Auslegung einer Messspule für magnetische Flussmessung

DaDaVee · Anmeldungsdatum: 23.07.2016 Beiträge: 1

Meine Frage:
Guten Tag =)

Ich sitze gerade an einem Problem. Wie der Titel der Frage schon sagt, geht es um die Auslegung einer Messspule.

Kurz zum Aufbau der Messung:
Ich habe einen Eisenkreis mit Luftspalt und Erregerspule(1000 Windungen). In dem Luftspalt soll nun eine Messspule eingebracht werden und über eine Elektronik+Messbox, die induzierte Spannung der Spule mit einem PC ausgewertet werden.

Bei der Spule ist bisher eigentlich nur der Durchmesser gegeben mit d=36mm und die Höhe der Spule mit h=2-3mm.
Die Windungszahl soll nun bestimmt werden. Diese muss jedoch so groß sein,
dass die induzierte Spannung rund 500uV - 4mV beträgt.
Das ist daher wichtig, da ich die induzierte Spannung mithilfe eines Instumentenverstärkers (AD8422BRZ) um den Faktor 1000 Verstärken will. Bei meiner Messbox würde ich gern den Eingang +-5V bzw. (0-5V) verwenden.
Das magnetische Feld im Luftspalt kann ich über die Erregerspule variieren.
Diese Veränderung ist jedoch, da der Eisenkreis aus massiven Material besteht, auf ca. 1Hz begrenzt.

Nun meine Frage:
Wie muss ich meine Messspule dimensionieren, damit ich meine geforderte induzierte Spannung erhalte. Leider habe ich keine Ahnung, wie groß ca. mein dPhi/dt ist.

Meine Ideen:
dPsi- Änderung Verketteter magnetischer Fluss
dPhi- Änderung magnetischer Fluss
N- Windungszahl
mu- magnetische Permeabilität
A- Spulenfläche
l- Länge/Höhe der Spule
di- Stromänderung

Also ich bin zunächst über die Gleichung

U=dPsi/dt = N*dPhi/dt

an die Sache ran gegangen. Nur habe ich das Problem, dass ich keine Ahnung habe, wie groß ca. das dPhi/dt ist. Dieses kann ich ja über die Veränderung des Stromes durch meine Erregerspule beeinflussen. Dabei ist aber auch wiederum die Forderung mit den 1Hz einzuhalten.
Verstellen um an das dPhi zu kommen, könnte ich mir dies nur über ein geeichtes Fluxmeter.

Weiterhin habe ich überlegt es über die Gleichung U=N*A*dB/dt zu lösen.
Dabei könnte ich ja evtl. den Strom an der Erregerspule Schrittweise erhöhen, das jeweilige dB mittels Gaußmeter messen und anschließend muss ich ja nur die Zeit in der die Stromerhöhung stattfinden muss/soll bestimmen.

Über die Formel der Selbstinduktivität
U=N*mu*(N*A/l)*di/dt
kann man es ja evtl. auch lösen. Hierbei spielt auch die Länge der Spule eine Rolle, sowie das Material, welches sich im Spulen-Inneren befindet.
Bei der Fülle an Informationen, komme ich gerade nicht selbst auf einen Weg dieses Problem zu lösen.

Gruß
Dave