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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Warum erzeugt ein induktiver Sensor vor einem Zahnrad ein Sinussignal?


Autor: Tobias M. (mhad-ngad)
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Hallo Zusammen,
ich habe folgende Frage. Wenn man einen induktiven Sensor, also eine 
Spule mit einem Permanentmagneten vor einem rotierenden, 
ferromagnetischen Zahnrad montiert. Warum ergibt sich dann ein 
Sinussignal? Ich habe den Aufbau als magnetischen Kreis angenähert und 
mit dem Induktionsgesetzt gerechnet. Aber da die Induktionsspannung ja 
nur die zeitliche Ableitung des magnetischen Flußes ist, müsste der ja 
schon sinusförmig sein. Gibt es jemanden, der mir auf die Sprünge helfen 
kann?

Gruß

Tobias

Autor: Klaus (Gast)
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tja .. olle Siemens ist tot!

aber schau mal unter Generator im WiKi nach.

Autor: Tobias M. (mhad-ngad)
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Danke für die schnelle Antwort. Allerdings bewegst sich ja bei den 
Generatortypen, die dem Sensorprinzip ähneln keine Leiterschleifen im 
Magnetfeld, deren Fläche sich sinusförmig ändert...

Autor: Klaus (Gast)
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.. ach nicht?

man, man, man, man

Klaus

Autor: Hannes (Gast)
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Wer sagt denn, dass da wirklich ein Sinus rauskommt?

Wahrscheinlich trifft das nur für eine bestimmte Konstellation zu.

Autor: Tobias M. (mhad-ngad)
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@Klaus: Lässt Du mich an deinem grenzenlosen Wissen teilhaben oder 
postest Du nur, um allen zu zeigen, dass Du von der Materie mehr 
verstehst als ich, es aber nicht beweisen willst?

@Hannes: Ich kenne das Prinzip zum Beispiel beim Kurbelwellensensor an 
Verbrennungsmotoren. Da entsteht definitiv ein Sinus oder etwas sehr 
Sinusnahes: 
http://www.kfztech.de/kfztechnik/elo/sensoren/indu...

Autor: Klaus (Gast)
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> Wer sagt denn, dass da wirklich ein Sinus rauskommt?

Selbet wenn Du 4-eckige Magneten nimmst, ist das Magnetfeld
auf einer Scheibe mit der sich diese drehen, rund!

Hab ich was falsch verstanden?

Klaus

Autor: Tobias M. (mhad-ngad)
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Was verstehst Du unter einem runden Magnetfeld?

Hier http://www.kfztech.de/kfztechnik/elo/sensoren/indukt2.jpg findet 
sich ein Bild der Sensoranordnung. Der Magnet steht auch still. Es 
ändert sich im Prinzip nur der Luftspalt. Ich schnalle nur nicht, warum 
er das sinusförmig tut bzw. mit welchem Ansatz man den Sinus darein 
interpretiert.

Autor: Klaus (Gast)
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Du tust mir leid. (siehe Generator Wiki)

Autor: Hannes (Gast)
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>Selbet wenn Du 4-eckige Magneten nimmst, ist das Magnetfeld
>auf einer Scheibe mit der sich diese drehen, rund!

Mann, rauch mal weniger ein, wenn Du's nicht verträgst.

>Hab ich was falsch verstanden?

Ja. Hier geht's nicht um Magnete, die irgendwo montiert sind, sondern um 
einen induktiven Sensor, der eine bewegte ferromagnetische Masse 
detektiert.

Und dies gibt nur in einem Spezialfall ein Sinussignal.

Autor: Hannes (Gast)
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>Selbet wenn Du 4-eckige Magneten nimmst, ist das Magnetfeld
>auf einer Scheibe mit der sich diese drehen, rund!

Abgesehen davon ist das auch falsch.

Autor: yalu (Gast)
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Ich würde sagen, dass der magnetische Fluss und damit das Messsignal nur
näherungsweise sinusförmig ist.

Die Signalform hängt sicher stark von der Zahn- und der Spulengeometrie
ab. Man kann wahrscheinlich eine Zahnform ermitteln, für die das
Messignal tatsächlich ein Sinus ist, aber die hat mit der üblichen
Evolventenverzahnung sicher nicht mehr viel gemeinsam.

Schnapp dir ein Zahnrad mit einem Modul>>Sensordurchmesser und halte den
Sensor möglichst dicht an das rotierende Zahnrad. Dann wirst du einen
"Sinus" erleben, bei dem die Berge deutlich schmaler sind als die Täler
(oder umgekehrt, je Polarität des Signals).

Autor: Klaus (Gast)
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@Tobias Michaels

Aus meinenem "grenzenlosen Wissen" lasse ich Dich jetzt sterben!
Arschgeige!

@yalu
@Hannes

wenn man keine Ahnung hat hält man lieber den Schnapper!


@Hannes

>Ja. Hier geht's nicht um Magnete, die irgendwo montiert sind, sondern um
>einen induktiven Sensor, der eine bewegte ferromagnetische Masse
>detektiert.

>Und dies gibt nur in einem Spezialfall ein Sinussignal.

probiers dochs mal aus Du Kleingeist das gibt immer einen Sinus
(wenn sich der Gerber mit const. Drehzahl deht) mit größerer oder 
kleiner Amplitude. Aber die Hüllkurve ist ein SINUS!!!!!!!!!!

Autor: Tobias M. (mhad-ngad)
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@Klaus:
Der ist für Dich:   <°)))o><

@Hannes und Yalu:
Kann einer von euch mit einer Skizze oder einer kurzen Herleitung 
erläutern, wie es zu dem sinusförmigen Verlauf kommt? Ich hab zwar jetzt 
ne Idee, aber man beeinflusst die Mitdenkenden immer so stark, wenn man 
die vorher kund tut.

Gruß

Tobias

Autor: Klaus (Gast)
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@Tobias Michaels

jetzt bin ich gespannt!

Klaus

Autor: yalu (Gast)
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@Klaus:

Welchem Zoo bist du denn entsprungen? :)

> aber schau mal unter Generator im WiKi nach.

Gute Idee, schau mal unter Generator im WiKi nach. Nee, gar nicht nötig,
ich hab's bereits für dich gemacht. Dort steht nämlich geschrieben:

  "Um im Wechselstrom- bzw. Drehstrom-Synchrongenerator eine
  sinusförmige Spannung zu erzeugen, muss der Rotor ein möglichst
  homogenes Magnetfeld erzeugen."

Wo siehst du in der von Tobias beschriebenen Anordnung ein homogenes
Magnetfeld? Nirgends, außer vielleicht näherungsweise im Inneren des
Permanentmagneten.

Und wo bewegt sich das Zahnrad? Nein, du verwechselt da etwas. Das Ganze
ist keine Häckselmaschine für Permanentmagnete.

> wenn man keine Ahnung hat hält man lieber den Schnapper!

Dem Meinung kann ich mich nur anschließen. Also husch, husch, zurück in
deinen Stall :)

Autor: yalu (Gast)
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Noch etwas: Genau dieses Prinzip wurde bei der Hammond-Orgel zur
Tonerzeugung eingesetzt:

  http://de.wikipedia.org/wiki/Hammond-Orgel

Zitat:

  "Die Tonerzeugung der Hammond-Orgel beginnt im sogenannten Generator.
  Dabei rotieren metallene Tonräder mit einem gewellten Rand vor
  elektromagnetischen Tonabnehmern (Permanentmagnete in Spulen). Durch
  die Wellenform entfernt und nähert sich der Rand des Rades periodisch
  dem Permanentmagnet. Dieses ändert den magnetischen Fluss, wodurch in
  der Spule eine Wechselspannung induziert wird. Auf Grund der Form des
  Rades ergibt sich eine sinusähnliche Schwingung."
                         ^^^^^^^^^^^^^
Man beachte insbesondere    dieses     Wort. Bei der Hammond-Orgel
wollte man Sinusschwingungen und hat die Zahnformen entsprechend
optimiert. Trotzdem kam kein reiner Sinus heraus. Wie sieht dieser Sinus
dann erst bei beliebigen Zahnformen aus?

Autor: Klaus (Gast)
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@yalu (Gast)

nein, ach niemals versucht man das bei eine Motorsteuerung!

>Welchem Zoo bist du denn entsprungen?
das nimmst Du zurück, sonst beiß ich dich!

Klaus :)

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