Fluxgate

## Problème original posé en Septembre 2015

Il existe de nombreuses façons de mesurer l'intensité d'un champ magnétique. Un principe permettant d'obtenir une très bonne sensibilité est celui du fluxgate. Ce type de capteur est ainsi monté à bord de satellite pour des missions spatiales qui cartographient le champ magnétique lors du trajet de la sonde ou bien en orbite autour d'un corps céleste Mars Global Surveyor

## Questions pour vous

Dans ce projet, il faudra donc mettre un oeuvre un capteur utilisant le principe du fluxgate et essayer par exemple de mesurer la valeur du champ terrestre. Les différents paramètres que l'on pourra faire varier (bobines qui créent l'excitation magnétique, matériau magnétique (forme, nature), fréquence de fonctionnement) permettront d'optimiser le signal (le rendre le plus grand possible) afin d'estimer la résolution du capteur fabriqué.

Le montage devra permettre de démontrer aux visiteurs le principe du capteur. Le principe du Transformateur électriquepourra aussi être présenté car il est très voisin.

## Datasheets

Arduino Uno : lien

Autre type capteur :

## Annexe 3 : LogBook

IMPORTANT !

Après réflexion, nous aurions besoin d'un deuxième fil doux pour utiliser la deuxième bobine que vous nous aviez fourni en début d'année dans le but de séparer les deux premières manipulations, s'il vous plait

### Mercredi 4 mai :

1.Scénario pour le 10 juin

Première manipulation : Faire varier le cercle d'hystérisis avec un aimant

Deuxième manipulation : Utilisation des deux solénoïdes pour quantifier le décalage

Troisième manipulation : Détection du champ magnétique terrestre

2. Matériel à amener

Nous n'avons besoin de rien de nouveau

3.Matériel EPA utilisé

1 GBF + 1 T pour les coaxiaux + 2 coaxiaux

6 fiches banane empilable mâle + 4 fiches banane 2 mm + 10 fiches banane 4 mm

1 oscilloscope

1 boussole

1 résistance réglable

### Mardi 5 avril  :

Approcher un aimant et appliquer un champ avec le grand solénoïde devraient être équivalents (et le solénoïde est déja caractérisé). vérifiez si avec l'aimant vous avez bien un décalage en x de la courbe. par ailleurs estimez la largeur du cycle (1 Volt en x = XX milliTesla) pour anticiper le décalage attendu.

De mémoire l'ouverture du cycle était petite par rapport à 1 mTesla. Quel est le champ coercitif Hc du ruban ? M(Hc)=M(-Hc)=0.

Les deux solénoides sont bien alignés ? (les petites bobines et la grande). La champ créé est parallèle à l'axe du solénoïde.

Je suis surpris par votre estimation de la surface de la spire. Je pensais qu'elle faisait plus que 1 mm2

### Mardi 29 mars

Tout d'abord merci pour le document rédigé qui nous permet de mieux comprendre notre projet. Fichier:Recherches-29.03.16.pdfAujourd'hui nous avons essayé de visualiser le décalage de la courbe en ajoutant 1.05mT ( en plaçant la petite bobine dans la grande ). Nous n'avons pas vu de décalage au niveau de l'origine mais une réduction de la courbe, est ce normal ?

Pour les valeurs que nous devions compléter nous obtenons :

-amplitude de la tension : 0.3V

-fréquence : 3kHz

-longueur de la bobine : 6 cm

-nombre de spire : 520 (primaire et secondaire)

-surface d'une spire du secondaire : 1.8\*10^-7m^2

### Mardi 22 mars (visite à l'EPA)

Le montage primaire marche, le courant sinusoïdal est visualisé. Son amplitude est déterminée (valeur xx). Il créé un champ sinusoïdal dans la bobine primaire. Ce champ variable induit une tension dans la bobine secondaire. L'amplitude de cette tension induite a été
mesurée et sa valeur est réaliste (donnez les valeurs). En insérant un noyau magnétique, le signal dans le secondaire augmente. En visualisant le secondaire et la primaire en même temps le déphasage apparait (quadrature). En intégrant le secondaire et en traçant le signal intégré en fonction du courant, le cycle d'aimantation M(H) apparait directement à l'écran.Un fichier (pdf)Fichier:Traitements des données.pdf) reprend toutes ces notions avec plus de détails.

```
Expérience réalisée avec la petite bobine (520 spires)

GBF : 4,285 Hz

Description des courbes de haut en bas
violette: I en A
noire : UA1 en V
rouge : E/N/s avec N le nombre de spires,s la section du fil en m² et E=UA1
bleue : 1*10^10*B
verte : 1*10^5*

```

Voir schémas ci-joints

Dans votre fichier, je voudrais bien voir le schéma électrique de votre montage. Comment sont alimentées les bobines (le GBF ...), où sont prises les mesures de tension ...

Comment est ce que le courant est mesuré ? sur le fichier pdf il n'y a pas d'unités pour les courbes et ce n'est pas clair de voir ce qui est une mesure de tension brute (en Volt), ce qui est une courbe calculée. Par exemple pour la page 1 :

Quelles bobines sont utilisées ? Pour vos descriptifs de mesures, commencez toujours par indiquer les équipements utilisés, la facon dont ils sont branchés pour cette mesure, définissez les grandeurs dont vous donnez les valeurs.

violette I : donc en Ampère (mA, microA ?) comment avez vous mesuré les ampères ?

noire : UA1 (unités ?)

rouge E/n/s : courbe calculée je suppose (avec n= ..., s=... E en ?)

verte mu0 : mu0 est une constante, comment la courbe peut varier ?

### Mardi 15 décembre

Fichier:Recherches-15.12.15.pdf
Après manipulations, nous avons obtenu les courbes ci jointes.

### Proposition pour la suite du projet

Nous pensions créer un montage, la bobine serait fixée sur un plateau tournant.

Ensuite, nous pourrions caractériser les points cardinaux et à l'aide d'arduino, créer un programme pour que la bobine retrouve d'elle-même ces derniers (plateau motorisé).

### Mardi 10 et 17 novembre 2015

Expérience : Nous avons relié la bobine à un GBF (fréquence : 4.6 HZ) et à un boitier Cassy pour retrouver expérimentalement la valeur du champ magnétique B.
Fichier:Recherches-17.11.15.pdf

### La semaine prochaine

Essayer de faire varier le champ magnétique

### Mardi 3 novembre 2015

Nous avons regardé le signal sortant de la petite bobine sur l'oscilloscope et nous avons constaté que le signal entrant et sortant était le même.

Ensuite, nous avons regardé le signal sortant de la petite bobine placée à l'intérieur de la grande bobine, cette dernière étant alimentée. Le signal sortant n'étant pas net nous n'avons pas pu comparer le signal entrant et le signal sortant.

Enfin, nous avons mesuré le champ magnétique de la grande bobine grâce à une sonde à effet Hall.

### La semaine prochaine

Comment pouvons nous mesurer le champ magnétique grâce à la petite bobine ?

### Mardi 13 octobre 2015

Le chercheur a répondu à nos questions concernant le montage. Ensuite, nous avons commencé à le réaliser.Grâce à l’ohmmètre, nous avons trouvé quelles sont les entrées et les sorties des bobines.Nous avons aussi vérifié que l'ampérage du GBF n'était pas trop élevé.

### Mardi 6 octobre 2015

Nous avons continué les calculs et nous effectuerons les mesures la semaine prochaine.

Fichier:Recherches-06.10.15.pdf

### Mardi 29 septembre 2015

Nous avons discuté avec un des chercheurs. Suite à cette discussion nous avons commencé à chercher les réponses à vos questions et en particulier sur le calcul de l'amplitude du champ magnétique.
Fichier:Projet29.09.15.pdf

### Objectifs de la séance suivante

Continuer nos recherches pour caractériser le champ magnétique

### Mardi 15 Septembre 2015 et mardi 22 septembre

#### Bilan de la séance

Fichier:Recherches effectuées.pdf
Nous avons effectué des recherches sur le champ magnétique et le fluxgate. Vous pouvez les trouver sur le document ci-joint.

#### Objectifs de la séance suivante

Nous allons réaliser des mesures expérimentales sur le système à fluxgate que nous avons.

#### Questions/demandes posées aux encadrants

matériel, idée, choix, informations, protocole de
mesures, réalisation … ).

### Mardi 8 Septembre 2015

Présentation du cadre général du partenariat puis des huit projets.
Présentation de quelques matériels.