Moyens et méthodes de mesure des grandeurs magnétiques

Parfois, pour résoudre des problèmes techniques ou à des fins de recherche, il est nécessaire de mesurer des grandeurs magnétiques. Bien entendu, la valeur de la grandeur magnétique requise peut également être établie indirectement en recourant à des formules basées sur des données initiales connues. Cependant, pour obtenir la valeur la plus précise du flux magnétique F, de l'induction magnétique B ou de l'intensité du champ magnétique H, la méthode de mesure directe est plus appropriée. Considérons les méthodes de mesure directe des grandeurs magnétiques.

En principe, la méthode de mesure de la valeur magnétique peut être basée sur champ magnétique au courant ou au fil. La force provoquée par le champ magnétique est connectée au processus électrique, puis à l'aide d'un appareil de mesure électrique, la valeur de la quantité mesurée est obtenue sous une forme adaptée à la perception humaine.

Il existe deux principales méthodes de mesure des grandeurs magnétiques : l'induction et la galvanomagnétique.

Le premier est basé sur l'induction d'EMF lorsque le flux magnétique change, le second sur l'action du champ magnétique sur le courant. Examinons ces deux méthodes séparément.

Méthode d'induction électromagnétique

On sait que lorsque les spires de la bobine L sont traversées par le flux magnétique F (lorsque le flux magnétique pénétrant dans le circuit change), une FEM (E) est induite dans le conducteur de la bobine, proportionnelle au taux de variation du champ magnétique flux dF/dt, c'est-à-dire proportionnel à sa valeur F. Ce phénomène est décrit par la formule :

Dans un champ magnétique uniforme, le flux magnétique F sera directement proportionnel à l'induction magnétique B, et le coefficient de proportionnalité sera l'aire de la boucle S percée par les lignes d'induction magnétique.

Plus loin - induction magnétique B se révélera directement proportionnel à l'intensité du champ magnétique H par la constante magnétique μ0 si le phénomène se produit dans le vide, ou compte tenu de la perméabilité magnétique du milieu — également par la perméabilité magnétique relative μ de ce milieu .

Ainsi, la méthode d'induction vous permet de trouver les valeurs: flux magnétique Ф, induction magnétique B et intensité du champ magnétique H. Les appareils de mesure du flux magnétique sont appelés webmètres ou fluxmètres (de flux - flux).

Un Webermètre se compose d'une bobine d'induction avec des paramètres connus et d'un intégrateur DUT. Le dispositif intégrateur est un galvanomètre magnétoélectrique.

Si la bobine d'un compteur de bande est introduite ou retirée d'un espace où il y a un champ magnétique, alors la déviation du mécanisme de mesure du compteur de bande (déviation de point ou changement de nombres sur l'affichage) sera proportionnelle à la induction B de ce champ magnétique.La dépendance mathématique est facilement décrite par la formule :

Méthode galvanomagnétique (méthode Hall)

Il est bien connu que la force d'Ampère agit sur un fil porteur de courant situé dans un champ magnétique externe, et si nous regardons le processus de plus près, alors la force de Lorentz agit sur les particules chargées se déplaçant dans le fil.

Ainsi, si une plaque conductrice est placée dans un champ magnétique et qu'un courant électrique continu ou alternatif traverse la plaque, une différence de potentiel continue ou alternative apparaîtra aux extrémités de la plaque. Cette différence de potentiel Ex est appelée Hall EMF.

Sur la base des paramètres connus de la plaque, connaissant la FEM de Hall, il est possible de déterminer la valeur de l'induction magnétique B. Un appareil conçu pour mesurer l'induction magnétique est appelé teslamètre.

Si Capteur Hall (capteur Hall) puis d'appliquer une différence de potentiel de compensation à partir d'une seconde source, il est alors possible de déterminer la force électromotrice de Hall par la méthode du compensateur à l'aide d'un comparateur.

Le dispositif est assez simple : la tension de compensation prélevée sur la résistance réglable est appliquée en opposition de phase avec la force électromotrice Hall et ainsi la valeur de la force électromotrice Hall est déterminée. Lorsque le circuit de compensation et le capteur Hall sont alimentés par la même source, l'erreur pouvant résulter de l'instabilité de la tension et de la fréquence du générateur est éliminée.

Les capteurs à effet Hall sont largement utilisés comme capteurs de position du rotor dans les moteurs électriques et autres machines où un signal peut être obtenu à partir d'un aimant permanent mobile ou d'un noyau de transformateur magnétisé.En particulier, le capteur Hall dans certaines applications agit comme une sorte d'alternative au transformateur de courant de mesure.