Quand le capteur se calibre lui-même : l'étalonnage automatisé garantit la précision des capteurs de champ magnétique compacts
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Des chercheurs de l'association INNOVENT e.V. à Iéna ont mis au point un procédé permettant de transformer des capteurs à effet Hall compacts et peu coûteux en appareils de mesure de champ magnétique précis et à compensation thermique. Cette méthode est applicable à différents types de capteurs.
Des chercheurs de l'association INNOVENT e.V. à Iéna ont mis au point un procédé permettant de transformer des capteurs à effet Hall compacts et peu coûteux en appareils de mesure de champ magnétique précis et à compensation thermique.
Copyright: INNOVENT e.V.
Les capteurs à effet Hall triaxiaux sont petits, robustes et peu coûteux, mais ils sont considérés comme peu adaptés aux mesures absolues fiables de la densité de flux magnétique : leur signal dérive en fonction de la température, leurs trois axes de mesure ne sont pas exactement perpendiculaires les uns aux autres en raison des tolérances de fabrication, et leur sensibilité n'est pas linéaire. Dans le cadre du projet de recherche « M-Gauss », l’association INNOVENT e.V. a mis au point une méthodologie de caractérisation et d’étalonnage qui recense systématiquement ces sources d’erreur et les corrige mathématiquement.
Caractériser plutôt qu’estimer Le cœur de ce travail réside dans l’analyse métrologique complète du comportement du capteur : Dans un dispositif de Helmholtz à trois axes doté d’une chambre de mesure thermorégulée ainsi que dans un électroaimant équipé de sondes de référence à rétroaction, le signal du capteur a été enregistré en fonction de l’intensité du champ et de la température (10–40 °C). À partir de ces données, les chercheurs ont déduit plusieurs étapes de correction : des matrices de transformation 3×3 qui orthogonalisent la position spatiale réelle des axes du capteur, ainsi qu’un modèle de compensation décrivant la variation de sensibilité à l’aide de polynômes du troisième degré. Un tel étalonnage étant pratiquement impossible à réaliser manuellement, il a été transposé en un procédé automatisé : un automate fini contrôle le montage d’étalonnage et la technique de mesure, et détermine de manière autonome les constantes de compensation nécessaires. Lors de la validation, le procédé a atteint une précision inférieure à 0,5 % de la valeur maximale de la plage de mesure sur les trois axes.
Transposable au-delà du cas particulier La méthodologie développée ne se limite pas à un capteur spécifique, mais est en principe transposable à d’autres capteurs à effet Hall triaxiaux – par exemple aux capteurs HallinOne de l’Institut Fraunhofer. Par ailleurs, les chercheurs ont pu démontrer, d’un point de vue métrologique, où se situent les limites de la technologie des capteurs à effet Hall : celle-ci ne convient que de manière limitée à la détermination des moments magnétiques ; une approche alternative, basée sur la technologie AMR, a donc été caractérisée dans ce domaine. Les connaissances acquises sont déjà intégrées dans d’autres projets de recherche menés par l’établissement. La méthodologie sera notamment présentée lors de la conférence Magsense à Iéna. Note sur le financement
Le projet « M-Gauss » a été mené dans le cadre du programme FTI-Thuringe TECHNOLOGIE en tant que projet collaboratif (partenaire : Matesy GmbH, Iéna) et cofinancé par le Fonds européen de développement régional (FEDER) ainsi que par l’État libre de Thuringe.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Allemand peut être trouvé ici.
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