksempel, er afhængige af det samme princip. De bruges også til at vurdere det magnetiske miljø af elledninger, husholdningsapparater eller industrielt udstyr. Mens sundhedseffekterne af langvarig eksponering for stærke magnetfelter fortsat er et emne for igangværende forskning, gør gaussmålere det muligt for fagfolk at overvåge og regulere magnetfeltniveauer i bolig- og erhvervsmiljøer.