CH352741A - Dispositif permettant la mesure et/ou la stabilisation d'un champ magnétique par utilisation de l'effet Hall - Google Patents

Description

  



  Dispositif permettant la mesure et/ou la stabilisation   d'un    champ magnétique par utilisation de l'effet Hall
 La présente invention a pour objet un dispositif permettant la mesure et/ou la stabilisation d'un champ magnétique, par utilisation de l'effet Hall.



  Elle comprend aussi une utilisation particulière de ce dispositif.



   On sait que lorsqu'un conducteur ou un semiconducteur traversé par un courant   ie    est placé dans un champ magnétique H non parallèle à   ie,    il apparaît entre deux points A et B de ce corps une différence de potentiels eH telle que    eA=V-vB=R (ledH    d étant l'épaisseur du corps dans la direction parallèle au champ magnétique (fig. 1). Si les trois directions du courant   ie,    du champ H et du segment AB sont perpendiculaires deux à deux, l'expression de eH se simplifie et devient    eH-R ie d 2)    où R, dite constante de Hall, est fonction de la nature du corps utilisé et des dimensions géométriques de l'échantillon.



   L'effet s'observe aussi bien en alternatif qu'en continu.



   Cet effet est particulièrement important avec des cristaux tels que l'antimoniure d'indium ou l'arséniure d'indium. On sait en outre que les pastilles de ces cristaux, équipés de leurs électrodes d'excitation et de leurs électrodes de Hall, s'appellent des géné  rateurs    de Hall.



   Le dessin annexé représente, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution du dispositif selon l'invention.



   La fig. 1, déjà décrite, illustre le principe de
Hall, et
 la fig. 2 représente le schéma de principe de ladite forme d'exécution.



   Le courant excitateur   i,,    qui, dans le cas présent, est alternatif, est fourni par une alimentation M et passe dans le primaire   d'un    transformateur T qu'on peut supposer pour simplifier, avoir un rapport de transformation égal à l'unité.



   Le secondaire du transformateur est relié aux bornes d'un potentiomètre de précision P dont une borne est mise à la masse. Sur le curseur du poten  tiomètre    on recueille donc une tension eref proportionnelle à ie    eref = k 9p e (3)    où k est plus petit que 1 et indique la fraction de ce potentiomètre comprise entre le curseur et la terre et   Qp    la résistance de ce mme potentiomètre.



   Le curseur est, d'autre part, relié à l'une des électrodes de Hall. L'autre électrode de Hall se trouve donc portée à un potentiel VD qui est la somme des tensions recueillies aux bornes du curseur du potentiomètre et aux bornes du générateur
Hall.



      VD = eref + eHall   
Il suffit de brancher dans le sens convenable les électrodes de Hall pour que ces tensions s'opposent.



   En ajustant la valeur du potentiomètre, on arrive à annuler le potentiel   VD,    on a alors :   
 Ri
 k. P. ie-d e H 4)    
Cette équation peut tre simplifiée en divisant ses deux membres par   ! g,    ce qui donne après transformation :   
 d 5)
 H=-. QP"K (5)   
 La mesure du champ se ramène donc bien à une mesure de résistance, sans aucune influence du courant excitateur, à l'inverse des magnétomètres clas  siques    à effet Hall.



   La partie décrite du dispositif de la fig. 2 peut tre utilisée pour
 la mesure   d'un    champ inconnu, ou pour
 la stabilisation du champ d'un électro-aimant.



   La mesure   d'un    champ inconnu, pour tre précise, exige un potentiomètre de précision et de haute stabilité. On agit sur ce potentiomètre jusqu'à ce que la relation (5) soit satisfaite.



   Si le potentiomètre est linéaire, on peut le munir d'un cadran gradué, la précision de mesure du champ est la précision de lecture de l'angle de rotation du curseur du potentiomètre.



   De plus, si le potentiomètre est linéaire, il n'est pas nécessaire de connaître la valeur absolue de la résistance. Il suffit d'étalonner le dispositif dans un champ étalon Ho.



   On a vu, d'après l'équation   (5),    que la fraction utilisée k de la résistance du potentiomètre est proportionnelle au champ. Or la fraction utilisée est mesurée par l'angle a de rotation du curseur du potentiomètre. On obtient donc la valeur du champ
H inconnu en fonction de Ho par la relation   
 H = Ho
   o   
 Dans le cas de la stabilisation automatique du champ d'un électro-aimant, la position du potentiomètre est ajustée à la valeur correspondant au champ désiré. Si le champ fourni par l'électro-aimant varie par rapport à la valeur désirée que l'on obtient au moyen d'un enroulement principal, il apparaît en D une tension proportionnelle à AH et de mme signe
AH.

   Appliqué à la grille d'un tube, ce signal peut tre amplifié et servir à alimenter des petites bobines auxiliaires d'excitation de l'électro-aimant, branchées de façon que le champ qu'elles créent s'oppose à la variation du champ qui lui a donné naissance, cet amplificateur et une bobine étant représentés de façon très schématique à la fig. 2 du dessin.

Claims (1)

1. REVENDICATION I Dispositif permettant la mesure et/ou la stabilisation d'un champ magnétique, par utilisation de l'effet Hall, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour opposer la différence de potentiels apparaissant par effet Hall entre deux points d'un corps conducteur ou semi-conducteur traversé par un courant et destiné à tre placé dans ledit champ magnétique, à celle prise à deux bornes d'un potentiomètre, celui-ci et ledit corps étant alimentés par une seule source de courant.

   SOUS-REVENDICATION Dispositif selon la revendication I, destiné à stabiliser le champ d'un électro-aimant, caractérisé en ce qu'il comprend un amplificateur auquel est appliquée la résultante desdites différences de potentiels, cet amplificateur alimentant au moins une bobine auxiliaire d'excitation dudit électro-aimant, dans un sens tel que le champ qu'elle crée s'oppose à toute variation du champ désiré.

   REVENDICATION II Utilisation du dispositif selon la revendication 1 et la sous-revendication pour stabiliser le champ d'un électro-aimant, caractérisé en ce qu'on ajuste ledit potentiomètre à une position correspondant à la valeur du champ désiré.