Rotationsvoltmeter

Feldmühle am Kennedy Space Center in Florida.

Ein Rotationsvoltmeter, auch Feldmühle (Englisch „field mill“) genannt, dient zum Messen von elektrostatischen Feldern und ist eine etwas komplexere Variante eines Elektroskops. Bei definierter Messentfernung zu einem Objekt kann es als Spannungsmessgerät verwendet werden.

Die Bezeichnung Feldmühle rührt von einem sich drehenden Flügelrad, welches das elektrische Feld periodisch zu Sensorelektroden passieren lässt oder diese abschirmt. An den Sensorelektroden entsteht dabei durch Influenz eine Wechselspannung, die mithilfe eines hochohmigen Verstärkers zur Anzeige gebracht wird. ^[1]

Das Haupteinsatzgebiet ist in der Meteorologie und Klimaforschung. Rotationsvoltmeter dienen insbesondere zur Messung von Veränderungen des elektrischen Feldes in der Erdatmosphäre, hervorgerufen durch Wettererscheinungen wie Gewitter, Kalt- bzw. Warmfrontdurchgänge, Regenwolken und andere elektrostatische Phänomene in der Atmosphäre.

Wie auch das Elektroskop entzieht das Rotationsvoltmeter dem zu messenden Objekt keine Energie und verfälscht somit das Messergebnis nicht, das Rotationsvoltmeter misst somit wie das Elektroskop stromlos.

Für Messungen in Räumen, insbesondere zum Aufspüren elektrostatischer Ladungen (ESD), die bei der Elektronikfertigung Schaden verursachen können, wurden nach dem gleichen Messprinzip handliche Elektrofeldmeter entwickelt.

Im Gegensatz zum Elektrofeldmeter können mit einem Rotationsvoltmeter neben sehr hohen auch sehr geringe Feldveränderungen gemessen werden. Je nach Bauweise und Ausführung kann die Auflösung bis herab zu 10 V/m betragen (Elektrofeldmeter ~1 kV/m). Dies ist ein entscheidender Faktor bei der Messung meteorologischer Phänomene.

Anwendungsgebiete

Die Feldmühle findet heutzutage wie folgt Verwendung:

• Meteorologie: Messung von Frontdurchgängen, Gewittern, Wolkentypen (Staub, Regen, unsichtbare, ...), sowie unterschiedlicher anderer Phänomene.
• Luftfahrt: Fixe Installationen auf Flughäfen um Gefährdungspotentiale frühzeitig zu erkennen.
• Industrie: Fixe Installationen bei Anlagen mit Gefährdungspotential (Raffinerien, Chemiebetriebe, usw.)
• Raumfahrt: Monitoring des E-Feldes vor Raketen- und Shuttle-Starts (NASA: Abfliegen der voraussichtlichen Flugbahn des Raumfahrzeuges per Jet und einer darin integrierten Feldmühle)

Weblinks

• Beschreibung und Arbeitsweise - auf www.rapp-instruments.de
• Stefan Kneifels DH1STF
• hcrs Feldmühle
• Erläuterung auf Schülerniveau (LEIFI)

Einzelnachweise

1. ↑ http://a-tech.net/ElectricFieldMill/index.html Funktionsschema.