FR2752059A1 - Measuring current in conductor - Google Patents

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Abstract

The current to be measured (Ip) flows in a conductor (1) which passes through a magnetic torus (2). Measurement is achieved by determining (5) a compensating current (Ic+Irf) flowing in a winding on the torus which makes the net magnetic field in the torus zero. The adverse effects of remanent magnetism on the measurement are overcome by superimposing (6a) a radio frequency current (Irf) on the compensating current (Ic) and using the absence of second harmonics (6b) as an indication of the null point. A single winding (3) on the magnetic torus is used to apply the compensating current and to determine the null point.

Description

La présente invention concerne un dispositif de mesure d'un courant circulant dans un conducteur. The present invention relates to a device for measuring a current flowing in a conductor.

De tels dispositifs sont par exemple utilisés pour mesurer des courants continus ou variables dans le temps. Such devices are for example used to measure direct or variable currents over time.

On connaît déjà dans l'état de la technique (voir par exemple le document WO-A-94/23305), un certain nombre de dispositifs de mesure de ce type, qui comportent un transducteur magnétique muni d'un tore magnétique disposé autour du conducteur et sur lequel est placé au moins un bobinage raccordé à des moyens d'alimentation en courant de compensation pour engendrer dans le tore, un champ magnétique opposé au champ créé dans celui-ci par le courant à mesurer afin d'obtenir un champ nul dans le tore, et des moyens d'analyse du courant de compensation pour déterminer le courant à mesurer. Already known in the prior art (see for example document WO-A-94/23305), a certain number of measuring devices of this type, which comprise a magnetic transducer provided with a magnetic toroid placed around the conductor and on which is placed at least one winding connected to compensation current supply means for generating in the torus, a magnetic field opposite to the field created in it by the current to be measured in order to obtain a zero field in the torus, and means for analyzing the compensation current to determine the current to be measured.

Ces dispositifs de mesure dits à isolation galvanique, fonctionnent en effet sur le principe de la compensation magnétique. These so-called galvanically isolated measuring devices operate on the principle of magnetic compensation.

Le tore d'un tel dispositif porte en général un bobinage constitué de Nc spires, tandis que le courant à mesurer Ip rayonne dans ce tore un champ magnétique Hp. The torus of such a device generally carries a winding consisting of Nc turns, while the current to be measured Ip radiates in this torus a magnetic field Hp.

Un courant Ic dit de compensation est injecté dans ce bobinage et rayonne un champ magnétique Hc opposé au champ Hp. Les moyens d'alimentation sont alors adaptés pour asservir le courant Ic, de telle manière que Ht (total) = Hp + Hc = O, ou bien encore Ip - Nc x Ic = O. A so-called compensation current Ic is injected into this coil and radiates a magnetic field Hc opposite to the field Hp. The supply means are then adapted to control the current Ic, so that Ht (total) = Hp + Hc = O, or even Ip - Nc x Ic = O.

Lorsque cette condition est remplie, il suffit de mesurer le courant Ic pour en déduire la valeur de Ip, c'est-à-dire du courant à mesurer. When this condition is met, it suffices to measure the current Ic to deduce the value of Ip, that is to say of the current to be measured.

La condition d'asservissement Ht = O est déterminée par exemple grâce à une sonde placée dans un entrefer du tore, cette sonde étant par exemple une sonde à effet Hall ou magnétorésistive. En fait, ces sondes ne déterminent pas exactement Ht = 0, mais Bt = O, Bt étant l'induction dans le tore. The servo condition Ht = O is determined for example by means of a probe placed in an air gap of the torus, this probe being for example a Hall effect or magnetoresistive probe. In fact, these probes do not exactly determine Ht = 0, but Bt = O, Bt being the induction in the torus.

Or, cette condition ne reflète pas exactement la condition Ht = O. La différence est liée aux perturbations engendrées par l'hystérésis magnétique avec la présence de l'induction rémanente Br du matériau magnétique du tore. However, this condition does not exactly reflect the condition Ht = O. The difference is linked to the disturbances generated by magnetic hysteresis with the presence of the remanent induction Br of the magnetic material of the torus.

De plus, de tels dispositifs sont en général très sensibles à la température. On constate en effet, une dérive de la tension d'offset de la sonde avec la température. Les moyens d'alimentation asservis dont le premier composant est la sonde de mesure, se trouvent en général à proximité du tore magnétique. Cette proximité interdit toute mesure en milieu thermique sévère, c'est-à-dire dans lequel la température est supérieure à 1500C.  In addition, such devices are generally very sensitive to temperature. There is indeed a drift of the offset voltage of the probe with the temperature. The slave supply means, the first component of which is the measurement probe, are generally located near the magnetic core. This proximity prohibits any measurement in a severe thermal environment, that is to say in which the temperature is above 1500C.

De plus, les dispositifs de mesure de l'état de la technique fonctionnent souvent avec des alimentations symétriques +/- Vcc, Vcc pouvant varier de 9 à 15 V. Ces tensions symétriques sont relativement difficiles à obtenir dans des applications automobiles où les dispositifs de mesure sont alimentés par la tension de la batterie de celui-ci, cette tension étant une tension unipolaire variant entre 6 et 16 V par exemple. In addition, the devices for measuring the state of the art often operate with symmetrical supplies +/- Vcc, Vcc which can vary from 9 to 15 V. These symmetrical voltages are relatively difficult to obtain in automotive applications where the devices measurement are supplied by the battery voltage thereof, this voltage being a unipolar voltage varying between 6 and 16 V for example.

Le but de l'invention est donc de résoudre ces problèmes, en proposant un dispositif de mesure qui soit simple, fiable, d'un encombrement et d'un poids réduits et dont le coût de fabrication soit également le plus réduit possible. The object of the invention is therefore to solve these problems, by proposing a measuring device which is simple, reliable, of a reduced size and weight and whose manufacturing cost is also as low as possible.

A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de mesure d'un courant circulant dans un conducteur, du type comportant un circuit magnétique associé au conducteur et sur lequel est placé au moins un bobinage raccordé à des moyens d'alimentation en courant de compensation, pour engendrer dans le circuit un champ magnétique opposé au champ créé dans celui-ci par le courant à mesurer afin d'obtenir un champ nul dans le circuit, et des moyens d'analyse du courant de compensation pour déterminer le courant à mesurer, caractérisé en ce que les moyens d'alimentation comprennent des moyens de superposition sur le courant de compensation d'un courant périodique radio-fréquence et des moyens d'analyse d'un harmonique pair de la tension résultante présente aux bornes du bobinage pour asservir l'amplitude de celui-ci à zéro en faisant varier le courant de compensation. To this end, the subject of the invention is a device for measuring a current flowing in a conductor, of the type comprising a magnetic circuit associated with the conductor and on which is placed at least one winding connected to current supply means compensation, to generate in the circuit a magnetic field opposite to the field created in it by the current to be measured in order to obtain a zero field in the circuit, and means for analyzing the compensation current to determine the current to measure, characterized in that the supply means comprise means for superimposing on the compensation current of a radio frequency periodic current and means for analyzing an even harmonic of the resulting voltage present at the terminals of the winding slaving the amplitude thereof to zero by varying the compensation current.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels
- la Fig.l représente un schéma synoptique illustrant la structure et le fonctionnement d'un dispositif de mesure de courant selon l'invention; et
- la Fig.2 représente un exemple de réalisation d'un transducteur magnétique entrant dans la constitution d'un tel dispositif.
The invention will be better understood on reading the description which follows, given solely by way of example and made with reference to the accompanying drawings, in which
- Fig.l shows a block diagram illustrating the structure and operation of a current measurement device according to the invention; and
- Fig.2 shows an embodiment of a magnetic transducer used in the constitution of such a device.

On reconnaît en effet sur ces figures et en particulier sur la figure 1, un dispositif de mesure d'un courant Ip circulant dans un conducteur désigné par exemple par la référence générale 1. These figures, and in particular in FIG. 1, recognize a device for measuring a current Ip flowing in a conductor designated for example by the general reference 1.

Ce dispositif comporte un transducteur magnétique muni d'un circuit magnétique désigné par la référence générale 2 et se présentant par exemple sous la forme d'un tore disposé autour du conducteur 1, et sur lequel est placé au moins un bobinage, désigné par la référence générale 3, raccordé à des moyens d'alimentation en courant de compensation. This device comprises a magnetic transducer provided with a magnetic circuit designated by the general reference 2 and being for example in the form of a toroid placed around the conductor 1, and on which is placed at least one coil, designated by the reference general 3, connected to compensation current supply means.

Ce courant de compensation est désigné par la référence Ic sur cette figure. This compensation current is designated by the reference Ic in this figure.

Les moyens d'alimentation sont quant à eux désignés de façon générale par la référence 4 et sont adaptés pour délivrer au bobinage 3 un courant de compensation Ic permettant d'engendrer dans le tore 2, un champ magnétique opposé au champ créé dans celui-ci par le courant à mesurer Ip afin d'obtenir un champ nul dans le tore. The supply means are generally designated by the reference 4 and are adapted to deliver to the winding 3 a compensation current Ic making it possible to generate in the torus 2, a magnetic field opposite to the field created therein. by the current to be measured Ip in order to obtain a zero field in the torus.

De plus, le dispositif de mesure comporte des moyens 5 d'analyse du courant de compensation pour déterminer le courant Ip à mesurer. In addition, the measuring device includes means 5 for analyzing the compensation current to determine the current Ip to be measured.

Selon l'invention, les moyens d'alimentation 4 comprennent des moyens 6a de superposition sur le courant de compensation Ic d'un courant périodique radio-fréquence, par exemple sinusoïdal, désigné par la référence Irf sur cette figure et des moyens 6b d'analyse d'un harmonique pair de la tension résultante présente aux bornes du bobinage 3 pour asservir l'amplitude de celui-ci à zéro en faisant varier le courant de compensation Ic. According to the invention, the supply means 4 comprise means 6a for superimposing on the compensation current Ic a periodic radio-frequency current, for example sinusoidal, designated by the reference Irf in this figure and means 6b for analysis of an even harmonic of the resulting voltage present at the terminals of the winding 3 to control the amplitude of the latter to zero by varying the compensation current Ic.

Dans le cas décrit, le conducteur 1 parcouru par le courant Ip à mesurer, traverse le tore magnétique 2. In the case described, the conductor 1 traversed by the current Ip to be measured, crosses the magnetic toroid 2.

Bien entendu, différents modes de réalisation de cette partie du dispositif peuvent être envisagés. Of course, different embodiments of this part of the device can be envisaged.

C'est ainsi par exemple que le conducteur qui, sur la figure 1, traverse le tore dans la partie centrale de celui-ci, peut également être enroulé en partie autour de ce tore en formant Np spires. Thus, for example, the conductor which, in FIG. 1, crosses the torus in the central part of the latter, can also be partly wound around this torus, forming Np turns.

On conçoit que dans l'exemple représenté Np = 1 du fait de la disposition du conducteur dans le tore. It is understood that in the example shown Np = 1 due to the arrangement of the conductor in the torus.

Le courant Ip rayonne dans le tore magnétique un champ Hp. On injecte dans le bobinage 3 comprenant Nc spires jointives réparties uniformément sur la totalité du tore, un courant de compensation Ic, sur lequel est superposé Irf. The current Ip radiates in the magnetic torus an Hp field. Is injected into the winding 3 comprising Nc contiguous turns distributed uniformly over the entire torus, a compensation current Ic, on which is superposed Irf.

Ce courant Ic crée un champ magnétique Hc opposé à Hp et le champ Ht résultant dans le tore est égal à Ht = Hp + Hc. Comme dans un dispositif de mesure classique, le rôle des moyens d'alimentation 4 est d'asservir le courant de compensation Ic à la condition Ht = O. Si cette condition est respectée, alors Hp + Hc = 0, c'est-à-dire que Np x Ip = Nc x Ic ou bien avec Np = 1, Ip = Nc x Ic. This current Ic creates a magnetic field Hc opposite to Hp and the field Ht resulting in the torus is equal to Ht = Hp + Hc. As in a conventional measuring device, the role of the supply means 4 is to control the compensation current Ic to the condition Ht = O. If this condition is met, then Hp + Hc = 0, that is to say - say that Np x Ip = Nc x Ic or else with Np = 1, Ip = Nc x Ic.

I1 suffit alors de mesurer le courant Ic pour en déduire le courant Ip. I1 then suffices to measure the current Ic to deduce the current Ip.

Dans le dispositif selon l'invention, la condition Ht = 0 est déterminée en analysant la composition harmonique du signal de tension disponible aux bornes du bobinage 3. In the device according to the invention, the condition Ht = 0 is determined by analyzing the harmonic composition of the voltage signal available at the terminals of the winding 3.

I1 est à noter que ce dispositif pourrait également fonctionner en utilisant deux bobinages secondaires, l'un pour la compensation et l'autre, pour l'analyse de la condition Ht = 0, mais l'utilisation d'un seul bobinage permet de réduire les coûts d'une telle structure et de transmettre les signaux sur une ligne bifilaire non blindée. It should be noted that this device could also operate by using two secondary windings, one for compensation and the other, for the analysis of the condition Ht = 0, but the use of a single winding makes it possible to reduce the costs of such a structure and of transmitting the signals over an unshielded two-wire line.

Ainsi que cela a été expliqué précédemment, le rôle des moyens d'alimentation 4 est de détecter la condition de compensation Ht = Hp + Hc = O, et d'asservir le courant de compensation Ic afin de toujours remplir cette condition. As explained above, the role of the supply means 4 is to detect the compensation condition Ht = Hp + Hc = O, and to control the compensation current Ic in order to always fulfill this condition.

Le courant périodique radio-fréquence Irf se présente par exemple sous la forme Irf(t) = 10 x Sin (2wFOt) et est superposé au courant de compensation Ic dans le bobinage 3. Ce courant Irf engendre un champ Hrf dans le tore. Si IO est suffisamment grand, ce champ sature de part et d'autre, le matériau présent dans le tore en l'absence de champ continu dans le transducteur. The periodic radio-frequency current Irf is for example in the form Irf (t) = 10 x Sin (2wFOt) and is superimposed on the compensation current Ic in the coil 3. This current Irf generates a field Hrf in the torus. If IO is large enough, this field saturates on both sides, the material present in the torus in the absence of a continuous field in the transducer.

Lorsque Ht = 0, le matériau magnétique est saturé de part et d'autre périodiquement et de façon symétrique. L'induction B et le flux induits présentent alors également par définition une symétrie. La tension V1 induite aux bornes du bobinage 3 est fonction du flux 8 variant dans le temps (loi de Lentz). Cette tension V1 présente donc une symétrie par rapport à la tension de référence du bobinage et la décomposition harmonique d'un tel signal de tension montre que les harmoniques d'ordre 2n, c'est-à-dire pairs, n étant un entier positif différent de 0, sont nuls. When Ht = 0, the magnetic material is saturated on both sides periodically and symmetrically. The induction B and the induced flux then by definition also exhibit symmetry. The voltage V1 induced at the terminals of the winding 3 is a function of the flux 8 varying over time (Lentz's law). This voltage V1 therefore has symmetry with respect to the reference voltage of the winding and the harmonic decomposition of such a voltage signal shows that the harmonics of order 2n, that is to say even, n being a positive integer other than 0, are zero.

Dans le cas contraire, où Ht est différent de O, on montre que dans les mêmes conditions d'excitation, le signal de tension V1 induit aux bornes du bobinage n'est plus symétrique. L'analyse harmonique d'un tel signal montre l'apparition d'harmoniques d'ordre 2n, n étant un entier positif différent de 0, dont l'amplitude et la phase sont fonction du champ Ht. In the opposite case, where Ht is different from O, it is shown that under the same excitation conditions, the voltage signal V1 induced at the terminals of the winding is no longer symmetrical. The harmonic analysis of such a signal shows the appearance of harmonics of order 2n, n being a positive integer different from 0, whose amplitude and phase are a function of the field Ht.

Les moyens d'alimentation sont alors adaptés pour analyser par exemple le second harmonique présent dans la tension aux bornes du bobinage 3 et pour asservir le courant de compensation Ic sur cette information d'amplitude du second harmonique égale à 0. The supply means are then suitable for analyzing, for example, the second harmonic present in the voltage across the winding 3 and for controlling the compensation current Ic on this amplitude information of the second harmonic equal to 0.

On notera également que cet asservissement peut s'effectuer sur n importe quel autre harmonique pair du signal. It will also be noted that this control can be effected on any other even harmonic of the signal.

A cet effet, les moyens de superposition désignés par la référence générale 6a comprennent par exemple un oscillateur désigné par la référence générale 7 sur cette figure 1. Dans le cas de l'analyse du second harmonique du signal de tension, cet oscillateur délivre un signal à une fréquence double de celle du courant périodique Irf, à l'entrée d'un diviseur de fréquence par deux désigné par la référence générale 8, dont la sortie est reliée à un module de mise en forme de signaux désigné par la référence générale 9, relié au bobinage 3. For this purpose, the superposition means designated by the general reference 6a comprise for example an oscillator designated by the general reference 7 in this figure 1. In the case of the analysis of the second harmonic of the voltage signal, this oscillator delivers a signal at a frequency twice that of the periodic current Irf, at the input of a frequency divider by two designated by the general reference 8, the output of which is connected to a signal shaping module designated by the general reference 9 , connected to the winding 3.

Les moyens d'analyse 6b comprennent quant à eux un amplificateur passe-bande désigné par la référence générale 10, qui est raccordé au bobinage 3 pour amplifier et sélectionner l'harmonique pair correspondant du signal de tension présent aux bornes de celui-ci, la sortie de cet amplificateur passe-bande étant reliée à un multiplicateur 11 recevant également en entrée un signal issu de l'oscillateur 7 à la fréquence 2FO, pour assurer une détection synchrone. The analysis means 6b in turn comprise a bandpass amplifier designated by the general reference 10, which is connected to the winding 3 to amplify and select the corresponding even harmonic of the voltage signal present at the terminals thereof, the output of this bandpass amplifier being connected to a multiplier 11 also receiving as input a signal from the oscillator 7 at the frequency 2FO, to ensure synchronous detection.

La sortie de ce multiplicateur est reliée à un filtre passe-bas 12 qui délivre un signal de tension V2h proportionnel à l'amplitude et à la phase de l'harmonique correspondant, à un correcteur de type PID par exemple, désigné par la référence générale 13. The output of this multiplier is connected to a low-pass filter 12 which delivers a voltage signal V2h proportional to the amplitude and to the phase of the corresponding harmonic, for example a PID type corrector, designated by the general reference. 13.

La sortie de ce correcteur de type PID est reliée à un convertisseur tension-courant désigné par la référence générale 14 délivrant le courant Ic de compensation au bobinage 3. The output of this PID type corrector is connected to a voltage-current converter designated by the general reference 14 delivering the compensation current Ic to the winding 3.

Les moyens d'analyse 5 du courant de compensation Ic comprennent quant à eux une résistance désignée par la référence générale 15 sur cette figure, en série avec le bobinage 3 et aux bornes de laquelle sont raccordées les entrées d'un amplificateur 16, dont la sortie est reliée à un filtre passe-bas 17, délivrant une tension Vs proportionnelle à ce courant de compensation Ic et donc au courant à mesurer Ip lorsque les conditions évoquées précédemment sont remplies. The means 5 for analyzing the compensation current Ic comprise a resistor designated by the general reference 15 in this figure, in series with the winding 3 and at the terminals of which the inputs of an amplifier 16 are connected, the output is connected to a low-pass filter 17, delivering a voltage Vs proportional to this compensation current Ic and therefore to the current to be measured Ip when the conditions mentioned above are met.

On conçoit alors que, dans ce qui vient d'être décrit, on met en oeuvre une méthode de détection synchrone pour l'analyse du second harmonique du signal de tension présent aux bornes du bobinage 3. It will then be understood that, in what has just been described, a synchronous detection method is implemented for the analysis of the second harmonic of the voltage signal present at the terminals of the winding 3.

L'amplificateur passe-bande 10 effectue une présélection et une amplification du second harmonique, tandis que l'ensemble multiplicateur 11 et filtre passebas 12, réalise l'analyse harmonique et délivre en sortie la tension V2h proportionnelle à l'amplitude et à la phase du second harmonique de la tension V1 aux bornes du bobinage. The bandpass amplifier 10 performs a preselection and amplification of the second harmonic, while the multiplier 11 and lowpass filter 12 assembly performs the harmonic analysis and outputs the voltage V2h proportional to the amplitude and to the phase. of the second harmonic of the voltage V1 at the terminals of the winding.

Cette tension V2h image du second harmonique est traitée par le correcteur 13, par exemple de type PID, et le convertisseur tension-courant 14 délivre le courant de compensation Ic au bobinage 3.  This voltage V2h image of the second harmonic is processed by the corrector 13, for example of the PID type, and the voltage-current converter 14 delivers the compensation current Ic to the winding 3.

Les modules d'oscillateur, de diviseur et de mise en forme 7,8,9 respectivement, engendrent le courant périodique Irf à la fréquence FO et le signal de référence à la fréquence 2F0 pour la détection synchrone, le courant périodique radio-fréquence résultant Irf étant superposé sur le courant Ic délivré par le convertisseur 14, dans le bobinage 3. Oscillator, divider and shaping modules 7,8,9 respectively, generate the periodic current Irf at the frequency FO and the reference signal at the frequency 2F0 for synchronous detection, the resulting periodic radio-frequency current Irf being superimposed on the current Ic delivered by the converter 14, in the winding 3.

Le courant circulant dans le bobinage, c'est-àdire Irf + Ic est prélevé grâce à la résistance 15 qui peut être une résistance shunt de précision et l'amplificateur 16. L'information haute fréquence est éliminée par le filtre passe-bas 17 pour fournir en sortie une tension
Vs = k x Ip, K étant un coefficient déterminé, ce qui permet d'obtenir le courant à mesurer Ip.
The current circulating in the winding, that is to say Irf + Ic is taken thanks to the resistor 15 which can be a precision shunt resistor and the amplifier 16. The high frequency information is eliminated by the low pass filter 17 to provide a voltage output
Vs = kx Ip, K being a determined coefficient, which makes it possible to obtain the current to be measured Ip.

Différentes technologies de fabrication du tore magnétique 2 et du bobinage 3 peuvent être envisagées. Different technologies for manufacturing the magnetic core 2 and the coil 3 can be envisaged.

C'est ainsi par exemple qu'une technologie de bobinage linéaire avec du fil classique ou thermo-adhérent peut être utilisée. Thus, for example, a linear winding technology with conventional or thermo-adhesive wire can be used.

En effet, une technologie de bobinage torique conviendrait également, mais présenterait l'inconvénient d'être relativement coûteuse pour une application automobile. Indeed, a toroidal winding technology would also be suitable, but would have the drawback of being relatively expensive for an automotive application.

Une autre technologie dite planar peut également être envisagée, le bobinage étant réalisé alors par gravure et raccordement de pistes de cuivre. Another so-called planar technology can also be envisaged, the winding then being carried out by etching and connection of copper tracks.

Il est à noter également que pour la mesure de courant faible, la résolution de ce dispositif peut être dégradée par la présence d'offsets dus en grande partie aux champs magnétiques parasites semi-statiques incidents sur le dispositif de mesure et notamment le champ magnétique terrestre. It should also be noted that for the measurement of low current, the resolution of this device can be degraded by the presence of offsets due in large part to the parasitic semi-static magnetic fields incident on the measurement device and in particular the terrestrial magnetic field. .

On peut alors disposer des moyens de blindage spécifiques autour du tore pour diminuer très fortement l'influence de ces champs magnétiques parasites et augmenter ainsi très sensiblement la résolution de la mesure. It is then possible to have specific shielding means around the torus to very greatly reduce the influence of these stray magnetic fields and thus very significantly increase the resolution of the measurement.

Un exemple de réalisation de tels moyens de blindage est représenté sur la figure 2. An exemplary embodiment of such shielding means is shown in FIG. 2.

Sur cette figure, le conducteur dans lequel circule le courant à mesurer est toujours désigné par la référence générale 1, tandis que le tore magnétique est désigné par la référence générale 2. In this figure, the conductor in which the current to be measured flows is always designated by the general reference 1, while the magnetic core is designated by the general reference 2.

Des moyens de blindage magnétique sont disposés autour de ce tore, ces moyens étant désignés par la référence générale 18 sur cette figure. Magnetic shielding means are arranged around this torus, these means being designated by the general reference 18 in this figure.

Ces moyens de blindage comprennent avantageusement un cylindre de support désigné par la référence générale 19, sur lequel est disposé un matériau magnétique à perméabilité magnétique élevée, désigné par la référence générale 20 sur cette figure. These shielding means advantageously comprise a support cylinder designated by the general reference 19, on which is disposed a magnetic material with high magnetic permeability, designated by the general reference 20 in this figure.

Ces moyens de blindage peuvent être réalisés en enroulant sur un support approprié une tôle magnétique très fine et très souple en matériau amorphe, nanocristallin ou mumétal, etc... These shielding means can be produced by winding on a suitable support a very thin and very flexible magnetic sheet made of amorphous, nanocrystalline or mumetal material, etc.

On conçoit alors que pour des courants Ip élevés, le matériau magnétique du blindage se sature et la protection est détruite. Cependant, dans ce cas, le courant Ip étant très élevé, la résolution souhaitée reste suffisante pour la mesure de celui-ci. It is therefore understood that for high currents Ip, the magnetic material of the shield saturates and the protection is destroyed. However, in this case, the current Ip being very high, the desired resolution remains sufficient for the measurement thereof.

Un tel dispositif de mesure constitue un élément métrologique alimenté sous une tension unipolaire d'un système de gestion d'un courant électrique et les différents moyens électroniques associés au tore et au bobinage peuvent être placés à distance de celui-ci et être reliés à celui-ci par l'intermédiaire de lignes de transmission de signaux, ce qui permet d'assurer un traitement de ceuxci à distance, la détection synchrone permettant le rejet des parasites électromagnétiques présents.  Such a measurement device constitutes a metrological element supplied with a unipolar voltage of a system for managing an electric current and the various electronic means associated with the toroid and the winding can be placed at a distance therefrom and be connected to that. -this via signal transmission lines, which enables remote processing of these, synchronous detection allowing rejection of the electromagnetic interference present.

Cette télémesure permet de disposer un ou plusieurs capteurs de ce type sur un réseau électrique d'un véhicule automobile par exemple et d'inclure les moyens électroniques dans un calculateur placé en milieu protégé, tel que par exemple un calculateur de contrôle du fonctionnement du moteur du véhicule, etc... This telemetry makes it possible to have one or more sensors of this type on an electrical network of a motor vehicle for example and to include electronic means in a computer placed in a protected environment, such as for example a computer for controlling the operation of the engine. of the vehicle, etc ...

A titre d'exemple, le circuit magnétique peut présenter de préférence une section droite magnétique dont la surface est comprise entre 0,05 mm2 et 0,4 mm2 et un rayon moyen compris entre 5 et 50 mm. By way of example, the magnetic circuit may preferably have a magnetic cross section whose surface is between 0.05 mm2 and 0.4 mm2 and an average radius between 5 and 50 mm.

Le bobinage peut quant à lui être déterminé de façon classique. The winding can be determined in conventional manner.

Enfin, un tel dispositif présente une structure facilement adaptable à différentes gammes de courant à mesurer.  Finally, such a device has a structure easily adaptable to different ranges of current to be measured.

Claims (11)

REVENDICATIONS 1. Dispositif de mesure d'un courant circulant dans un conducteur (1), du type comportant un circuit magnétique (2) associé au conducteur (1) et sur lequel est placé au moins un bobinage (3) raccordé à des moyens (4) d'alimentation en courant de compensation (Ic), pour engendrer dans le circuit (2), un champ magnétique opposé au champ créé dans celui-ci par le courant à mesurer (Ip) afin d'obtenir un champ nul dans le circuit, et des moyens d'analyse (5) du courant de compensation pour déterminer le courant à mesurer (Ip), caractérisé en ce que les moyens d'alimentation (4) comprennent des moyens (6a) de superposition sur le courant de compensation d'un courant périodique radio-fréquence (Irf) et des moyens (6b) d'analyse d'un harmonique pair de la tension résultante présente aux bornes du bobinage (3) pour asservir l'amplitude de celui-ci à zéro en faisant varier le courant de compensation (Ic). 1. Device for measuring a current flowing in a conductor (1), of the type comprising a magnetic circuit (2) associated with the conductor (1) and on which is placed at least one coil (3) connected to means (4 ) supply of compensation current (Ic), to generate in the circuit (2), a magnetic field opposite to the field created therein by the current to be measured (Ip) in order to obtain a zero field in the circuit , and means for analyzing (5) the compensation current to determine the current to be measured (Ip), characterized in that the supply means (4) comprise means (6a) for superimposing on the compensation current d '' a radio frequency periodic current (Irf) and means (6b) for analyzing an even harmonic of the resulting voltage present at the terminals of the winding (3) in order to control the amplitude of the latter to zero by varying the compensation current (Ic). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'alimentation comprennent un oscillateur (7) délivrant un signal à une fréquence multiple de celle du courant périodique (Irf) à l'entrée d'un diviseur de fréquence (8) dont la sortie est reliée à l'entrée d'un module de mise en forme de signaux (9) dont la sortie est raccordée au bobinage (3). 2. Device according to claim 1, characterized in that the supply means comprise an oscillator (7) delivering a signal at a frequency multiple of that of the periodic current (Irf) at the input of a frequency divider (8 ) whose output is connected to the input of a signal shaping module (9) whose output is connected to the winding (3). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens d'alimentation comprennent un amplificateur passe-bande (10) dont l'entrée est raccordée au bobinage (3) pour amplifier et sélectionner l'harmonique pair correspondant et dont la sortie est reliée à l'entrée d'un multiplicateur (11) recevant également en entrée le signal de sortie de l'oscillateur (7), et dont là sortie est reliée à l'entrée d'un filtre passe-bas (12) pour une analyse synchrone de signal et délivrer un signal de tension (V2h) proportionnel à l'amplitude et à la phase de l'harmonique correspondant. 3. Device according to claim 2, characterized in that the supply means comprise a bandpass amplifier (10) whose input is connected to the winding (3) to amplify and select the corresponding even harmonic and whose output is connected to the input of a multiplier (11) also receiving as input the output signal from the oscillator (7), and whose output is connected to the input of a low-pass filter (12) for a synchronous signal analysis and deliver a voltage signal (V2h) proportional to the amplitude and the phase of the corresponding harmonic. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la sortie du filtre passe-bas (12) est reliée à l'entrée d'un correcteur de type PID (13) dont la sortie est reliée à un convertisseur tension-courant (14) dont la sortie est raccordée au bobinage (3) pour délivrer à celui-ci le courant de compensation (Ic). 4. Device according to claim 3, characterized in that the output of the low-pass filter (12) is connected to the input of a PID type corrector (13) whose output is connected to a voltage-current converter ( 14) whose output is connected to the winding (3) to deliver the compensation current (Ic) to the latter. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens (5) d'analyse du courant de compensation (Ic) comprennent une résistance (15) en série avec le bobinage (3), un amplificateur (16) raccordé aux bornes de cette résistance (15) et un filtre passe-bas (17) raccordé à la sortie de l'amplificateur, pour délivrer en sortie un signal de tension (Vs) proportionnel au courant de compensation (Ic). 5. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the means (5) for analyzing the compensation current (Ic) comprise a resistor (15) in series with the winding (3), an amplifier (16 ) connected to the terminals of this resistor (15) and a low-pass filter (17) connected to the output of the amplifier, to output a voltage signal (Vs) proportional to the compensation current (Ic). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'harmonique correspondant est le second harmonique. 6. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the corresponding harmonic is the second harmonic. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des moyens de blindage magnétique (18) sont disposés autour du circuit (2). 7. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that magnetic shielding means (18) are arranged around the circuit (2). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de blindage magnétique (18) comprennent un cylindre de support (19), sur lequel est disposé un matériau magnétique à perméabilité élevée (20). 8. Device according to claim 7, characterized in that the magnetic shielding means (18) comprise a support cylinder (19), on which is disposed a magnetic material with high permeability (20). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le circuit magnétique (2) présente une section droite magnétique dont la surface est comprise entre 0,05 mm2 et 0,4 mm2 et un rayon moyen compris entre 5 et 50 mm. 9. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the magnetic circuit (2) has a magnetic cross section whose surface is between 0.05 mm2 and 0.4 mm2 and an average radius between 5 and 50 mm. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le circuit magnétique (2) et le bobinage (3) d'une part, et les différents moyens du dispositif raccordés à ceux-ci, d'autre part, sont disposés à distance les uns des autres et sont raccordés par des lignes de transmission de signaux. 10. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the magnetic circuit (2) and the winding (3) on the one hand, and the various means of the device connected to these, on the other hand, are arranged at a distance from each other and are connected by signal transmission lines. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le circuit magnétique (2) se présente sous la forme d'un tore.  11. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the magnetic circuit (2) is in the form of a torus.
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