Bromveld Sniffer, Spoeltje of HALL Sensor?

Hi,

Voor mijn LM317 voeding moet ik weer wat metingen doen aan de trafo’s die in de kast komen en de stroom voerende bedrading/komen en hun magnetische veld.
Ik heb hier een spoeltje dat ik wel meer gebruik, maar dat is niet echt optimaal.

Mijn ervaring met Hall sensoren is minimaal, dus ik vraag aan jullie, hebben jullie als eens zoiets gemaakt om bromvelden te detecteren?
Het elektrische veld is voor deze toepassing nu even niet van belang, daar ga ik al wat schotjes an andere manieren voor toepassen.

Als ik het goed heb onthouden is Hoeben de gene met grote kennis van deze sensoren, misschien kan hij wat tips geven over welke sensoren en hoe ze te gebruiken.
Kalibratie is hier niet van toepassing, het gaat mij er om dat ik goed kan meten als ik b.v. een trafo draai wat opstelling betreft wat dat doet moet het magnetische veld bij zeg mijn regel Electronica.

Mijn ervaring met een spoeltje is soms nogal vreemd geweest i.v.m. het richting van de velden, dus b.v. een Hall sensor die onder meerdere hoeken meet?

In principe gaat het nu om velden van 50/100Hz, later zou tot 500KHz ook leuk zijn i.v.m. schakelvoedingen.

Alle info hierover is welkom!

Dank vast en groet,
Bram

You have your way. I have my way. As for the right way, the correct way, and the only way, it does not exist.

Een spoeltje met een ferrietkern en luisteren met een gevoelige audioversterker is mijn favoriet.

Een hall-sensor moet zonder schakelpunt zijn (lineair) en is qua richting van het veld pas bruikbaar na daar "streepjes op hebben gezet". Tja, hoe leg je dat uit? Zo, denk ik.

fred101

Golden Member

Ik heb een klant die magneetvelden meet met een Fluxgate magneto meter

Mijn Aim TTi werkt ook met een fluxgate sensor. Ik heb er wel ooit een met hall sensor gemaakt. Maar die was minder gevoelig.

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook maritieme en industriele PCBs
Sine

Moderator

Met hall sensors kun je een XYZ probe maken.

Met spoeltjes natuurlijk ook, maar dat wordt wat minder compact. In het geval van spoeltjes zou ik er met een staafvormige kern zoeken.

fred101

Golden Member

Ik heb er ook een gemaakt met de kop uit een cassette speler, verrassend gevoelig. Voor hogere frequenties gebruik ik een klein lucht spoeltje, voor lagere frequenties een met staafvormige kern.

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook maritieme en industriele PCBs
fatbeard

Honourable Member

Het is een afweging tussen nauwkeurigheid en gevoeligheid: als je heel precies de locatie wilt kunnen bepalen heb je een klein spoeltje nodig, met als gevolg dat het niet zo bijster gevoelig is (en vice-versa). De lage frequentie helpt ook niet echt: een kern is noodzakelijk.

Ik 'meet' zelf meestal met de T.A.P.I.R. en een 'halter' spoeltje, dat geeft mij een redelijke verhouding tussen gevoeligheid en directiviteit.

Als je het wilt kwantificeren wordt het een ander verhaal; voor 50Hz is dan een gevoelige, lineaire Hall sensor handiger dan een spoel met kern.

Een goed begin is geen excuus voor half werk; goed gereedschap trouwens ook niet. Niets is ooit onmogelijk voor hen die het niet hoeven te doen.

een hall elementje is veel beter dan een spoel voor deze toepassing . frequentieonafhankelijke uitgangsspanning (gewoon evenredig met B ), veel kleiner en een duidelijke richting waarin gemeten wordt.
Welke tegenwoordig de beter zijn weet ik niet. Ik haalde de mijne uit direct drive motoren van vtr's. Mijn laatste haalde ik uit stroomtrafo's van AKM. die laatste hebben al een verschilvoorversterker ingebouwd, maakt het aansluiten makkelijker.

Hi,

Dank voor de opmerkingen.

Spoeltje heb ik al, had ik ook al afgeschermd met koperfolie(NEE niet een kort gesloten winding gemaakt!)
Versterkertje en/of mV meters voldoende hier aanwezig.

Het gaat vooral om de kromme verldlijnen die er soms optreden, denkje dat je een leuke positie hebt en dan zit je met je meet positie net bij een "0" punt in de buurt...
Ik wil graag minimaal in twee vlakken meten, dus ik denk dat ik twee Lineaire sensors ga kopen en daar eens mee ga testen.

Op de webwite van Hoeben zag ik mooi spul, maar dat zal wel schreeuwend duur zijn en trouwens ook latig te monteren, vooral die mooie XYZ sensor van ze.

Ik zoek weer even wat datasheets door voor iets bruiktbaars dat direct bestelbaar is.

Groet,
Bram

You have your way. I have my way. As for the right way, the correct way, and the only way, it does not exist.

Hi,

Gisteren mijn eerste testen gedaan met de Philips KMZ10A Hall Sensor voor het meten van magnetische stoorvelden.
Dat meten betreft dus niet dat ik kan zeggen hoe sterk het veld precies is.
Ik heb geen mogelijkheid tot kalibratie en dat vind ik ook niet zo van belang voor mijn eerste frutsels, het is bij dit project vooral het opdoen van kennis.
En dat ik een indruk krijg hoe het veld rond een trafo zich beweegt in mijn LM317 voeding’s kastje.

De eerste fout heb ik denk ik al gemaakt bij het opzetten van mijn sensor, maar dat hoort bij het leerproces! :+
Eerst even de bronnen/datasheets waarmee ik werk en die ik dus niet helemaal goed gelezen heb.

Datasheet van Philips voor de KMZ10A.
www.bramcam.nl/NA/KMZ10a-Sensor/KMZ10A-Philips.pdf

Deze is voor de Philips KMZ51 en de KMZ52 die ondermeer bedoeld zijn voor Compass toepassingen.
www.bramcam.nl/NA/KMZ10a-Sensor/KMZ51-KMZ52-AN00022_COMPASS.pdf

Het lijkt er op dat Philips de sensors heeft verkocht aan: Measurement Specialties
www.bramcam.nl/NA/KMZ10a-Sensor/KMZ10CM-Measurement-Specialists.pdf

Veel info van Philips over de KMZ sensors.
www.bramcam.nl/NA/KMZ10a-Sensor/kmz10c112.pdf

Verder heb ik vorige week wat Hall samples binnen gekregen van Analog Devices, maar later daar meer over.
Maar goed ik ben dus zo groen als wat, wat deze techniek betreft en we zullen zien of er wat bruikbaars uit komt.

Foto tijd!

Hier denk ik mijn eerste fout te hebben gemaakt met deze sensor.
Hier staan de twee sensoren onder twee vlakken/hoeken, op zich een goed uitgangspunt, maar ik heb niet gedacht aan het veld van de sensor zelf.
Het gaat hier om de werkspanning van de sensor welke als 5V word aangegeven en bij de gemiddelde impedantie van de sensor tussen zijn voedingspunten ongeveer 1K levert 5mA stroom door de sensor op.
Ik vermoed dat de twee sensoren elkaar beïnvloeden door deze werkstromen.
Nu is het zo dat ik niet geïnteresseerd ben in "DC" bij dit meetinstrumentje en hoop ik dus dat ik wat onderlinge beïnvloeding er mee weg kan komen.

Hier zijn twee sensoren op elkaar gelijmd met 10 seconde lijm, dat viel niet mee, mijn vingers zaten eerder vast dan de twee sensoren op elkaar.
https://www.bramcam.nl/NA/KMZ10a-Sensor/KMZ10A-03.png

.
Om de sensoren toch goed vast te krijgen heb ik deze klem gebruikt.
https://www.bramcam.nl/NA/KMZ10a-Sensor/KMZ10A-02.png

.
Tweede fout!
Kijk in de datasheet Bram!
Mijn aanname was dat pin-1 de voedings + was, dus dat heb ik weer mogen corrigeren wat 15 minuten werk was voor één draadje te verplaatsen.
https://www.bramcam.nl/NA/KMZ10a-Sensor/KMZ10A-04.png

.
Vanaf een andere hoek gezien en nog steeds fout aangesloten.
https://www.bramcam.nl/NA/KMZ10a-Sensor/KMZ10A-5.png

.
Zo moet het dus wat aansluitingen betreft.
https://www.bramcam.nl/NA/KMZ10a-Sensor/KMZ10A-06.png

.
Nu hat ik bij mijn comby’sensor ook nog wat ontkoppeling nodig, en ik ben wezen zoeken naar een Cer. condensator die groter dan 0,1uf was,
klein genoeg met koperen draden, dat viel niet mee, alleen de linker twee waren met koperdraadjes uitgevoerd en klein genoeg.
Er boven ligt een magneet uit een gesloopte harddisk waar ik mee getest heb.
https://www.bramcam.nl/NA/KMZ10a-Sensor/KMZ10A-07.png

.
Een dichtbij foto vna de twee sensoren welke nu goed zijn doorverbonden met de ontkoppel condensator over de voedings pennen.
https://www.bramcam.nl/NA/KMZ10a-Sensor/KMZ10A-08.png

.
Tja, ik moest eerst weer even "ZEN" worden voor ik dit netjes aangesloten kreeg. :)
https://www.bramcam.nl/NA/KMZ10a-Sensor/KMZ10A-09.png

.
Een blik op de andere zijde, de draden zijn Kynar 30AWG en de kousjes zijn teflon dat ik op een van de beurzen heb gekocht.
https://www.bramcam.nl/NA/KMZ10a-Sensor/KMZ10A-10.png

.
Dit is hoe de bedrading is aangesloten, de twee sensoren hebben voor de brug uitgang verschillende kleuren.
De "horizontale" sensor heeft een Blauw/Geel paartje en de verticale sensor heeft een Blauw/Groen paartje, op die manier hoed ik ze uit elkaar.
https://www.bramcam.nl/NA/KMZ10a-Sensor/KMZ10A-11.png

Dat is het voor nu, even wat anders doen, later vanmiddag meer.
Ik heb de sensor op de Audio Precision analyzer aangesloten voor een eerste test en naar mijn trafo en brugcel bedrading geluisterd.
De trafo's zou volgens de eerste testen verticaal gemonteerd moeten worden, de bedrading aan de buitenzijde geeft een groter veld dan als het montage gat richting de binnen zijde van het kastje wijst.
Maar daar dus later meer over en natuurlijk ook over de Electronica die aan de sensor komt te hangen.

SHOOT en Gegroet,
Bram

You have your way. I have my way. As for the right way, the correct way, and the only way, it does not exist.

Wat voor problemen verwacht je in een voeding wat betreft (inductie-)brom?
Ik heb wel eens in een pro voeding gezien dat de referentiepoot van een LM aangesloten was op het spoor tussen de gelijkrichter en de elco. De laadstroom van de elco veroorzaakte al een paar honderd mV rimpel. Dat is evenwel geen inductie.

Oo.. dit is een basissensor met 4 pootjes. tussen Vo+ en Vo- staat er steeds een offsetspanning, afhankelijk van de stroom die je door de Hall jaagt. die offset moet je dus met een verschilversterker eruit mikken. (das het voordeel van moderne sensoren, die zit al mee ingebouwd)

calibratie is doenbaar. twee spoelen in Helmholtzopstelling en je krijgt een constant veld ertussen waarvan de sterkte makkelijk te berekenen is. (Nu je toch bezig bent :-) )

Hi,

buzzy
Je kan de electronica zo opsetten zoals ik dat met de LM317 voeding doe dat deze vrij is van "brom" die op de buffer elco staat.
Ook de bedrading kan ik b.v. goed opgelost hebben en dan nog kan je brom, ratel op de uitgang hebben.

De oorzaak is dan bijna altijd het magnetische veld van de trafo en de stromen naar de bufferelco toe en soms de 230V bedrading.
De bedrading velden kan je door goed twisten bijna geheel weg krijgen.
Het veld van de trafo zelf is een stuk lastiger, vaak is dik blik nodig of zelfs πmetaal om da laatste ratel weg te krijgen.

kris van damme
Kris, de DC installing is niet intressant, de sensor gaat AC gekoppeld worden aan een AD8421 instrumentatie versterker.
Voorlopig ben ik aleen geintresseerd in het AC signaal, mijn doel is 500KHz tot 1MHz bandbreedte te halen.
Dit om te kijken of dit meetinstrumentje ook voor SMPS te gebruiken is.

Laters meer hierover, nog steeds moet ik weer wat anders doen!

Groet,
Bram

You have your way. I have my way. As for the right way, the correct way, and the only way, it does not exist.

Hall-sensor ontwikkelaar hier.

Een goede lineaire Hall sensor meet in 1 richting. Net als een spoel trouwens hoort te doen maar die is groter en omvat meer fluxlijnen. Daarmee meet de spoel over een groter oppervlak.

Je kunt 50 Hz meten vanaf laten we zeggen enkele microTeslas. Afhankelijk van je elektronica. Begrenzende factor is offset (of drift ervan) en ruis.

Ik zie dat je 500 kHz tot 1 MHz wil meten? Dat is geen brom meer maar HF. En goede Hall sensoren kunnen wel tot in honderden kHz gaan, maar dan moet je akelig goede bedrading hebben. Ik zie een trafo echt geen 1 MHz uitsturen. 50 Hz, 100 Hz en 150 Hz, misschien wel tot enkele kHz maar dan houdt het wel op.

Een spoel is handig, hij kan diep meten omdat hij door de lage weerstand weinig ruis heeft. Als je je elektronica netjes bouwt. En bij 1 MHZ heb je maar een kleine spoel nodig, Uuit loopt op met frequentie.

De KMZ10 is trouwens geen Hallsensor. En ik weet met welke nauwkeurige sensor hij gekalibreerd wordt...

Onze sensoren vind je op www.asensor.eu, maar die zijn te duur voor hobby. Je kunt in de datasheets misschien wat interessante informatie vinden. En ik kan wat lineariteits- en ruisdiagrammen sturen. Gewoon als achtergrondinfo voor je metingen met andere sensoren, het kan je laten begrijpen wat limieten van halfgeleidersensoren zijn. Stuur dan een persoonlijke mail, geen reclame hier.

[Bericht gewijzigd door Hoeben op woensdag 19 mei 2021 21:53:46 (16%)

Ha Hoeben,

Ik ga eens kijken op je site.
Die @blackdog gebruikt is een magnetoresistive brug deze is nauwkeuriger als HALL + of HALL - sensor.....
Maar voor beiden geldt jou opmerkingen alleen doet Bram er twee op elkaar dan moet je misschien wel opnieuw ijken even een prik bij je ziekenhuis halen en langs de Tesla tafel :P

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.

Hi Hoeben,

De KMZ10A sensor wordt niet DC aangesloten op de versterker trappen.
De voorversterker wordt een AD8421 van Analog Devices welke een lage ruis heeft en een symetrische ingang.

Wat ik vandaag al eerder aangaf, dit is de eerste keer dat ik met een Hal sensor ga testen.
De KMZ10a daarvan wordt een gegeven dat de bandbreedte tot 1MHz loopt, maar niet bij hoeveel dB.

Het gaat mij er nu vooral om, dat ik mijn storende componenten in een voedings systeem zo kan monteren dat de storing op de electronica minimaal is.
Dit meetinstrumentje niet bedoeld om precisie van de veldsterkte te meten.

Wat betreft de bandbreedte, ik hou rekening met mijn versterker trapjes zodat ik 500KHz tot 1MHz redelijk goed kan versterken.
Er komen wat filters in, zodat ik b.v. alles beneden de 300Hz kan wegfilteren zodat ik beter naar de hogere frequenties kan kijken voor een betere dynamiek.
De rede is, dat ik eventueel SMTP schakelingen ook een beetje kan onderzoeken.

Wat is de KMZ10a dan wel, als het geen Hall type is, hoe wordt hij dan omschreven?

Wat je bedrijf betreft, dat weet ik al jaren. ;)
Ik had ook gehoopt dat je hier zou reageren en ja alle info is welkom ook tip van jou.

Groet,
Bram

You have your way. I have my way. As for the right way, the correct way, and the only way, it does not exist.

Ha blackdog,

Dat schrijf ik het is een magnetoresistive brug die is nauwkeuriger als de standaard HALL sensor maar let inderdaad op de 1 / f ruis en de offset.
De offset daar doe je al iets mee begrijp ik, als je zo'n Op amp gebruikt is een beetje overkill maar dan zou je kunnen overwegen om een Chopper te gebruiken.

Ik heb even op de site van @Hoeben gekeken ik zou graag een type willen gebruiken met een spinning current circuit waarna ik een chop- out kan gebruiken.

Jou keuze is denk ik voor de toepassing zeker een goede even mee leren werken qua richten ;)

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.

Op 19 mei 2021 22:56:42 schreef electron920:

De offset daar doe je al iets mee begrijp ik, als je zo'n Op amp gebruikt is een beetje overkill maar dan zou je kunnen overwegen om een Chopper te gebruiken.

eeuh ? een opamp is overkill, maar een chopper is dat niet? kan niet volgen, maar het gebruik van een opamp met offset compensatie is de normale gang van zaken bij een 4 poots hallelement waar je ook de DC waarde wil uithalen. (voor het meten van statische velden dus)

Op 19 mei 2021 22:22:45 schreef electron920:
Die @blackdog gebruikt is een magnetoresistive brug deze is nauwkeuriger als HALL + of HALL - sensor.....

Magnetoresistief is niet zonder meer nauwkeuriger. Het ligt puur aan de sensor en opbouw. Magnetoresistief kan niet altijd tegen sterke velden en ziet ook niet altijd polariteit. Ook hier weer afhankelijk van sensor, opbouw, voormagnetisatie etc.

Hallsensor lineariteit moet je toch wel aan een 0.1% denken, ongecalibreerd. Wat je in de weg kan zitten is ruis als je heel zwakke velden meet. Offset maakt je niet uit als je AC meet. Ruis is weg te krijgen, maar dan heb je het over dure elektronica.

Ik denk dat ik het eerst eens met een spoel zou proberen.

Ha kris van damme,

De keuze van die Op amp welke een laag ruis getal heeft is overkill omdat de weerstand brug al veel te ruist..... maar als je dan toch op die toer wilt gaan neem dan een chopper dan sla je echt raak 8)7

@Hoeben,

Dat is zonder meer waar het type wat @blackdog heeft gekozen flipt zo om bij een te sterk veld !
En ik denk dat jou sensors van een nieuwere generatie zijn dus ik neem contact op.
Ik ben bezig met een camera voor magnetische analyse daar heb ik 150...200 elementen voor nodig in een array die worden gescand eigenlijk net als een beeldbuis.....

Groet,
Henk.

[Bericht gewijzigd door electron920 op woensdag 19 mei 2021 23:13:54 (43%)

Everything should be as simple as possible, but not simpler.

Hi Henk,

De brug impedantie is rond de 600Ω en de ruis van de instumentatie versterker is dan volgens mij geen echte overkill.
Eigenlijk is de symetrische ingang veel belangrijker als je verder dan 5cm van een ringkern meet(naar mijn huidige gegevens van de eerste test)
Ik heb voldoende kennis van het meten van kleine signalen en daarom zijn de uitgangen vande brug ook getwist en de bekabeling naar het meerinstrumentje is een stukje soepele CAT6 FTP.

Maar later meer hierover als ik meer metingen en kennis heb gedaan.

Verder is het niet de bedoeling de natuurlijke achtergrond straling te gaan meten met dit meetinstrumentje. ;)

Oja met een spoeltje meten, dat heb ik al gedaan en daar werd ik niet blij van, dus daarom nu eens met wat KMZ10A's testen, we zullen het zien wat het gaat brengen.

Groet,
Bram

You have your way. I have my way. As for the right way, the correct way, and the only way, it does not exist.