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L'Effet Wiegand

Wiegand Sensor

L'effet Wiegand est un phénomène physique découvert dans les années 1970 par John Wiegand. Wiegand a découvert que lorsqu'un morceau d'alliage ferromagnétique spécialement préparé (le fil Wiegand) est soumis à un champ magnétique externe inversé, il conserve sa polarité magnétique jusqu'à un certain point, puis "bascule" soudainement vers la polarité opposée. Ce changement de polarité magnétique se produit en quelques microsecondes. Ce changement soudain de polarité magnétique peut générer une impulsion de courant dans une bobine de cuivre placée à proximité du fil Wiegand. Cet événement est souvent appelé "effet Wiegand".

L'intensité et la durée de l'impulsion résultante sont indépendantes de la vitesse à laquelle le champ magnétique externe change. C'est ce qui rend l'effet Wiegand intéressant pour les ingénieurs : les simples dynamos convertissent le mouvement rotatif en énergie électrique, mais leur puissance de sortie dépend de la vitesse de rotation ; lorsque l'arbre d'une dynamo tourne très lentement, les niveaux de puissance sont trop faibles pour être d'une grande utilité. Cependant, avec un système de fil Wiegand, la quantité d'énergie électrique générée à chaque "retournement" du champ magnétique reste régulière, que le champ magnétique change rapidement ou lentement. Dans les codeurs rotatifs POSITAL, cette inversion est générée par la rotation d'un aimant.

Comment ça marche ?

Effet_Wiegand

A. En début de cycle, la polarité magnétique de l'enveloppe extérieure et du noyau intérieur et sont les mêmes.

B. Lorsque le fil est exposé à un champ externe modéré dans la direction opposée, la couche extérieure du fil protège le noyau, et les deux conservent leur polarité magnétique d'origine. Cependant, lorsque l'intensité du champ extérieur atteint un seuil critique, l'influence de cet effet de blindage est neutralisée et la polarité du noyau du fil s'inverse soudainement. Ce changement soudain de polarité crée une impulsion de courant dans la bobine qui entoure le fil.

C. L’augmentation du champ externe combinée à l'inversion de la polarité du noyau interne provoque également l'inversion de la polarité magnétique de l'enveloppe externe.

D. Lorsque le champ externe diminue, le fil conserve sa nouvelle polarité.

E. Lorsque le champ externe, maintenant inversé, atteint de nouveau le seuil critique, le matériau du noyau du fil Wigand revient à sa polarité d'origine, produisant une impulsion de courant dans la bobine environnante.

F. Ceci est suivi rapidement par une inversion de la polarité du noyau extérieur. Le fil est maintenant de nouveau dans son état initial.