Brevet FR2865542A1 — publié le 20050729

L'invention concerne une pince ampèremétrique. Pour mesurer le courant électrique débité par la batterie d'un véhicule automobile, on utilise généralement une pince comportant un capteur de courant et montée sur le câble relié à la batterie. La mesure du courant peut être réalisée en utilisant un shunt, un capteur magnétorésistif ou encore un capteur à effet Hall. On s'intéresse ici à une pince ampèremétrique utilisant le champ magnétique induit par le courant circulant dans le câble de la batterie. Actuellement, et en référence aux figures 1 et 2, un câble 3 de sortie ou d'entrée d'une batterie est pris entre les mâchoires d'une pince 10 constituant les deux parties 11, 12 d'un unique circuit magnétique. Dans la forme de la figure 1, les deux parties coulissent dans une glissière 15; dans la forme de la figure 2, les deux parties 11, 12, après introduction du câble, sont fixées entre elles par un pont 16. Sur la figure 2, un poussoir 18, monté sur la partie de circuit 12, est rappelé par un ressort 17 vers l'autre partie du circuit 11 pour pousser le câble contre cette autre partie de circuit 11 et le coincer entre elle et le poussoir. C'est ainsi qu'on adaptait la pince à la section du câble. Les parties de circuit magnétique servent à piéger et canaliser le champ magnétique B, induit autour du câble par le courant I le traversant, jusqu'à un entrefer 13 dans lequel est inséré un capteur magnétorésistif ou un capteur à effet Hall 14. Le câble 3 peut avoir, selon les fournisseurs, une section variable et, lors de l'assemblage des deux parties de circuit magnétique, elles sont plus ou moins écartées et soit elles ménagent un entrefer 13 plus ou moins important (figure 1), soit l'entrefer est plus ou moins éloigné du câble (figure 2) entraînant une mesure du courant plus ou moins fidèle. De plus, le câble n'est souvent maintenu que par deux faces parallèles des parties de circuit entre lesquelles il peut bouger, ce qui n'est pas satisfaisant. Pour résoudre ces difficultés, la demanderesse propose une pince ampèremétrique, pour mesurer le champ magnétique induit par le courant traversant un câble électrique et donc ce courant, comprenant, pour canaliser le champ, un circuit magnétique en deux parties ménageant entre deux de leurs faces respectives un entrefer dans lequel est disposé un capteur, la pince comportant des moyens de serrage du câble, caractérisée par le fait que les moyens de serrage sont agencés pour serrer le câble selon un axe sensiblement parallèle à un plan s'étendant entre les faces de l'entrefer en maintenant constante la largeur de l'entrefer. Grâce à l'invention, la mesure du champ magnétique, et donc du courant, n'est pas affectée par la section du câble. Dans la forme de réalisation préférée de la pince de l'invention, l'entrefer est ménagé entre deux faces sensiblement parallèles des deux parties de circuit magnétique. De préférence, les deux parties de circuit magnétique sont agencées pour coulisser l'une sur l'autre en restant en contact. On évite ainsi toute perte de flux magnétique. Avantageusement, l'une des deux parties du circuit magnétique est une coquille conformée en U pour entourer le câble et bien le recevoir et l'autre partie de circuit magnétique est un cavalier de fixation de la largeur d'entrefer. Grâce à cela, et les sections des câbles des divers fournisseurs restant quand même assez voisines les unes des autres, tous les câbles peuvent être correctement maintenus dans la pince de l'invention. Avantageusement, les deux parties de circuit magnétique sont respectivement disposées dans deux parties d'un boîtier s'emboîtant l'une dans l'autre par coulissement, et se bloquant l'une dans l'autre, en pince de serrage, par des clips à crémaillère. De préférence, le capteur et le cavalier de fixation de la largeur d'entrefer sont montés dans la même partie de boîtier, ce qui facilite le montage du boîtier. De préférence encore, le capteur est un capteur à effet Hall. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante d'une forme de réalisation préférée de la pince ampèremétrique selon l'invention, en référence au dessin 35 l'accompagnant, sur lequel: les figures 1 et 2 représentent des schémas de principe, vus en coupe, de deux pinces ampèremétriques de l'art antérieur et la figure 3 représente une vue en coupe de la forme préférée de réalisation de la pince ampèremétrique selon l'invention. En référence à la figure 3, la pince ampèremétrique 20 est constituée de deux parties de boîtier mâle 32 et femelle 31, ici parallélépipédique pour la première et parallélépipédique et cylindrique en forme de U pour la seconde, s'emboîtant l'une dans l'autre par coulissement de la surface interne 29' de la partie du boîtier 31 sur la surface externe 29 de la partie de boîtier 32, les surfaces 29' et 29 comportant respectivement des clips (nervures) 29" et une crémaillère 29"' pour les bloquer l'une dans l'autre après emboîtement. Les deux parties de boîtier s'emboîtent l'une dans l'autre suivant un axe 24 de serrage d'un câble de batterie 3 entre le fond du boîtier 31 en forme de coquille et une butée 45 en extrémité du boîtier 32, l'ensemble formant les deux mâchoires de la pince ampèremétrique. Le boîtier mâle 32 contient essentiellement un conducteur ferromagnétique formant un circuit magnétique 22 constitué d'un cavalier en forme de U et une carte électronique à circuit imprimé 33, raccordée à l'extérieur grâce à un connecteur 34 et sur la carte électronique 33, un capteur 28 de champ magnétique, ici un capteur à effet Hall. La carte électronique 33 est solidaire du boîtier 32 et y est notamment fixée par l'intermédiaire du plot 50 et d'oreilles de fixation non représentées. Le boîtier femelle 31 contient essentiellement un conducteur ferromagnétique formant un circuit magnétique 21 de forme générale parallélépipédique cylindrique en forme de coquille en U pour entourer le câble de batterie 3 et pour pouvoir, par ses extrémités 27' et 27", s'engager dans deux ouvertures 41' et 41" du boîtier mâle 32. Le circuit magnétique 22 et le circuit magnétique 21 forment respectivement les première et deuxième parties d'un unique circuit magnétique. Quand le circuit magnétique 21 est engagé dans les ouvertures 41du boîtier mâle 32, les circuits magnétiques 21 et 22 ménagent un entrefer 23 dans lequel est disposé le capteur 28 entre une face 26' du cavalier 22 et la face 27"'de l'extrémité 27' de la coquille 21, les faces 26' et 27"' étant ici sensiblement parallèles entre elles et à l'axe de serrage 24. Quand on serre le câble selon l'axe 24 ici parallèle aux faces 26' et 27"' de l'entrefer, les deux faces 26' et 27"' se déplacent l'une par rapport à l'autre en restant parallèles entre elles et à la même distance l'une de l'autre. Si les faces de l'entrefer n'étaient pas parallèles entre elles, l'axe de serrage serait parallèle à un plan s'étendant entre ces faces. Une équerre 44, prolongeant latéralement la paroi du boîtier 32, sert au guidage de l'extrémité 27' de la coquille 21. Elle assure aussi l'étanchéité entre l'extérieur du boîtier et le dessous de la carte 33, le dessus de la carte étant noyé dans une résine. Par ailleurs, les boîtiers 31 et 32, comme la carte électronique 33, sont en matériau amagnétique et la coquille magnétique 21 entourant le câble électrique 3 est prolongée par le cavalier magnétique 22 et l'entrefer 23 pour refermer le circuit magnétique, piéger et canaliser le champ magnétique B induit par le courant I traversant le câble 3 sur le capteur 28. Les ouvertures 41' et 41" sont ménagées dans le boîtier mâle 32 en arrière de la butée 45. En plus de l'extrémité 27" de la coquille 21, l'une des ouvertures 41" reçoit l'extrémité 26" du cavalier 22. Les deux ouvertures 41' et 41" comportent des rampes 42' et 42" de guidage des extrémités 27' et 27" de la coquille magnétique 21 les repoussant vers l'intérieur du boîtier grâce à leur forme biseautée 43' et 43", assurant une bonne précision de positionnement lorsque ces extrémités sont engagées dans les ouvertures 41' et 41". De plus, lors du serrage, la coquille 21 et le cavalier 22 restent en contact par leurs extrémités 27" et 26", l'extrémité 27" étant poussée par la rampe 42" contre l'extrémité 26" lors du serrage et de l'enfichage des extrémités de la coquille 21 dans les ouvertures 41' et 41". Eventuellement ces extrémités de coquille assurent une fonction de détrompage pour éviter de monter le boîtier 31 à l'envers sur le câble 3. Par exemple, les extrémités ont des largeurs différentes, les ouvertures 41' et 41" étant en harmonie avec ces largeurs. Le capteur 28 est donc un capteur à effet Hall délivrant de façon connue une information qui est fonction du champ B et donc du courant I. Pour mettre en place la pince 20 sur le câble 3, on le positionne sur la butée 45 du boîtier 32 et, à l'opposé, on le recouvre de la coquille 21 du boîtier 31 puis on serre le câble entre les deux boîtiers 31, 32 suivant l'axe 24. Les extrémités 27' et 27" de la coquille 21 pénètrent dans les ouvertures 41' et 41" du boîtier 32 tandis que le boîtier 32 coulisse dans le boîtier 31 jusqu'aux clips 29" puis au delà, jusqu'à ce que la butée 45 soit en contact avec le câble 3. En même temps que les clips 29" sont engagés, les extrémités 27' et 27" de la coquille 21 forcent le passage entre, d'une part, l'équerre 44 et les rampes 42' et 42", et, d'autre part, l'autre rampe 42" et l'extrémité 26" du cavalier 22, guidées en cela par les biseaux 43' et 43", jusqu'à ce que le câble 3 vienne en contact avec la butée 45. Alors, les deux boîtiers 31, 32 sont maintenus solidaires par les clips 29" et la crémaillère 29"' ainsi que par les extrémités 27' et 27" coincées dans les ouvertures 41' et 41". Quelle que soit la position terminale du boîtier 31 en fin de serrage du câble 3, c'est-à- dire quel que soit la section de ce câble, le capteur 28 et les faces 26' du cavalier 22 et 27' de la coquille 21 sont dans des positions relatives identiques. 6-REVENDICATIONS 1. Pince ampèremétrique, pour mesurer le champ magnétique induit par le courant traversant un câble électrique (3) et donc ce courant, comprenant, pour canaliser le champ, un circuit magnétique en deux parties (21, 22) ménageant entre deux de leurs faces respectives (27', 26') un entrefer (23) dans lequel est disposé un capteur (28), la pince comportant des moyens (29", 29') de serrage du câble (3), caractérisée par le fait que les moyens de serrage sont agencés pour serrer le câble (3) selon un axe (24) sensiblement parallèle à un plan s'étendant entre les faces (27', 26') de l'entrefer (23) en maintenant constante la largeur de l'entrefer (23). 2. Pince selon la revendication 1, dans laquelle l'entrefer (23) est ménagé entre deux faces (27', 26') sensiblement parallèles des deux parties du circuit magnétique (21, 22). 3. Pince selon l'une des revendications 1 et 2, dans laquelle les deux parties de circuit magnétique sont agencées pour coulisser l'une (21) sur l'autre (22) en restant en contact. 4. Pince selon l'une des revendications 1 à 3, dans laquelle l'une (21) des deux parties du circuit magnétique est une coquille conformée en U pour entourer le câble (3) et bien le recevoir. 5. Pince selon la revendication 4, dans laquelle l'autre partie de circuit magnétique est un cavalier (22) de fixation de la largeur d'entrefer. 6. Pince selon l'une des revendications 1 à 5, dans laquelle les deux parties de circuit magnétique (21, 22) sont respectivement disposées dans deux parties (31, 30 32) d'un boîtier s'emboîtant l'une dans l'autre par coulissement. 7. Pince selon la revendication 6, dans laquelle les deux parties de boîtier (31, 32) se bloquent l'une dans l'autre, en fin de serrage, par des clips (29") à crémaillère (29'). 8. Pince selon l'une des revendications 5 à 7, dans laquelle le capteur (28) et le cavalier (22) de fixation de la largeur d'entrefer sont montés dans la même partie de boîtier (32). 9. Pince selon l'une des revendications 1 à 8, dans laquelle le capteur (28) est un capteur à effet Hall.