Mesure de courant

CD\SE\Cours\Chap14.doc M. Correvon
Systèmes électroniques
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Chapitre 14
MESURE DE COURANT
Transduceurs

TABLE DES MATIERES
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14. MESURE DE COURANT...........................................................................................................................1
14.1 INTRODUCTION.................................................................................................................................................1
14.2 MESURE DE COURANT SANS SÉPARATION GALVANIQUE ................................................................................1
14.2.1 Mesure de courant par shunt................................................................................................................ 1
14.2.1.1 Mesure par rapport à la référence électronique ............................................................................. 1
14.2.1.2 Mesure de la tension différentielle aux bornes du shunt. .............................................................. 2
14.2.1.3 Mesure de courant avec un grand mode commun ......................................................................... 3
14.3 MESURE DE COURANT AC AVEC SÉPARATION GALVANIQUE .........................................................................5
14.3.1 Transformateur de courant................................................................................................................... 5
14.3.1.1 Généralités..................................................................................................................................... 5
14.3.1.2 Modèle statique du transformateur de courant ..............................................................................5
14.3.1.3 Réponse harmonique du transformateur........................................................................................ 7
14.3.1.4 Mesure du courant au secondaire du transformateur..................................................................... 9
14.3.2 Transducteur de courant sans circuit magnétique.............................................................................. 10
14.3.2.1 Sonde de courant flexible............................................................................................................ 10
14.3.2.2 Technologie PRiME®.................................................................................................................. 11
14.3.2.3 Performances des transducteurs de courant AC. ......................................................................... 13
14.3.3 Caractéristiques des sondes Hall........................................................................................................ 14
14.3.3.1 Principe de fonctionnement d’une sonde de Hall........................................................................ 14
14.3.3.2 Réponse en fréquence d’une sonde de Hall................................................................................. 15
14.4 MESURE DE COURANT DC AVEC SÉPARATION GALVANIQUE .......................................................................15
14.4.1 Transducteurs à sonde de Hall........................................................................................................... 15
14.4.1.1 Transducteur de courant en boucle ouverte................................................................................. 15
14.4.1.2 Transducteur de courant en boucle fermée.................................................................................. 16
14.4.2 Transducteurs fluxgate....................................................................................................................... 21
14.4.2.1 Principe ....................................................................................................................................... 21
14.4.2.2 Exemple de réalisation ................................................................................................................ 24
14.4.2.3 Performances des technologies Fluxgate..................................................................................... 25
Bibliographie

MESURE DE COURANT Page 1
CD\SE\Cours\Chap14.doc
14. MESURE DE COURANT
14.1 INTRODUCTION
Dans la pratique, la mesure de courants est très souvent nécessaire. Dans ce chapitre nous
allons étudier divers possibilités de mesurer un courant en fonction des exigences imposées
par l’environnement. Ces dernières sont principalement les suivantes :
− niveau de courant à mesurer,
− niveau du mode commun,
− avec ou sans séparation galvanique,
− avec ou sans composante continue,
− environnement (température, durée de vie, …),
− précision, résolution.
Dans un design faisant appel à une mesure de courant, le coût en matériel est de première
importance. Par conséquent il s’agit d’optimiser le design de manière à répondre aux
minimums des exigences du cahier des charges.
14.2 MESURE DE COURANT SANS SÉPARATION GALVANIQUE
14.2.1 Mesure de courant par shunt
La tension aux bornes d’un shunt donne, par une mesure indirecte le courant traversant
l’élément de mesure. Deux cas sont à distinguer.
− Le courant à mesurer est dans un conducteur dont le potentiel est celui de la masse
électronique.
− Le courant à mesurer est dans un conducteur dont le potentiel (mode commun) est
quelconque.
14.2.1.1 Mesure par rapport à la référence électronique
Cette mesure est sans doute la plus simple à réaliser. Si le courant à mesurer est inférieur à
20mA, un montage à transimpédance est la solution qui demande le moins de composant.
R
m
u
m
i
Figure 14-1 : Amplificateur à transimpédance
L’amplificateur doit être en mesure de fournir un courant équivalent au courant mesuré.
Le résultat de la mesure est donné sous la forme d’une tension qui peut être par exemple
convertie en numérique.
)()( tiRtu mm ⋅
=
14.1