6 Realisierung einer hochfrequenten Strommesstechnik

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1 6 Realseung ene hohfequenen Soessehnk En Zel dese Abe s es, ene Soessehnk u enwkeln, de es eöglh, auh hohfequene Söe u unesuhen. M de n Kap. vogesellen Dpolodell s das aufgund de deken Popoonalä wshen de Kaf und de u essenden So nh öglh. Ledglh equenen unehalb de Resonanfequen des Hebelas können unesuh weden. De Resonanfequenen de Hebelae legen jedoh deulh une f= MH. U Mshehnken, we se be de elekshen Kafkoskope angewende weden [Böh 995, Leyk 998], vewenden u können, uss ene nhlneae, opalewese ene quadashe Abhänggke wshen So und Kaf volegen. n de Modell aus Kap. s fü enen punkfögen Lee de agneshe Kaf auf de Messspe gegeben duh: = µ H = µ (. (6. Beahe an das Dpolodell, welhes de Glehung 6. u Gunde leg, so fäll auf, dass de Magneseung de gesaen feoagneshen Shh als en enelne agneshe Dpol de Göße angenoen wd. Des besheb de ealen Vehälnsse nh hnehend M. (6. Be genauee Beahung des agneshen Dpols s u ekennen, dass de Göße des Dpols auh ene Abhänggke vo angelegen agneshen eld bes [Poksh 999]. Des s duh de feoagneshen Egenshafen de Beshhung bedng, = χ H. (6.3 ( Auh hebe gl, dass de Hebela de Messsonde nu Käfe n -Rhung aufnehen kann. So s es öglh, de Glehung analog den Annahen aus Kap. u veenfahen u = χ ( H. (6.4 68

2 6. Realseung ene H- Soessehnk Da jedoh das Magnefeld dek popoonal de n de Leebahn fleßenden So s, H =, (6.5 beseh ebenso ene Abhänggke wshen de agneshen Dpol und de n de Leebahn fleßenden So : = ( χ. (6.6 M de Glehung 6.6 egb sh fü de Kaf n -Rhung aus Glehung 6. ( ( = ( χ µ µ (6.7 bw. ( ( 3 ( = χ µ µ. (6.8 Zu besseen Übesh weden de osabhänggen, sounabhänggen ee olgenden (,y, und (,y, beehne. So egb sh fü Glehung 6.9: =. (6.9 Duh de quadashe Abhänggke de auf de Messspe wkenden Kaf Beug u de n de Leebahn fleßenden So ha an de Möglhke, übe geegnee Modulaonsvefahen auh hohfequene Söe u essen. He bee sh de Apludenodulaon auf de Leebahn [Wphal ] an, de n de elekshen Kafkoskope bees efolgeh engese wd. 69

3 6. Gundlagen und Messaufbau 6. Gundlagen und Messaufbau Zu Messung hohfequene Söe wd auf de n Kap. bw. Kap. 3 vogeselle, nedefequene Soessehnk uükgegffen. De Pobe wd, we n Bld 6. dagesell, ene oduleen So beshale. Bld 6.: Pnp de Pobenanseueung Hebe wd de hohfequene So de equen n de Leebahn ene nedefequenen So de equen odule. Das Vehälns bede Söe wd als Modulaonsgad beehne. Se an fü den So das Glehung 6. beshebene apludenodulee Sosgnal = [ os( ] os( N = ( 6. n Glehung 6.9 en, so ehäl an fü de Kaf, de auf de Messspe wk: 7

4 6. Gundlagen und Messaufbau os( 4 os( 4 os( 8 os( 8 os( os( os( os( os( os( os( ² 4 =. (6. De Chaakesk de Messsondenshwngung ensph ene efpass [Böh 995]. De Velauf deses efpasses s n Bld 6. o engeehne. 7

5 6. Gundlagen und Messaufbau,ag (,5,5,5,5 (,5,5,5,5,5,5, Bld 6.: Speku de auf de Messspe wkenden Kaf be ene apludenoduleen Sgnal ü de weee Ausweung snd aufgund des efpassvehalens de Messsonde alle hohfequenen Anele, das heß Anele ene equen deulh übe de Resonanfequen de Messsonde, u venahlässgen. Außede wd, we n Kap. 3 besheben, en Lok-n-Vesäke u Ausweung de Messsgnale vewende, so dass de Glehsoanel kenen Enfluss auf das Messegebns ha. U auh be de Hohfequenessung de aale Sensvä u eehen, wähl an de Resonanfequen de Messsonde als Modulaonsfequen. Une desen Voausseungen beehne sh de u essende Kaf es, auf de Messspe u: = os(. (6. es, So ese ene quadashe Abhänggke de Kaf es, von de hohfequenen, oduleen So n ene Leebahn. Da de Konsane u enge Gößenodnungen klene s als de Konsane, s auh de Kaf be ene apludenoduleen So u Gößenodnungen klene als de Kaf, de be ene So de Resonanfequen des Hebelas geessen weden kann. So s auh de Auflösungsgene de Messsonde u Gößenodnungen genge. s außede fequenabhängg. 7

6 6. Gundlagen und Messaufbau Ese Soessungen Rahen de Abe konnen, we n Bld 6. dagesell, ene Sopfadvefolgung von = A be ene equen von f= MH belegen. y Aplude y Phase O übe de Pobe O übe de Pobe O übe de Pobe a b O übe de Pobe Bld 6.3: Messegebns fü ene MH-AM-Messung a Apludenbld; b Phasenbld 6. Zusaenfassung De he vogeselle Messehnk eöglh esals de Messung von Söen obehalb de Resonanfequen de Hebelae. M dese esehnk konnen Magnefelde ene equen von f> GH bees deonse weden [Poksh 999]. Soessungen ene equen obehalb von f>4 GH konnen Rahen de Abe geeg weden. De enspehenden Egebnsse de Soessungen snd n Kap. 8 aufgefüh. De Möglhke, hohfequene Söe unesuhen u können, s ene de whgsen Voausseungen fü de Zukunf dese esehnk, da de equenen ukünfge Cs seg wahsen [SA 997]. Wel de Kaf be de Hohfequen-Soessung u Gößenodungen klene s als be de Soessung ene So de Resonanfequen des Hebelas, kann das Modell aus Kap. fü de Beahung de Soessungen be Resonan wee vewende weden. Hebe s es öglh, den fequenabhänggen Kafanel aufgund sene Göße u venahlässgen. 73