Magnetische Linsen - Linac-AG
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Versuch: Magnetische Linsen
Hinweis: Das Netzteil ist für
Messungen auf 1 Ampere einzustellen.
a) TIelmboltzfeld
-..
,
,
Positioniert man zwei Stromringe koaxial im Abstand d ihres Radius R, so nennt man ein
so erzeugtes Magnetfeld "Hclmholtzfeld". Dieses zeichnet sich durch eine besonders gute
Homogenität itn achsennahen Bereich zwischen beiden Stromringeii aus.
Aufgaben:
1. Messen Sie:
a) Die Homogenität (I<onstanz)des Magnetfeldes in de;- Mittelebene'zwischen den beideu
Ringen B, (r, FO)
b) Die Homogenität (Konstanz) des Magnetfeldes auf der Zylinderachse B, (z, FO)
C)Die Abweichiing von der Homogenität, wcnn Sie den Abstand d jeweils etwas kleines
und etwas größer wählen ( etwa 25 %).
F,
Die Windungszahl der Spulen beträgt N=lOO.
2.
a) Beweisen Sic die Homogenität dcs Hehnholtzfeldes tlieoretiscli und zeigen Sie dabei,
daß sich die Foimel(1) mit Hilfe des Biot-Savart'sclicn Gesetzes heileiten Iäßt.
,
z u 2:
Mögliches Beweispiinzip:
a) Ableitung der Formel für die axiale Feldkomponente auf der Achse bei einem Stromring
aus dem Biot-Savart' schen Gesetz
,
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d?
X(? - T')
17 - 7%
1'
b) Das gibt für zwei Stromringe (Abstand d) auf der Achse (r-0) den Ausdnick
-
( 7 ~ liegt
0
in der Mitte zwischen den beiden Stromnngen)
Andererseits gestattet Zylindersymmetne eine allgemeine Reihenentwicklung der
Azimutalkomponente desVektorpotentials außerhalb der Achse
C)
Für das homogene Feld müssen alle Differentialquotienten
a2'H
azZv
-(V
r
> 0) verschwinden, d. h. es muß A, = H- gelten
2
d) Nun Iäßt sich durch Differentiation zeigen, daß (a2) bei FO
wenn man R=d setzt.,
nur dann einen Flachpunkt hat,
b) Elektronenlinse
,
T
Zylindersymmetrische elektrische oder magnetische Felder wirken auf Elektronenstrahlen wie
optische Linsen auf Licht, d. h. Sie können mit Elektronenstrahlen optische Abbildungen vermitteln.
Darauf beruht schließlich auch die Wirkungsweise des Elektronenmikroskops.
Im Gegensatz zur elektrischen Linsebleibt der Geschwindigkeitsbetrag der Elektronen beim
Durchgang durch einc magnetische Linse konstant.
Während das reelle Bild, das man mit einer elektrischen Linse erzeugt, immer ein umgekehrtes Bild
ist ( w i e in der Lichtoptik), ist das nut einer magnetischen Linse erzeugte Bild verdreht. Bei einer
langen Spule ist, im Gegensatz zur kurzen Spule, der Abbildungsmaßstab 1: 1.In einer langen Spule bleiben achsenparallele Strahlen achsenparallel. Deshalb kann man ein solches
abbildendes System nicht ohne weiteres als Linse bezeichnen, denn es hat hier keinen Sinn von einer
Brennweite zu sprechen.
Erst be'genztc inhomogene magnetische Felder ergeben eigentliche magnetische Linsen:
Vor dem Eintritt und nach dem Austritt aus einer solchen kurzen Spule erfährt auch ein
achsenparallel fliegendes Elektron einc Lorentzkrafi, weil die konvergierenden bzw. divergierenden
Feldlinien hier nicht parallel zum Geschwindigkeitsvektor sind. Diese Kraft zwingt dem Elektron
eine azimutale Geschwindigkeitskompotienteauc und diese führt zu einer Lorentzkraft, die das
Elektron radial, und zwar immer zur Achse hin, ablenkt:
kurze maonetische Linse
Für kurze Linsen ( d...h. die Brennweite ist groß gegenüber der Linsenlänge) Iäßt sich mit 'kilfe der
"Busch'schen Brennweitenformel" nähemngsweise eine Brennweite berechnen:
Hierbei ist z die axiale Koordinate der zylindersymmetrischen Anordnung, BZ die Axialkomponente
der Magnetfeldstärke, d m die spezifische Ladung des Elektrons, V die Elektronengeschwindigkeit,
f die Brennweite.
Ein technischer Vorteil der elektronenoptischen Linsen gegenüber lichtoptischen Glaslinsen ist
folgender: Durch h d e r u n g der Elektrodenspannungen bei elektrischen Linsen bzw. des
Spulenstroms bei magnetischen Linsen 1ä13t sich die Brennweite in weiten Grenzen variieren. Somit
kann hier eine Scharfstellung ohne mechanische Bewegung der Abbildungselemente erfolgen.
Die praktischen Anwendungen im Elektronenmikroskop erfordern magnetische Linsen
mit sehr kurzer Brennweite . Da deswegen die Lange des Feldes nur klein sein darf,
muß die Feldstärke sehr groß sein . Man verwendet dazu eisengekapselte, mit einem
schmalen Schlitz versehene Spulen, deren Feld in Abb. "kurzbrennweitige Linse"
dargestellt ist.
Die eisengekapselte Spule als kurzbrennweitiae Linse.
Aufgaben:
3. Nehmen Sie den axialen Verlauf B,
FO) mit der Hallsonde (Längssonde) auf.
4. Nehmen Sie den radialen Verlauf B, (z=O, r) mit der Quersonde auf.
Vergleichen Sie beide Messungen an der Stelle r=O und FO (Eichung!).
5. Berechnen Sie die Brennweite der Linse mit der Formel (2) auf Grund einer
Planimetrierung der Kurve B: (z, FO) bei dem Erregungsstrom 1A und der
Elektronenenergie 50 keV.
6. Muß man hier relativistisch rechnen?
7. Ist das Resultat von 5. mit der Formel (2) vertraglich?
Christian Staschok, 26.05.94
(2,
Literatur:
1) E. Brüche, 0. Scherzer
Geomehisclie Elektronenoptik
Berlin: 1934
2) W. Glaser
Grundlagen der Elekonenoptik
Wien: 1952
3) J. D. Jackson
-,
Classical Elctrocynamics
New York, London, Sydney: John Wiley & Sons, 1967
4) Bergmann, Schäfer
Lehrbuch der Experimentalphysik
Band 3, Optik
Berlin, New York 1987
5 ) Walter Greiner
Theoretische Physik, Bd.3
Elektrodynainik
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Tr?agnetfeldes zu Ses+imer,. Die Schalt- oder Xeferenzspannung, die dem Gleichrichter zugefilhrt werden muß,
wird aus dem Sondenerregerstron abgeleitet.
. .
~.
~
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.CZ..,
.,
~
~
Hallgeneratoren liefern an ihren Susgangsklemmen auch
eine, verh5ltnismSBig Icleine, Soan~ung,ohne da5 ein
Nagnetfeld auf sie einwirkt. Damit diese Spannung keine Anzeige hervorruft, zu4 sie kompensiert werden.
Es ist zu diesen Zweck ein Transfomator in Serie zu
~.
.. .
den beiden Hallgeneratoren geschaltet, an dessen
-... .~~.
. ..
Sekund2irwiciclung eine F:echselspannung der Frequenz
. .....
500 Hz auftritt. Bin Teil dieser Spannung wird auf den
Eingang des Addierverstärkers geschaltet und kompen-~--T-.
. .~.
siert die ~ t ö r s ~ a n n uder
n ~ Hallgeneratoren.
~:",
Auch Magnetfelder, die auf die Sonde einwirken,
keine Anzeige hervorrufen sollen, können, bis zu e
bestirnten Größe, kompensiert werden.
2.0
Bedienung
2.4
.
....
. . . . . . . ....
. . . . . ... ... .. .......
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............ ..-,--.......
--
Inbetriebnahme des Gerätes
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......
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Vor dem Einschalten des Netzschalters muß der ~ei~ec!:::<::s
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des Meßinstrumentes auf N u l l stehen (mechanischer7-?-. ., .- - .=
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Nullpunkt )
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Nach Anschluß der Meßsonde und Einschalten am ~&tz-~-':C:.?<%
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schalterist das GerSt sofort betriebsbereit . (keine.3..g
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Anheizzeit, da transistorbestückt).
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2.2
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Messung von Magnetfeldern
Zur Messung von Magnetfeldern sind folgende Bedienungs- ~-..
..
.
. .
vorgänge auszuführen.
. . . .. . .. ,
,,,.-,.
.:.
~
. ~ .
2.2.4
Umpoler auf Stellung "Feld"
2.2.2
linker Bereichschalter auf Stellung "Ott
2.2.3
Zeiger des PIeßinstrwiientes auf Null stellen,
. .,L;~
. . ... ...~-& -...
falls notwendig, und zwar an der Schlitzwelle; . .r ''.'.'.
welche nahe der Nullstellung des linken Bereich.......... ..
Schalters liegt. (3lektrischer Nullpunkt)
. .
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. . . . ......
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. . .~
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.. .I_r.
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2.2.4
Meßsonde in feldfreien Raum bringen, linken-~e"!'?~;'
.......... .,-2:7..
._ . "_
reichschalter auf Stellung 10 Ge. Am K ~ m p.. e n. ,~-~
.
..
.
sationsschalter mittels Grob- und Peinsteller.':::s$$;
. . . . . . . . ....
-.
. .~
. . -;':->:i
*..;.:.:. .
Zeiger des Meßinstrumentes auf 11~11stellen. .......
-..*(Kompensation der ohm'schen Nullkomponente des .-..\.
~allgenerators)
.
-,
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7
~
~
~
+,.
~
,
2.2.5
Eichen des Gerätes
2.2.5.1
Allgemeines
Für die Eichung des Gerätes stehen verschiedene
Eichnormalien zur Verfügung. Diese Eichnormalien
.
.
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enthalten Pernanentnagnete und haben einen
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.
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jlu.ftspalY, in dem, innerhalb eines abgegrenzten - ~+c:i-a":~~
.....
*::,.
-........ . -......... -...
r3.uzlJcl?ea Bereichs, ein homogenes Magnetfeld
.
...
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. ,,.
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herrscht.
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Größte fiIeßgenauigkeFt wird erzielt,-wenndie..
.... ..<
Stärke des Iiiagnetfeldes des EichnomaIs in der
gleichen Größenordnung liegt, wie das zu.messe
ae Felri. 3ild 2.2.5 a soll dies erlflutern.
t
l
U-HaLl
-............- ..*. ~...
..^tb.;im,,e
/i.
10 KOe
.~
30 KOe
Feldstärke
Bild 2.2.5 a
ist die Ausgangsspannung (~alls~annung)
eines
Hallgenerators in ~bhän~i~keit'
von der auf ihn
wirkenaen Magnetfeldstärke dargestellt. Wie die
ausgezogene Kurve zeigt, ist der ~usamzilenhang
zwischen Hallspannung und Feldstlrke nicht ganz.
linear'(im Bild 2.2.5 a ist die Kurve übertrieben
gekrümmt gezeichnet). Die Kurve schlbgelt sich,
bei richtigen Anschlußwiderstand des Hallgenerators,
um die ideale gerade Linie, (Siehedazu auch Siemens
Halbleiter Datenbuch für Industrie Typen, Kapitel
2.1 1 "~all~eneratoren".
) Wird eine Sonde z.B.
(siehe Bild 2.2.5 a) bei 10000 Oersted geeicht,
3s
;.
%
.
..
.
.
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........
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.
ehern ?ü.rikt a l s o , rio b e i s p i e l s w e i s e e u f H l l i g d i e . . . .~,-..<_... -C%=.
.......
n i c h t id.eale Kurve d i e i d e a l e Gerade s'ckceidet, s o
..............
*..
.... .:,
l i e g t d i e s e r Eichung d i e S t e i l h e i t d e r i d e a l e n Geraden
:-;a:;:. . Z><Z
. . . . ..<.. Z.
.>...
zugrunde. S o l l n i i t d i e s e r Eichung i n empfindlichsten";~--E..
..-~-*.-. ---.
B e r e i c h des Gerätes,. den 10 Oersted B e r e i c h gemessen-;::.;;<&=
.. - ... -.
. . .i.s
. .t.*
. p.* .- .
.........
. . .
werden, 1)~irds i c h - e i n e et?as zu :rleine~'.knzeige -ein;--:-.....
. . . . . . . .C+.?&..<.
.
s t e l l e n , . w e i l d i e S t e i l h e i t d e r ~ t t * v ei m Ursprung
~.,.-::::::-=. . . . .< ...... :... +?,-&E
n i c h t m i t d e r S t e i l h e i t d e r i d e a l e n ~ e r a d e nUberein-:i,FiyrKT
..~
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. . . . . ..
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s t i m m t . Die zu erwartenden Abweichungen s i n d b e i den:.
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.......;,:zf*-3s
e i n z e l n e n ~ a l l g e n e r aortypex,
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. je nach ~ n w e n d u n g s z w e c k , : ; ~ ~ ~
.......
-*..
,-.. =.-<. .,'
verschieden. Für F e l d s t ä r k e n b i s etwa 3000 ~ e r ~ t e d . b e ~ ~ g g
.:-s t e h e n d i e oben beschrieb-enen Probleme n i c h t , w e i l d a s...---..-,.
=.: *i n diesem Bereich liegende' Stück d e r Kurve i n B i l d ... .:;.:.;?%$.;
..
2.2.5 a nit- s e h r g u t e r Nfiherung s t e t s a l s Gerade angen o m e n werden kan?.
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. . .
.
Für jeden H a l l g e n e r a t o r w i r d auf Wunsch e i n e genaue , Eichkurve b i s zu e i n e r Feldstiirke
von 30 000 Oersted ge.~
- .........
. .
liefert.
2.2.5.2
.
PIaGeinheit f ü r d i e riagnetische P e l d s t ä r k e
....
Der Feldstärkemesser T y p 1.581 ist i n Oersted g e e i c 3 t ...:~.,:-:;&
:
-.
..
Es i s t
1 Urrsted
:
:
0,796
R
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.......
. . ...., '.
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. . .~.~.
. ~. . , !
... . <.<... .r ~
*.....
Häufig wird d i e magnetische F e l d s t ä r k e i n Gauß also;:<:>:^-^^;;
. .. . ~-..",.-.
-..:,.
d e r Kaßeinheit fiiz d i e n a m e t i s c h e Induktion, angegeben:;'<,.,->
I n Luft i s t d i e magnetische F e l d s t ä r k e i n OerstedmaO--,??r>..~
....,'%Y:.
.
...-.~-~-*.z a h l g l e i c h d e r magnetischen I n d u k t i o n i n Gauß; w e i l -.;.'<--C+.
d i e r e l a t i v e P e r n e a b i l i t ä t von L u f t den Yert 1 h a t . DLe"':.-{~
magnetische F e l d d t . a k e H
d i e 1nduktion B s i n d aber':..'?,
. * ..
zwei phgSikalicch vollkommen verschiedene B e g r i f f e und.......: -....~-:
e s muß s t e t s darnn e r i n n e r t uerderi, da13 d i e ?~Iaßzahl- .~.
G l e i c h h e i t nur i n Luft besteh?.
......
.
~
.
~
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..C..h....-.
-~-&.>.
..*7?
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.,
.
2.2.5.3
Vorgang d e r Sichun,?
Meßbereichschaltei. auf einen B e r e i c h s t e l l e n , i n den,
d e r auf das Eichnormal gedruckte Feldsttirkewert f i i l l t .
.. .
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So?de i r ?oi S y s l t ? ? p e z o i ~ t e?!ert kzn?, f n l l s n ö t i c , ar d e r Cchlitcwelie-,;;+
.....
. . . . ...
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7:lelche l i n k s n e b e c den Soridenstecker l i . e & t, Icorri-:.,;:G_
.....
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g i e r t werden.
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?Tach d i e s e n - V o r b e r e i t u n g e n i s t d a s GerZt fiir i.;agnertFGl:?
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Peldgessungen l ~ e r e i t .
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2.3
Messung von ?Tagnetfeld-Gradienten
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---..-..
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~,*;*,
;;
2.3.1
Allgemeines
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.....
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Zur ??essunf: von GraZiecte?? verwendet man zwei :lall-.
g e n e r e t o r e n , fterer? !.!eaeystern e i n e n n ö g l i c h s t ge....
r i n g e n Abstand voneinander haben.. Die von d i e s e n
..
G e n e r a t o r e n g e l i e f e r t e n Ealls?annuilgen werden von- .T...~.
.., .
e i n a n d e r s u b t r a h i e r t , s o daC k e i n e Me!3anzeige e r .....
f o l g t , wenn d i e ganze i . l e l 3 s o n d e n a n o r d ~einer,
homogenen PIagnetf e l d a u s g e s e t z t w i r d . U i e s g i l t
jedoch n u r , wenn b e i b e i d e n Y a l l g e n e r a t o r e n d i e
H a l l s p a n n u n g i d e a l l i n e a r von d e n a u f s i e wirkenden
Na,wetfeld a b h z n g t . D e r e r t i g e R a l l g e n e r a t o r e n g i i s t
.....
es nicht.
. . ......
,. .+.
.=
B i l d 2.7.1 a z e i g t , s t a r k ü 5 e r t r i e b e : i ,
t e n w i r k l i c h e r Ballgeneratoren.
2 s Verhal-
~
Bild 2.7. i a Xennlini en von >?allgeneraforen
..
ES t r e t e n ¿?ie f clge:-.%ec .ih+:ai-?-u:-Lg~--;o:-:
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. .
.........
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J e d e r :Iallgezeri_tor Xat eiiie sog. o~x;'sc're Xullko!i~o-.ente,
---:-~?.++.
......... ............
d . ?L. e r l i e f e r t Spa?xxma, ohne d a 3 eir, i,Tagzetfeld. s u f ilin. .;:.-Ji'iszi-.....-W
.
w i r k t . Die F o l a r i t Y t -dieserspa:~:wfig, bezogen a u f das..;:e3-;~~~i~~
""-6?u3wr~
*.&.~Z&~
::__
.............
. .V..+.:,...
...
...:........
---,.-..
........
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.. .
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.-...
feld, l i e g t nicht fest.
. . . .
.
~
.......
.
Ises
.
...
..
Diese Sparrnung, o d e r auch d i e Swme S e i d e r 9p3munge;il
........
.;-~::L.. .- . .->.-,,
.
......
VerwenAung zweier Generatoren, wird .mit eirier e i n s t e l l - :..:...„„ .';.<;..;U..........
.. . -:,.
.:a-baren Sgannung kompensiert. I n cies Größenortinung e n t s p r. i .c h t ......
i:i-----,'
.
>
s i e etwa e i n e r Ir.allspannung,die durch e i n Wagnetfeld von : .z;....
.%I:i
*.
e i n i ~ g e nOersted erzeugt w i r d . Die ohm'sche !fullkomponente
.
.
h a t a l s o n u r Sedeutüng, wenn verhältnisri.Sßig k l e i n e Ibsct;f e l d e r Zenessen rretden s o l l e i l ; i h r e Texper2turalshiingigkeit
kann b e t r ä c h t l i c h s e i n .
. . . .
(Ca. 0,T 3e / 'C)
\*X
# > ~
'
_
.*
1. 2
,-
_;
U e i t e r h f n ha.ben Hallgeneratoren u n t e r s c h i e d l i c h e 3npfindl i c h k e i t e n , was s i c h i n B i l d 2 . 7 . 1 a durch versckiiedele
Neigungen d e r g e s t r i c h e l t e n Geraden ausdriiclzt. L e t z t szn
a l s o zwei ' I z l l g e n e r a t o r e n eine:;i lionogenen ??agnetfeld aas
und s u b t r a h i e r t deren Spn.:in:;ngen, s o e r h i i l t nan n i c h t C e
D i f f e r e n z Mull, 3. h.. es ' ~ i i r äe i n Gradienten vorget5uscht.
L:-
Der Ungleichheit Segegnet nan dndurch, 29.; :Zar? d i e HallSpannungen n i c h t g l r i c ~ ~ e r s t ä r k Giezsn
t.
Zweck d i e n t d e r
"Symmetrie-Steller". Y e r s t e l l t man d i e s e n , s o n h a t 2.3.
d i e Verstärkung d e r von den einen H a l l g e i l e ~ a t o rkommenden
. . .
Spanriung zu, d i e der von den anderen P e l l g e n e r a t o r Ixorxnenden Spannung a b e r a b . Auf ciiese Veise 1 5 ß t s i c h d i e Differ e n z zu Null nacher..
. .
Die HallspannÜng, i n Abhängigkeit von den, auf den H a l l g e n e - 5
r a t o r wirkenden, Wagnetfeld, i s t k e i n e genau l i n e a r e ?Unktion.
Dies i s t i n B i l d 2 . 3 . 1
a durch d i e ausgezogenen Kurven dar-
:~
..
g e s t e l l t . Die Bolge i s t , daß d e r oben beschriebene Synnetrie-~.,,
Abgleich n u r b e i einen e i n z i g e n Wert d e s , auf d i e Hallgener a t o r e n wirkenden, 7:iagnetf e l d e s i d e a l möglich i s t .
V
. ~.........
.*
..
--*..___
.,-~..... -?.>*
....4i7
.
Unpoler auf Stellung "Feldv. An der mit "Eichen". -,-:,:;s:z:
.. .-e
bezeichneten Schlitzwelle den Peldivert einstellen, ............
.-..
........
. .....
der auf den Eichnagneten angegeben ist. Umpoler
........
. .......
. . . .
......
..:-............
wider auf Stellung f'Gradientl'
stellen. Eechten Be-.;;~z;zz
-5- ......
reichschalter auf Stellung 300, 100 oder 30 Oe stel--~:;??
. ....-.....
;G...
..-L
..
len und an dem ~yrnmetrie-steller
den
Ausschlag
d
e
s
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:
;
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?
;
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g
......................
.........
~-.q
PIeßinstrumentes auf "Null" bringen.
. .
.
.
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... -.
..-.........
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C--
.-3-e
.-21:.sL=L=
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~
~
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>.%F
'.~T
Das Geriit ist jetzt für Flessung von Gradienten, die l- i~--.s ~
. . .........
bei einer Kbsolutfeldstgrke, welche kleiner oder. .. .-,-.<.... ,.::., .,--. .,.
-.-~.,.-.,.~.+
gleich der Feldstarke des Eichmagneten ist, auftreten,=+;
..*,: . . .,.X:.:*.<*.
:-,
:
zur Messung bereit.
...
......
.. ~*,.,:z-&..
. . . ;... ..
L
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~
,
2Tc*:!
.
,k
C*.
~
.r.
.
.
. .-.,
. ......
.". .
~
Es ist zu beachten, daß die genaue Paarung der Xall-'-1
generatoren nur für die ?4agnetfel&richtung richtiq
ist, welche auf den Anzeigeinstrment bei Unpolerstellung "Feld" einen positiven kusschlap: des Anzeigeinstrunentes hervorruit.
2.3,2.5
;**-.
. ....
. . . .;+.
.
....
---
Sehr genaue Kessungen von Gradienten.
Sehr genaue Messungen von Gradienten, welche die
nicht ideale Paarung der Hallgeneratoren berück- .....
- .~
sichtigen und den dadurch entstehenden Fehler ausschalten, erfordern einen größeren Aufwand. Es wisd
.~..
ein Elektromagnet mit Luftspalt benötigt, in dem
. .
sich alle Felastärkenwerte, in denen ein Gradient
gemessen werden soll, einstellen lassen. An dem
Ort, an d c : ~ein Gradient gemessen werden soll, wir
zuerst die Absolutfeldstärke gemessen. Dies kann
mit der kombinierten Feld- und Gradientensonde Typ
1599-103 geschehen. Sodann wird ein Feld gleicher
;
Stärke, das aber honogeri ist, in den Elektronagne- .. .
ten erzeugt und die Sonoe.in dieses Feld eingebracht.---. ..
Der Unpoler des Feldmessers ist auf Stellung ''Gradient"
zu legen und danach der Ausschlag auf dem Meßinstmment, bei hoher Empfindlichkeit des Gerätes, am Symmetriesteller auf Null zu bringen. Wichtig iwt, daß
die Sonde in Stellung "Feld" genau geeicht wurde und
das Feld im Luftspalt des Elektromagneten wirklich
in hohem Ma5e homogen 1st.
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......- .
~
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ge2sckit.
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v ~ ~ g c ~ ~ u s wci 'r r, :l +
. ......
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durch zncri-.
U ---.
i n\heit ad.. ::!-ligr;ile;.3",orci:,
l a s Z e n . . . . . . . ..............
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s i c h aucli : c l e i a o i;-.adientei fiit ,gter Gel;s.liigl:cit;
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F ü r jede mdei.e X3so>dt;'elfistär'i;e n:ifieen e i l e
xifl-. ,.:,G;.-:..
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~ t e i l u n g e i l ,wie obeil ~ c s c ~ ~ ~ i ec2'neilt
~ e i i ,vor&enoa- . :-,:--.........
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Als 3 e i s 2 i e l s e i g e n z i x ~ t , d a 2 sic!: LI?.? 6 i c s e z ::!e+bo&e---.
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Bereirhochaltern getrennt cinstellkaz.
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3.2
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Idcreiche:
? 3 , 7 3 , :90,
3 0 3 , 1000, 3030,
Meßgenauiekeit
Die t4eßgenauigkeit h:jne;t n i c h t von dem Neßgerät, sondern n u r von d e r verwendeten Sonde a b . S i e i s t den je
weilFeen D a t e n b l a t t , das jeder Sonde beigegeben w i r d ,
3.3
Feldkornpensation
Plagnetfelder, d i e auf d i e Sonde wirken,können, j e nach
verwendeter Sonde, b i s zu e i n e r GröGe von 200
1000
Oersted lcompensiert werden. Hierzu i s t e i n G r o b s t e l l e r
~ i +t 1 2 C t ~ d e nu n d e i n 10 gängiger F e i n s t e l l e r vorhanden
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Es lassen sich alle Hallgeneratoren nit dem Gerät
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betreiben, welche einer, steuerseitigen Innenwider. .:. .~. .~.
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stand nicht größer als 45 O b haben, und deren Er!- .. ..._. .:
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ist. . . (Alle
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Hallgeneratoren, welche von der P i n a Siemens her- ~~:.--.+
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gestellt ;:erdeil, erf2llen diese 7orderungen außer -.::..-=+-Se
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den Typei'.sit ilufdazqlschic'nt. (siehe Siemens
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Halbleiter ilatenbuch Indiistriet-ypen (Seite 502 ff.). . -. .,::i>
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Werden zwei llallgenergtoren gleichzeitig betrieben,;-:....
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so darf die S m e der steuerseitigen Innenwider.. ..,..
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stiiiide nicht größelr als 45 O!L? sein.
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3.5
Liste der lieferbaren Sonden und der darin einsebautcn X-ll,yener?toren.
TC 21
TC 21
Y
10
X Y 10
SBV 525
Z3V 525
J ' 19
FA 22 e
BC 33
2 X TC 21
Siecens
Sienens
Siemens
Siemens
Sieniens
Sienens
Siemens
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Siemens
Sienens
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Der Schreiberauagang des Gerätes, der mit "Instr."
bezeichnet ist, liefert fCr Skalenvollausschlag eine
Gleichspannung von 1 Volt + I $. Der Innenwiderstand
ist !deiner als 1 &I, der naximal entnehmbare Stron
2 I&,
entsprechend 500 Ohu Belastlagswiderstand. Der
lineare Bereich am Schreiberausgang reicht bis 2 V,
die Spannung ist also bei Übersteuerung bis auf 2 volle Skalen des 1,leßinstrumentes noch proportional dem
Bagnetfeld, das auf die Sonde ~,virlrt.
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An d e n @szillographeriausgag, d e r n i t ttl'rägerltbe- . . -"=
z e i c h n e t i s t , z t e h t d i e s e r s t ä r k t e A u ~ g n n g s s p a - U I I ~;;~.E<S:
- .. -edes H a l l g e n e r a t o r c , e i n e Wechselspüiulüng d e r Frequenz.........
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..500 H z . r a r >.Tert b e t r ä g t 600 nV e?f. + 5 $ i i , r -Slca----.--.---c
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Wirkt e i n magnetischee Wechself elc? a,uf d i e i-Leßoondc,
s o e r s c h e i n t d i e s e Wechse1soann~ine;noduliert. Aus d e r
l ~ ? o d u l a t i o n s t l e f el 5 ß t s i c h m i t den Oszil10,~sphen d i e
S t ä r k e des I;echselfeldes b e c t i m e n , allerdings m i t
v e r r i n g e r t e r Gena~iigkeitmld nur f ü r r"eldfrequ.cnnen
b i s ca. 60 L-.
9
2-Smess¿ri.ger, Gewicht
Länge :
Tiefe :
li6h.e :
Gewicht:
400 n~
235 m
230 mm
9 kg
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x a t e r i a l von d e r Cicke 2 w i r d in d e r L&gs?ich
t u r g voll el.ner- i t r o n i l ( ~ . t e u c r s t r o c )durchi l o n s e a 'ri;~?neiil:zecht z u l Yl'iche v o c e i n e n Kag., . g l e i c h c e t f e l d H ( Z t e u e r f e l c ) Z u r c h s e t z t . Xe,
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zei:;TGe? '..inv:ir!m?z~d i e s e r ueiden SteuergBflen
en-':steht wische?. 6en ?~.id<tcn5 ui1B 4 e h e Toten.
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f'e-;.ß^-. (* -. l a i i l , z ~ f ~ : a l l s ~ a n Ez0)
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d e r a l s 'ele!ct;.iscile GröDe.
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'!elel;trir;ches ,,pre~?" des i:allge.n~yuto~-u
~ei,:t~?.i?nt.
Da::
7.
Die %le!:troden 1 und 2 sinU f ü r d i e Zuführung
des S t e u e r s t ~ o n e s ,d i e Elektroderi 3 und 4 f ü r
d i e Aonahrie d e r IIallspannung m s g e b i l d e t .
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Die Dickt' des F'l?.ttchcns >etr:i,ot n o m z l e r w e i s e
0 , l lm oder wenige;-. ZLE S c i l ~ ~ tGegnex
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sechanisc5e 3 $ ~ ? s ? ~ d c k ~ i?sgt das 715ttchen rron eine=
!.lantSl von ClcC5orz = d e r E e r m i k 7;rzget.e~.
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B i l d 2 z e i g t d i e Xbiliingiglceit d e r Hallspannung
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~ . t e u e $ f e l dII t'dr verschiedene Absch1ußwiderstünd.e... .. R? e i n e s H a l l g e n e r a t o r s d e r T p e TC 21. Auf d e r
. ~.
..
Y-Achse i s t d i e -4usgangshallopann~'1gund auf d e r
-X-Achse d a s S t e u e r f e l d 9 aufgetragen. :;.ie man
' s i > h t , wird d i e b e s t e LinearitEit n.;r b e i einem
b e s t i r n t e n Rg e r r e i c h t .
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Der Bbschlul3widerstand Z3 i s t im Sondenanschlue-stecker untergebracht.
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