Capteur de courant à effet Hall (boucle ouverte),
principe de mesure et caractéristiques

Dans les capteurs de courant à effet hall, l'intensité est convertie en une tension ou un courant de sortie proportionnel au courant primaire. Un capteur de courant à effet Hall, en boucle ouverte, comprend : un circuit magnétique, une cellule Hall et un amplificateur.

Le capteur à effet hall permet de mesurer des courants continus, alternatifs ou pulsés,

avec séparation galvanique entre le circuit primaire et le circuit secondaire.

 

- Constitution et fonctionnement : La cellule de mesure à effet hall est montée dans l’entrefer d’un noyau magnétique, permettant d’accroître la sensibilité de la mesure, de la protéger de l’influence des champs magnétiques externes, et de diminuer l'erreur de positionnement du conducteur central, parcouru par le courant à mesurer.

 

Lorsqu’un champ magnétique, induit par le courant à mesurer, est appliqué à la cellule de mesure du capteur, une différence de potentiel, appelée tension de Hall, apparaît entre les faces de cette cellule. Cette tension, proportionnelle au courant mesuré, est amplifiée et mise en forme à la sortie du capteur.

 

L'isolation galvanique est une caractéristique principale qui conduit au choix du capteur de courant à effet Hall. Le circuit primaire et secondaire sont isolés électriquement l'un de l'autre,

ce qui permet d'effectuer une mesure avec un potentiel primaire élevé tandis que le secondaire fourni un signal isolé bas niveau pouvant être traité directement par un automate ou une carte d'acquisition en toute sécurité.

 

Cette technologie permet de faire des capteurs ouvrants, à noyau fendu, ne nécessitant pas le démontage du circuit de mesure. Cependant, en raison de l’entrefer du noyau, ces capteurs ne sont pas totalement insensibles aux influences des perturbations externes, la rémanence du noyau magnétique peut également provoquer un offset du signal de sortie. Les capteurs de courant en boucle ouverte sont généralement préférés pour les applications basse consommation et pour leur très faible encombrement.

 

- Précision : les capteurs Hall SensiLec couvrent une gamme de précision de 0.5% à 1% pour des courants de quelques Ampères à 10 kA

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- Réponse en fréquence : la bande passante d'un capteur en boucle ouverte est de 0.....20 kHz avec un temps de réponse de 10 us

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- Stabilité thermique : la stabilité thermique typique d'un capteur de courant à effet hall en boucle ouverte est de 0.03% /°C

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Avantages des capteurs à effet hall :

Non intrusif, mesure en alternatif et en continu, isolation du circuit de mesure, bonne réponse en fréquence, excellente tenue aux surintensités (saturation sans destruction), large éventail de signaux de sortie, faible encombrement, Pas de perte d’insertion dans le circuit à mesurer, bon rapport performances / prix.

 

Inconvénients des capteurs à effet hall :

Nécessite une alimentation externe, précision inférieure à un shunt, stabilité thermique moindre et influence des champs externes.