FR2670015A1

FR2670015A1 - Dispositif de mesure de l'intensite d'un courant dans un conducteur.

Info

Publication number: FR2670015A1
Application number: FR9015191A
Authority: FR
Inventors: Schuster Philippe
Original assignee: Merlin Gerin SA
Current assignee: Merlin Gerin SA
Priority date: 1990-12-03
Filing date: 1990-12-03
Publication date: 1992-06-05
Anticipated expiration: 2010-12-03
Also published as: FR2670015B1

Abstract

Dispositif apte à mesurer un courant (I) indépendamment de la distance (r) qui le sépare du conducteur (1) dans lequel circule le courant. Il comporte au moins deux capteurs ponctuels directionnels (2,3), du type à effet Hall, coplanaires et séparés d'une distance fixe (d). Après éventuelle orientation convenable du couple de capteurs (2,3), un bloc de calcul (7) déduit la valeur du courant (I) des signaux (s1 ,s2 ) respectivement fournis par les capteurs.

Description

DISPOSITIF DE MESURE DE L'INTENSITE D'UN COURANT DANS UN
CONDUCTEUR ,
La présente invention se rapporte à un dispositif pour la mesure de l'intensité d'un courant électrique parcourant un conducteur.

I1 est connu d'utiliser, pour mesure 1' intensite du courant dans un conducteur sensiblement linéaire, une pince ampèremétrique qui, venant entourer ce conducteur, fonctionne en transformateur de courant.

L'utilisation d'une pince ampèremétrique n'est toutefois pas toujours commode, ni même possible, pour des raisons d'implantation particulière du fil conducteur dont on veut mesurer l'intensité du courant, implantation qui le rend difficile d'accès. C'est pourquoi il a déjà été proposé d'utiliser, pour la mesure d',un tel courant, un capteur ponctuel directionnel, c'est à dire un capteur sensible à une seule composante du champ magnétique créé par le courant à mesurer, tel que par exemple une bobine plate ou un capteur à effet Hall ou à magnétorésistance. L'inconvénient d'un tel dispositif de mesure réside dans le fait que le signal électrique fourni par un capteur ponctuel directionnel de ce type, est fonction de la distance entre ce capteur et le conducteur considéré.

L'invention vise à remédier à cet inconvénient. Elle se rapporte à cet effet à un dispositif pour la mesure de l'intensité d'un courant électrique parcourant un conducteur, le dispositif utilisant au moins un couple de capteurs ponctuels directionnels séparés l'un de l'autre par une distance prédéterminée et fournissant chacun son signal de mesure, des moyens de calcul étant prévus pour déduire de ces signaux de mesure la valeur de l'intensité à mesurer, indépendamment de la distance entre le dispositif et ledit conducteur.

Selon une première forme de réalisation, il est prévu un couple de capteurs qui sont positionnés de manière coplanaire, et la mesure du courant est effectuée en plaçant le couple de capteurs coplanaires de façon que le conducteur soit, du moins au voisinage immédiat du point de mesure de l'intensité, dans le même plan que ces deux capteurs.

Selon une autre forme de réalisation, il est en outre prévu un autre couple de capteurs, respectivement chacun orthogonal à l'un des deux capteurs coplanaires, de manière à former chacun une croix ou croisillon avec le capteur respectif du premier couple, et la mesure du courant peut être alors effectuée indépendamment de I'angle existant entre la droite qui j oint les deux groupes de deux capteurs en croix et celle qui joint le point de mesure sur le conducteur à l'un ou l'autre des deux groupes.

Le même ensemble de quatre capteurs peut aussi être avantageusement utilisé, dans le cas de conducteurs parallèles dont seul le courant parcourant l'un d'eux est à mesurer, pour obtenir une mesure de ce seul courant indépendamment du ou des autres: il suffit pour ceci de positionner l'ensemble de quatre capteurs de façon que le conducteur considéré soit, du moins au voisinage immédiat du point de mesure de l'intensité, dans le même plan que les deux capteurs coplanaires de l'ensemble.

De toute façon, l'invention sera bien comprise, et les avantages et autres caractéristiques ressortiront, lors de la description suivante de deux exemples de réalisation du dispositif de mesure à distance de l'intensité du courant dans un conducteur, en référence au dessin schématique annexé dans lequel:
La figure 1 est un synoptique d'ensemble d'une première forme de réalisation;
La figure 2 montre de façon plus simple, une seconde forme de réalisation du dispositif; et
La figure 3 montre la manière d'utiliser l'appareil de mesure selon la figure 2, pour mesurer sélectivement un courant parmi deux parcourant respectivement deux conducteurs distincts et parallèles..

En se référant à la figure 1, un dispositif de mesure de l'intensité I du courant parcourant un conducteur linéaire 1, comporte deux capteurs ponctuels directionnels identiques 2 et 3, constitués ici par deux capteurs à effet HALL polarisés en série par un seul et même générateur de courant 4.

Les capteurs 2,3 sont coplanaires, et sont séparés l'un de l'autre par une distance d prédéterminée. Les capteurs 2,3 peuvent être collés sur une platine commune (non représentée).

Sous l'effet du champ magnétique créé par le courant I, le capteur 2 fournit une tension ou signal de sortie sl, tandis que le capteur 3 fournit une tension ou signal de sortie s2, ces deux signaux étant respectivement appliqués aux entrées 5 et 6 d'un bloc électronique de calcul 7. Pour que la mesure d'intensité soit indépendante de la distance r séparant par exemple le capteur 2 du conducteur 1, il est nécessaire, conformément à un aspect de l'invention, que l'ensemble 2,3 soit placé de sorte que le conducteur 1 soit situé dans le plan 8 qui contient les capteurs 2 et 3.Dans ces conditions, on montre aisément que 1' intensite du courant I est donnée par une relation de la forme
I = d/k . sl s2 I sl - s2 où k est un coefficient caractéristique des capteurs 2 et 3.

La valeur du courant I est alors aisément calculée, à partir des signaux si et s2 et des données fixes d et k, par le bloc électronique de calcul 7, et par exemple visualisée sur un afficheur alphanumérique 9. Cette valeur est totalement indépendante de la distance r, ce qui est bien le résultat recherché.

Le dispositif selon la figure 1 a pour avantage d'être particulièrement simple, du fait qu'il ne nécessite que deux capteurs ponctuels directionnels 2 et 3. Il présente en revanche l'obligation précitée, et dans certains cas astreignante, de devoir orienter I < ensemble 2,3 de manière à le rendre coplanaire avec le conducteur 1.

On décrira maintenant, en référence à la figure 2, une forme de réalisation qui, si elle nécessite quatre capteurs ponctuels directionnels au lieu de deux, a en revanche l'avantage de ne pas nécessiter cette astreinte de réalisation coplanaire avec le conducteur 1.

On retrouve, dans la seconde forme de réalisation, les capteurs 2 et 3 coplanaires et séparés d'une distance d prédéterminée. Il est en outre prévu deux autres capteurs 10 et 11 qui sont respectivement identiques et perpendiculaires aux capteurs 2 et 3, qu'ils coupent respectivement chacun symétriquement en leur milieu pour former à chaque fois une croix ou croisillon, respectivement le croisillon ou croix 2,10 et le croisillon ou croix 2,11.

Sidi est l'angle compris entre la droite qui joint les deux groupes de capteurs 2,10 et 3,11 et celle 12 qui forme la perpendiculaire abaissée du groupe 2,10 sur le conducteur 1, et Si est 1' angle compris entre la droite 12 et la perpendiculaire 13 abaissée du groupe 3,11 sur le conducteur 2, on montre aisément que, en désignant par s'1 et s'2 les signaux fournis respectivement par les capteurs 10 et 11, le courant I est donné par une formule de la forme
I = s2 d/k' sin t / sin GCos 4 e) avec α= Arctg s'1/s1 et # = Arctg s'1/s1 - Arctg s'2/s2 où k' est un coefficient de proportionnalité.

On constate finalement que le bloc électronique précité (non représenté sur la figure 2), peut aisément calculer I à partir des signaux s1,s'1,s2,s'2 respectivement fournis par les capteurs 2,10,3,11, le calcul étant indépendant des valeurs des angles t et e.

Le dispositif à deux groupes de capteurs perpendiculaires 2,10 et 3,11 qui vient d'être décrit peut aussi très avantageusement être utilisé pour mesurer sélectivement le courant I qui parcourt un conducteur 1 indépendamment du courant I qui parcourt un autre conducteur 1' parallèle au conducteur 1. Il faut alors, comme représenté sur la figure 3, placer les deux capteurs coplanaires 2 et 3 de la même façon que sur la figure 1, c'est à dire de sorte que le conducteur 1 soit contenu dans le plan commun 8 de ces deux capteurs 2,3. Compte-tenu de la disposition particulière, les capteurs 10 et 11 sont insensibles au champ magnétique crée par le courant I, de sorte qu'il est possible d'éliminer le courant I' par des opérations de soustraction effectuées sur les signaux s1,s'1,s2,s'2 fournis respectivement par les capteurs 2,3,10,11.

Comme il va de soi, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'êtrz décrits, et de nombreuses autres variantes d'exécution sont envisageables. C'est ainsi que par exemple les capteurs utilisés pourraient ne pas être tous identiques, ce qui changerait alors la formule donnant I, et que d'autres capteurs ponctuels directionnels que ceux à effet HALL pourraient être utilisés.

Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif de mesure de l'intensité (I) d'un courant électrique parcourant un conducteur (1 ), caractérisé en ce qu'il comporte au moins un couple de capteurs ponctuels directionnels (2,3) séparés l'un de l'autre d'une distance (d) prédéterminée et fournissant chacun un signal de mesure (sl,s2), et que des moyens de calcul (7) sont prévus pour déduire desdits signaux de mesure (sl,s2) la valeur de l'intensité (I) à mesurer indépendamment de la distance (r) entre le dispositif et ledit conducteur (1).

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un couple de capteurs (2,3) à positionnement coplanaire, et que ledit conducteur (1) se trouve dans le plan desdits capteurs (2,3).

3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte d'une part un premier couple de capteurs (2,3) qui sont positionnés de manière coplanaire, et d'autre part un autre couple de capteurs (10,11) qui sont chacun respectivement orthogonaux à l'un (2) ou l'autre (3) des capteurs du premier couple, chaque capteur (10,11) de l'autre couple formant ainsi une croix avec le capteur correspondant (2,3) du premier couple.

4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de calcul (7) sont prévus pour calculer la valeur de ladite intensité (I) à partir des signaux respectifs (si ,s'1 ,s2,s'2) fournis par les quatre capteurs (2,10,3,11), la mesure pouvant être effectuée indépendamment de l'angle existant entre ia droite qui joint les deux groupes (2,10 et 3,11) de deux capteurs en croix, et celle (12 ou 13) qui joint le point de mesure sur le conducteur à l'un ou l'autre des deux groupes.

5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de calcul (7) sont prévus pour fournir la valeur de ladite intensité (I) indépendamment de celle (I') du courant qui parcourt un autre conducteur (1') distinct du premier (1) et parallèle à celui-ci.

6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les capteurs (2,3,10,11) de chaque couple sont formés par des cellules à effet Hall polarisées en série par un générateur de courant 4.