La pince ampèremétrique : capteur à effet Hall

La pince ampèremétrique à boucle ouverte :

La pince ampèremétrique la plus simple utilise un capteur dit à boucle ouverte. Le capteur est alimenté par une source de courant constant. Sa consommation est cependant très faible.

Toutes les pinces ampèremétriques ne mesurent pas l’intensité en courant continu. Il faut s’en assurer avant tout achat.

Le coût des pinces ampèremétriques ayant considérablement diminué, elles constituent un instrument de mesure incontournable.

Le fil dans lequel circule le courant à mesurer est placé à l’intérieur d’un anneau en matériaux magnétique doux. L’anneau s’ouvre de manière à enserrer le conducteur sans avoir à ouvrir le circuit électrique. Ce système présente de multiples avantages ayant rendu ces appareils de mesure de l’intensité incontournables.

Il n’est plus nécessaire d’ouvrir le circuit afin de brancher un ampèremètre en série, ce qui rend l’intervention beaucoup plus rapide. Le fil restant isolé, il n’y a plus de risque de court circuit. On ne risque plus de détériorer l’ampèremètre suite à une erreur de calibre. Il devient possible, en toute sécurité, mesurer des intensités très élevées.

Ces pinces sont dotées d’un entrefer important qui a pour rôle de linéariser le cycle d’hystérésis de manière à ce que la mesure s’effectue dans une zone ou l’image du signal est une droite.

Cet entrefer permet de ne pas mesurer l’induction rémanente afin de réduire la tension d’offset. Toutefois, s’il est trop important, il engendre des fuites magnétiques qui risquent de fausser la tension de Hall dans sa plage de mesure.

Par ailleurs le matériau magnétique qui constitue la pince, qui est soumis aux variations d’intensité du courant à mesurer, est le siège de courants induits de Foucault. Ces courants tendent à faire chauffer la pince et donc le capteur. Cet inconvénient est lié à la fréquence du signal. L’élévation de la température du capteur perturbe la mesure.

Dans le cas de la mesure d’un courant continu, l’induction rémanente du tore magnétique induit une dérive du signal (tension d’offset).

La pince ampèremétrique à boucle ouverte est très utile en maintenance. D’une précision amplement suffisante, elle est souvent dotée de toutes les fonctions d’un multimètre de base.

Les pinces ampèremétriques à boucle ouverte sont d’un coût peu élevé en raison de leur simplicité ; leur bande passante est toutefois réduite comprise entre 0 et 50 kHz. Leur précision d’environ +/- 1 % et leur linéarité +/- 0.5%.

Elles conviennent parfaitement aux opérations de maintenance courante car elles sont économiques et d’une précision suffisante. Elles permettent de mesurer des courants de plus de 1000 ampères sans opération préalable puisque il suffit de prendre le fil ou le câble dans la pince.

La pince ampèremétrique à boucle fermée :

Les pinces ampèremétriques qui utilisent un capteur à boucle fermée sont électroniquement plus complexes donc d’un coût plus élevé.

Les capteurs à boucle fermée sont également appelés à flux nul.

Ils sont dotés d’un circuit de compensation constitué d’un enroulement de spires destinées à produire un champ magnétique opposé au champ d’induction de manière à annuler les courants de Foucault et tout risque de rémanence au niveau du circuit ferromagnétique.

Le circuit de contre réaction augmente sensiblement la consommation du système.

Les capteurs à boucle fermée sont utilisés lorsqu’il est nécessaire de disposer d’une bande passante et d’une précision plus élevée. Cette précision est de l’ordre de +/-0.5%, leur linéarité est de +/-0.1%. Ils disposent d’une bande passante élevée entre 0 et 200 kHz.

En maintenance des matériels, l’investissement dans une pince ampèremétrique à boucle fermée ne se justifie pas. Un appareil polyvalent, peu encombrant, capable d’effectuer des mesures de nature différente est beaucoup plus adapté.

www.abadia-autoeditions.fr