Qu’est-ce qu’un teslamètre ?
Le teslamètre est un instrument permettant de mesurer le champ magnétique (densité de flux magnétique) dans un espace.
Il mesure la densité du flux magnétique par unité de surface. Les teslamètres utilisent les propriétés électriques des semi-conducteurs, connues sous le nom d’effet Hall, pour afficher la densité du flux magnétique en unités de gauss ou de tesla.
En général, les types stationnaires ont une précision et une résolution élevées et peuvent mesurer des champs magnétiques puissants. Ils sont utilisés pour vérifier l’intensité des champs magnétiques.
Utilisations des teslamètres
Les teslamètres sont utilisés non seulement dans la recherche et le développement et dans plusieurs domaines académiques, mais aussi pour vérifier l’intensité des champs magnétiques dans la fabrication et l’assurance de qualité. Par exemple, les teslamètres sont utilisés pour mesurer la puissance des électro-aimants (~10T) dans les installations d’accélérateurs.
Une autre application est le contrôle de la qualité des produits. On mesure ainsi le flux magnétique en résidence ou en fuite, ou les propriétés des matériaux magnétiques. De plus, il est également utile de mesurer le champ géomagnétique, car la terre possède également un champ magnétique (~nT), même s’il est faible. L’instrument approprié doit être choisi en fonction de l’ampleur et du type de champ magnétique à mesurer, ainsi que de la précision requise.
Principe du teslamètre
Le principe du teslamètre est de mesurer les champs magnétiques en utilisant l’effet Hall. L’effet Hall est un phénomène par lequel l’application d’un champ magnétique perpendiculaire à un courant traversant un semi-conducteur produit un champ électrique dans la direction perpendiculaire au courant et au champ magnétique.
Un élément appelé élément Hall est utilisé comme sonde pour mesurer le champ magnétique. Il en existe deux types : transversal et axial. Le type transversal mesure le champ magnétique perpendiculairement à une plaque plane. Comme il s’agit d’une plaque mince, le champ magnétique peut être mesuré en insérant la sonde, même s’il n’y a qu’un espace étroit.
Le type axial, quant à lui, mesure le champ magnétique perpendiculairement à la face d’extrémité de la sonde. Elles peuvent être insérées dans de petites bobines de solénoïdes pour mesurer, par exemple, le champ magnétique interne. En utilisant ces sondes, on met l’accent sur une évaluation précise du champ magnétique, en tenant compte de l’angle entre la sonde et le champ magnétique à mesurer, de la distance à l’objet et de la taille de l’objet.
Par ailleurs, les propriétés des éléments Hall dépendent de la température. Il convient donc d’être prudent lorsque l’on effectue des mesures dans des environnements où la température varie, comme dans des environnements où la température est élevée. En général, les mesures effectuées avec des éléments de Hall nécessitent que l’élément soit maintenu à une température constante à l’aide d’un dispositif de contrôle de la température.
Types de teslamètres
Il existe différents types de teslamètres, en fonction de l’application qui en est faite.
1. Teslamètre à main
Le type le plus courant est le teslamètre à main, qui est à double usage AC/DC. Ils est simple d’utilisation et facile à transporter, et est donc largement utilisé pour le travail sur le terrain.
2. Teslamètre stationnaire
Il permet de mesurer des champs magnétiques élevés et des champs micro-magnétiques à haute sensibilité. Les teslamètres pour les mesures de champ micro-magnétique à haute sensibilité sont notamment utilisés pour mesurer le champ magnétique terrestre.
3. Teslamètre à 3 axes
Il existe également des teslamètres à trois axes pour mesurer la distribution des champs magnétiques. Les teslamètres à trois axes sont utilisés en combinant plusieurs sondes pour pouvoir mesurer avec une grande précision la distribution des champs magnétiques dans l’espace tridimensionnel. Ils sont souvent utilisés dans le domaine médical et dans le développement des matériaux.
4. Dispositif d’interférence quantique supraconducteur des teslamètres
Des teslamètres utilisant des éléments d’interférence quantique supraconducteurs capables de mesurer des champs magnétiques avec une grande précision et une grande rapidité sont en cours de développement. Les éléments d’interférence quantique supraconducteurs ont une vitesse de mesure plus élevée que les éléments Hall conventionnels et peuvent mesurer les champs magnétiques avec une plus grande sensibilité.
Comment choisir un teslamètre ?
Les facteurs suivants doivent être pris en compte lors du choix d’un teslamètre :
1. La taille du champ magnétique
En fonction de la taille du champ magnétique à mesurer et de la taille du champ magnétique que vous souhaitez mesurer, vous devez choisir un teslamètre dont la plage de mesure est appropriée. Les teslamètres stationnaires ayant une grande précision et une plage de mesure élevée conviennent à la mesure de champs magnétiques importants.
2. Précision de la mesure
Le choix de la précision de mesure dépend de la taille du champ magnétique à mesurer et de l’utilisation. Si le champ magnétique est faible, un teslamètre à haute résolution est nécessaire.
3. Environnement de mesure
Le type de teslamètre choisi dépend également de l’environnement dans lequel le teslamètre est utilisé. Par exemple, si des mesures doivent être effectuées à des températures élevées ou basses ou dans des environnements vides, il convient de choisir un teslamètre capable de résister à ces conditions.