Brevet FR2773617A1 — publié le 19990716

L'invention concerne un agencement de mesure de courant alternatif ou continu, du type comprenant des moyens générateurs d'un champ magnétique à partir du courant à mesurer, un dispositif capteur du champ magnétique engendré et un circuit de mesure qui détermine la valeur dudit courant. On connaît déjà des agencements de mesure de ce type, qui utilisent en général une pince ampèremètrique ou un tore ouvrant ou non, qui se referme complètement sur le câble dans lequel circule le courant à mesurer. Or, on sait que la présence de discontinuités dans le circuit magnétique, produites par l'entrefer, le bobinage, l'ouverture de la pince pour enserrer le câble de mesure, l'insertion du capteur ou analogue, crée des zones sur le tore qui présentent une sensibilité plus grande aux champs magnétiques d'origine externe et donc parasite en faussant ainsi la mesure du courant primaire. Les moyens habituels pour diminuer ces influences extérieures consistent soit à réduire au maximum ces discontinuités, soit à modifier la géométrie des pièces présentes dans cette zone sensible, soit à ajouter un blindage dans le voisinage de cette zone. Ces différents moyens pour résoudre le problème posé par les discontinuités présentent les inconvénients majeurs d'être susceptibles de modifier les caractéristiques de l'agencement de mesure et d'ajouter des difficultés lors de sa fabrication. La présente invention a pour but de proposer un agencement de mesure qui pallie les inconvénients de l'état de la technique, qui viennent d'être énoncés. Pour atteindre ce but, l'agencement selon l'invention est caractérisé en ce que les moyens de réduction des influences externes comprennent un dispositif capteur de la grandeur parasite et un circuit de correction des influences extérieures, adapté pour appliquer une valeur de correction au circuit de mesure précité. Selon une caractéristique de l'invention, lorsque la grandeur parasite est un champ magnétique parasite, le dispositif capteur de la grandeur parasite comporte au moins un capteur de champ magnétique, disposé au voisinage de la zone sensible au champ magnétique parasite. Selon une autre caractéristique de l'invention, le circuit de correction comporte des moyens de mise à l'échelle de la valeur de champ parasite mesurée et d'application de la valeur à l'état inversé à un point prédéterminé du circuit de mesure précité. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le capteur de correction est disposé selon le même angle vis-à-vis des lignes de champ parasite que le capteur de mesure par rapport aux lignes du champ magnétique à mesurer. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, quand le courant à mesurer est établi par annulation du champ magnétique qui l'engendre, la valeur de correction est appliquée à un amplificateur de courant monté dans le circuit de la bobine d'annulation du champ. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, lorsque le courant est établi par mesure du champ magnétique qui l'engendre, la valeur de correction est appliquée à l'entrée d'un amplificateur opérationnel monté dans le circuit de mesure. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant deux modes de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 est une vue synoptique d'un agencement de mesure de courant alternatif ou continu selon la présente invention; - la figure 2 illustre, à l'aide de graphiques l'effet de l'agencement selon l'invention; - la figure 3 montre, sous forme d'un schéma-blocs un agencement de mesure de courant par annulation du champ magnétique, selon la présente invention; et - la figure 4 montre, sous forme d'un schéma-blocs un agencement de mesure de courant par mesure du champ magnétique, selon la présente invention. En se référant aux figures 1 et 2, on décrira ci- après tout d'abord le principe de la structure d'un agencement selon l'invention et l'effet qu'il produit. Sur la figure 1 le conducteur dans lequel circule le courant à mesurer porte le numéro de référence 1. L'agencement de mesure de ce courant comprend un tore magnétique 2 qui entoure le conducteur 1 et est pourvu d'un entrefer 3 dans lequel est monté un capteur 4 du champ magnétique engendré par le courant à mesurer, dans le tore magnétique 2. Le capteur 4 produit un signal électrique qui est appliqué à un circuit électronique 6 destiné à produire le signal de mesure Vs représentatif du courant circulant dans le conducteur 1. L'agencement de mesure est du type à annulation du champ magnétique engendré et comporte une bobine 7 enroulée autour du tore magnétique 2 et destinée à produire le champ magnétique à l'intérieur du tore, qui annule le champ magnétique produit par le courant à mesurer circulant dans le conducteur 1. La bobine est reliée au circuit 6. Le tore magnétique est exposé à un champ magnétique extérieur parasite dont les lignes de champ sont représentées par des lignes interrompues 9. On constate que le champ extérieur est déformé au voisinage du tore. Conformément à l'invention, un capteur de champ magnétique est disposé dans le champ parasite au voisinage de la zone sensible à ce champ. Comme on le voit sur la figure, le capteur 10 est disposé de façon à présenter le même angle par rapport aux lignes de champ parasite 9 que le capteur de mesure 4 par rapport au champ magnétique engendré par le courant à mesurer. Dans le cas représenté, le capteur 10 est placé sensiblement perpendiculairement aux lignes de champ 9. Le capteur 10 est relié à un circuit électronique 12 de mise à niveau du signal produit pour que ce dernier puisse être appliqué, sous forme d'un signal de correction Vc au circuit de mesure 6. La figure 2 illustre par trois courbes l'effet du dispositif de correction en montrant le courant résiduel mesuré en présence d'un champ uniforme extérieur parasite en fonction de l'angle entre une pince ampèremètrique et le champ extérieur. La courbe a indique le courant représenté par la valeur Vs avec correction et la courbe b cette valeur sans correction, la courbe c indiquant la valeur de correction Vc. La figure 3 montre plus en détail l'agencement de la figure 1. Sur cette figure, on utilise les mêmes références que sur la figure 1 pour des composants qui sont identiques ou similaires dans les deux cas. On constate notamment que le signal Vc, après avoir été mis à l'échelle en 12 est appliqué aux deux entrées d'un amplificateur de courant 14 qui fait partie du circuit de mesure 6 de la figure 1. L'agencement de la figure 3 prévoit un potentiomètre 15 de réglage à zéro d'une des entrées de l'amplificateur de courant 14. La sortie de celui-ci est reliée à la bobine 7 et le signal de mesure Vs est disponible comme tension entre les bornes d'une résistance ajustable 16 montées en série avec la bobine 7. Les références 17 et 18 indiquent les alimentations en énergie électrique respectivement du capteur de mesure 4 et du capteur de détection du champ parasite 10. La figure 4 illustre l'utilisation de l'invention dans un agencement de mesure de courant par mesure du champ magnétique. Dans ce cas, la valeur de correction Vc est appliquée aux deux entrées d'un amplificateur opérationnel 19 et le signal de mesure Vs est produit en sortie de cet amplificateur. Concernant le fonctionnement de l'agencement selon l'invention, il importe de retenir que la valeur fournie par le capteur du champ parasite 10, après mise à l'échelle, vient s'ajouter en opposition à un point du circuit ou de la chaîne de mesure pour minimiser l'influence exercée par ce champ. Il est à noter que la réponse du capteur 10, pour une rotation circulaire du champ extérieur dans les trois axes x, y et z doit correspondre à celle de l'ensemble de mesure dans les mêmes conditions. Par exemple, pour un capteur du type Hall on obtiendra deux lobes en opposition de 180 . Il faudrait que la réponse de la correction soit en phase et de même amplitude. L'opposition des deux signaux annulera l'effet perturbateur du champ externe. Il est à noter que le principe de correction des influences externes, qui vient d'être décrit, peut également être utilisé pour réduire la rémanence et les dérives de mesure en fonction de la température ambiante. REVENDICATIONS 1. Agencement de mesure de courant alternatif ou continu du type comprenant un moyen générateur d'un champ magnétique à partir de ce courant, un dispositif capteur du champ magnétique engendré, un circuit de mesure qui détermine la valeur dudit courant et des moyens de réduction des influences extérieures produites sur la valeur de mesure établie par une grandeur parasite présente dans la zone de mesure, caractérisé en ce que lesdits moyens de réduction des influences extérieures comprennent un dispositif capteur (10) de la grandeur parasite et un circuit (12) d'établissement d'un signal de correction Vc qui est appliqué au circuit de mesure extérieur parasite. 3. Agencement selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend un tore magnétique (2) entourant le conducteur (1) dans lequel circule le courant à mesurer et comprenant un entrefer (3) dans lequel est disposé le dispositif capteur de mesure (4). 4. Agencement de mesure de courant selon la revendication 3, du type à annulation du champ magnétique engendré par ce courant et pourvu d'une bobine (7) d'annulation entourant le tore (2), caractérisé en ce que la valeur de correction (Vc) est appliquée à un amplificateur de courant (14) monté dans le circuit de la bobine d'annulation de champ (7). 5. Agencement de mesure de courant selon la revendication 4, caractérisé en ce que la valeur de correction Vc est appliquée à l'entrée d'un amplificateur (19) qui produit en sortie la valeur de mesure (Vs). 6. Agencement selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que le capteur (10) du champ parasite est disposé dans le champ parasite selon le même angle par rapport aux lignes de champ (9) que le capteur de mesure (4) par rapport au champ engendré par le courant à mesurer. 7. Agencement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la grandeur parasite peut être la rémanence ou la température ambiante.