Spulen werden nicht nur für elektrische Generatoren und Motoren verwendet, sondern auch für Produkte in verschiedenen Branchen wie IC-Karten, Ladegeräte für Mobiltelefone und Antennen. In diesem Abschnitt werden Beispiele für die Betrachtung und Messung von Spulen mit einem Digitalmikroskop vorgestellt.

Betrachtung und Messung von Spulen mit einem Digitalmikroskop

Was ist eine Spule?

Eine Spule besteht im Grunde aus einem mehrfach gewickelten elektrischen Draht. Viele Produkte sind spulenförmig, wie z. B. Federn, und die in elektrischen Schaltkreisen verwendeten Produkte werden buchstäblich als Spulen (Induktoren) bezeichnet. Spulen können Widerstände, Kondensatoren und Induktoren bilden, die alle passive Elemente in elektrischen Schaltungen sind.

Arten von Spulen

Spulen werden je nach Form, Struktur und Funktion der Drahtwicklung in verschiedene Typen unterteilt.

Klassifizierung nach Form der Drahtwicklung

Zylinderspule

Dieser Typ ist leicht zu wickeln und wird häufig verwendet. Der Streufluss ist sehr hoch.

Ringspule

Bei dieser Form ist der Streufluss geringer.

Flachspule

Die Drahtwicklung kann in der Ebene erfolgen, wodurch sie sich für den Einbau in Chips eignet.

  • A: Magnetischer Fluss

Klassifizierung nach Struktur

Gewickelte Spule
Bei dieser Struktur wird ein mit einem Isolator überzogener Kupferdraht spiralförmig gewickelt.
Laminierte Spule
Für die Spule werden mehrere Leiterschichten auf ein Blech oder eine Leiterplatte gelagert. Diese Struktur ist kompakt und hat ein ausgezeichnetes Frequenzverhalten.
Dünnfilmspule
Die Spule wird mittels Sputtern oder Abscheidetechniken aus einem Metallfilm geformt, der dünner ist als Leiterbahnen. Dadurch können kompakte und hochpräzise Spulen hergestellt werden.

Klassifizierung nach Funktion

Drosselspule
Spulen, die in Stromversorgungsschaltungen verwendet werden, nennt man Drosselspulen. Diese dienen zur Stabilisierung der Stromversorgung und zur Unterdrückung von Rauschen.
Abstimmspule
Signale bestimmter Frequenzen können extrahiert werden. Abstimmspulen werden für drahtlose Schaltungen und Audioschaltungen verwendet.
Antenne
Bei Antennen wird ein leitender Draht um einen Ferritstab gewickelt. Sie kommen im AM-Funk zum Einsatz.
Transformator
Transformatoren sind ebenfalls eine Art von Spule. Sie werden zur Umwandlung von Wechselspannung und Sprachsignalen verwendet.

Beispiele für die Betrachtung und Messung von Spulen mit einem Digitalmikroskop

Im Folgenden werden die neuesten Beispiele für die Betrachtung und Messung von Spulen mithilfe eines Digitalmikroskops der Modellreihe VHX von KEYENCE vorgestellt.

Betrachtung der Drahtwicklung in einem Motor
50×, Ringbeleuchtung
3D-Messung von Kratzern auf einer Motorspule
500×, Koaxialbeleuchtung
Betrachtung der Bruchfläche einer Spule

700×, Ringbeleuchtung + Optischer Schatteneffekt-Modus

Mit dem optischen Schatteneffekt-Modus werden Brüche und Oberflächenunregelmäßigkeiten sichtbar.