Methodes de mesure du champ magnetique

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Sommaire
Introduction
I. 2 : Définitions :
I.2.1 : définition des capteurs
I.2.2 : définition de champ magnétique
I.2.3 : définition de ferromagnétisme
I.2.4 : définition d'un solénoïde
I.3 : unités
I.4 : Effets du champ magnétique :
I.4.1 : Force de Lorentz
I.4.2 : Force de Laplace
I.5 : Notion de dipôle magnétique
II. production d'un champ magnétique
II.1 : Les aimants :
II.3 : la bobine d'Helmholtz
II.2 : Solénoïde
II.4 : Électroaimants
II.5 : Visualisation du champ magnétique
III. méthodes de mesure d'un champ magnétique
III.1.l'effet Hall
III.2 : la magnétorésistance
III.2.1 : Magnétorésistances anisotropes
III.2.2 : Magnétorésistances géantes

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III.3 : fluxgate
III.3.1 : principe de fonctionnement
Conclusion et perspective

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INTRODUCTION
De nos jours les capteurs de champ magnétique sont omni présents dans
notre environnement. Ils trouvent aussi bien leur place dans l'électronique
grand public (tète de lecture pour support magnétique, boussole électronique,
domotique...) que dans les systèmes de mesure et de contrôle industriels
(mesure de courant électrique, mesure d'angle ou de position...). La recherche
utilise également les capteurs magnétiques (analyse de surface, géologie...) et
de nouvelles applications (SHPM: Scanning Hall Probe Microscopy) voient
encore le jour grâce au développement des techniques de miniaturisation.
Un capteur de champ magnétique est un transducteur capable de convertir un
champ magnétique en un signal électrique utile. Ils permettent bien
évidemment de mesurer des champs magnétiques mais aussi d'autre
grandeurs physiques de manière indirecte. Pour cela, il faut généralement
ajouter un autre transducteur comme un aimant permanent (mesure de
position, mesure d'angle ou de vitesse de rotation)ou un simple (mesure de
courant sans contact).

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I.2: définitions:
I.2.1:définition des capteurs:
Les capteurs sont des composants de la chaîne d'acquisition dans une chaîne
fonctionnelle. Les capteurs prélèvent une information sur le comportement de
la partie opérative et la transforment en une information exploitable par la
partie commande. Une information est une grandeur abstraite qui précise un
événement particulier parmi un ensemble d'événements possibles. Pour
pouvoir être traitée, cette information sera portée par un support physique
(énergie)on parlera alors de signal. Les signaux sont généralement de nature
électrique ou pneumatique.
I.2.2: définition de champ magnétique:
En physique, le champ magnétique est une grandeur ayant le caractère d'un
champ vectoriel, c'est-à-dire caractérisée par la donnée d'une intensité et
d'une direction, définie en tout point de l'espace, permettant de modéliser et
quantifier les effets magnétiques du courant électrique ou des matériaux
magnétiques comme les aimants permanents.
Un mouvement ordonné de charges électriques (courant électrique i) crée dans
l’espace qui l’entoure un champ d’excitation magnétique . Cette circulation de
charges constitue une source d’excitation magnétique . En tout point de
l’espace, le champ d’excitation magnétique est décrit par un vecteur (direction,
sens et intensité) appelé vecteur excitation magnétique H . C’est l’ensemble
des vecteurs H qui constitue le champ d’excitation magnétique (champ de
vecteurs).
La particularité de ce champ est qu'il n'agit que sur les particules et corps
chargés électriquement en mouvement, ainsi que sur les corps aimantés
indépendamment de leur mouvement.
De la limaille de fer (détecteur), saupoudrée au voisinage de la source, permet
de visualiser (spectre magnétique) le champ d’excitation magnétique.
I.2.3: ferromagnétisme:
le ferromagnétisme est la propriété qu'on certaines corps de s'aimanter sous
l'effet d'un champ magnétique extérieure

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I.2.4: solénoïde:
Un solénoïde est un enroulement d’un fil conducteur formant plusieurs spires
parallèles. Le solénoïde représente ainsi une séquence de bobine.
I.3: unités:
Le champ magnétique est noté  s'exprime en Ampère par mètre
(A/m). Le champ d'induction magnétique  s'exprime en Tesla (T). On utilise
parfois le Gauss (G):
1 G = 10-4 T
Dans un milieu de perméabilité magnétique relative µ, le champ magnétique et
le champ d'induction sont liés par la relation :
B =µH=µ0µr. H (I.1)
avec µ0=4.10-7 H/m =1.257 µH /m
µ0 : la perméabilité magnétique du vide
µr : la perméabilité magnétique du milieu, relative à celle du vide.
Pour définir le champ d'induction magnétique, il suffit de considérer l'un de ses
effets. Prenons par exemple l'action de B sur une particule chargée en
mouvement. Cette action se caractérise par une force F définie par la relation
vectorielle :
=q( Ʌ 
) (I.2)
q la charge portée par la particule en Coulomb (C)
 la vitesse de la particule en mètre par seconde (m/s)
 la force en Newton (N)
I.4: Effets du champ magnétique:
I.4.1: Force de Lorentz:
La force définie précédemment (I.2) porte le nom de "force de Lorentz". En fait,
dans le cas général d'une particule chargée soumise à des actions d'origines
électrique et magnétique, la force de Lorentz comprend deux termes. L'un,