Estoy tratando de medir un campo magnético oscilante, de un solenoide y en el entrehierro del núcleo de un transformador. Tengo un sensor de efecto Hall, pero su rango de frecuencia es limitado, así que armé un par de bobinas pequeñas que conecté a un osciloscopio para medir el campo. La configuración del núcleo del transformador está dentro del rango de frecuencia (acabo de ir a 40 KHz) de operación para el sensor Hall, por lo que he usado ambos y he comparado los resultados para caracterizar el voltaje de salida de una bobina de 3 vueltas para una densidad de flujo dada. De manera similar, he caracterizado la segunda bobina 1 de una sola vuelta en base a la comparación de mediciones con la de 3 vueltas.
(Lo que en mi opinión parece un enfoque bastante sensato, y como las bobinas tienen el mismo radio y obtuve aproximadamente 1/3 de la lectura de salida para el giro 1 en comparación con el giro 3 parece correcto, pero si me equivoco, corríjalo a mí).
Estoy haciendo funcionar el solenoide a frecuencias mucho más altas (hasta 20 MHz) y con mucha más potencia. Me gustaría saber si puedo suponer que una bobina configurada para medir tiene una relación lineal con la intensidad del campo. El sensor Hall tiene un rango definido para operación lineal. No creo que este sea el caso de una bobina de medición, pero no estoy seguro y me gustaría confirmarlo.
¿Y preguntar si la frecuencia del campo magnético es algo que también debe tenerse en cuenta para mi medición?
Además, cuando trato de medir campos de menor intensidad con los bucles, mi señal de salida es muy ruidosa. ¿Por qué es esto, y se mejoraría con un mayor número de vueltas?
Cualquier ayuda, consejo o sugerencia será apreciada.
Esta es una pregunta de ingeniería eléctrica. Creo que hay foros para hacer esas preguntas. De todos modos, intentaré responder ya que también soy ingeniero eléctrico.
Tu idea de la bobina es buena. Las bobinas sin núcleos magnéticos son muy, muy lineales y funcionan a frecuencias muy altas, hasta que el efecto del condensador se hace evidente. Después de todo, hay capacitancia entre espiras, entre diferentes tramos de una misma espira, etc. Esta capacitancia no es un problema a bajas frecuencias (p. ej., 40 KHz), pero hay que considerarlas a altas frecuencias (p. ej., 20 MHz). Una vez que se considera este efecto, puede usar su bobina para medir frecuencias altas sin ningún problema. Una bobina sigue siendo lineal con los condensadores. Es solo que la fuerza del campo magnético debe calcularse a partir de la salida de la bobina con este capacitor en mente.
Las bobinas de una vuelta tienen baja capacitancia. Las bobinas de múltiples vueltas pueden tener una alta capacitancia. La relación de 1/3 del voltaje de salida de sus dos bobinas puede cambiar al medir frecuencias altas. Hay formas de hacer bobinas de baja capacitancia (digamos, los giros se separan con una distancia).
Cuando está midiendo campos de baja intensidad, el voltaje de salida de su bobina es bajo. Es por eso que es ruidoso porque su nivel de ruido no cambió, por lo que tiene una baja SNR (relación señal a ruido). Para solucionar este problema, debe amplificar la señal con circuitos de bajo ruido. Los amplificadores operacionales, u Op-Amp, se inventan para tales aplicaciones. Un diseño se llama "amplificador instrumental". Echa un vistazo a esos.
Por cierto, es posible que su transformador no funcione bien por debajo de 20MHz, si fue diseñado para 40KHz en primer lugar. Esa es otra historia.
usuario93237