Capteur de courant à effet Hall - Définition

Ce type de capteur de courant exploite l'effet Hall pour produire une tension qui est l'image exacte (avec un facteur de proportionnalité connu) du courant à mesurer ou à visualiser.

Le capteur représenté ci dessous délivre en sortie une tension v_H quasiment proportionnelle au champ magnétique et donc dépendant de l'intensité i : Le courant à visualiser est appliquée à un enroulement de circuit magnétique. Il produit un champ magnétique qui est responsable de l'apparition de la tension " Hall " v_H

Mais les non-linéarités et les phénomènes d'hystérésis empèchent d'obtenir une mesure très précise dans une large gamme d'intensité. Aussi le montage est il modifié : un système de contre réaction impose au transformateur ci dessous de fonctionner à flux nul, et c'est le courant d'annulation du flux i_S qui est converti en tension à l'aide d'un convertisseur à Amplificateur Opérationnel :

Le rapport de transformation m dépend du nombre de spires de l'enroulement secondaire par rapport au nombre de " passages " du circuit primaire. Ce rapport est généralement égal à 1000 ou 2000, voire jusqu'à 10000 pour les modèles mesurant de très fortes intensités.

On a : i_S = 1/m · i_P.

Ce type de capteur est plus coûteux que le shunt et sa sensibilité aux champs magnétiques extérieures peut nécessiter quelques précautions, mais il apporte de nombreux avantages :

• La chute de tension introduite dans le montage est très faible : v_S étant limitée à quelques volts la tension v_P est inférieure à quelques mV.
• L'isolation galvanique entre la mesure et le circuit est un élément appréciable de sécurité et permet d'éliminer l'influence du mode commun sur la mesure.
• La bande passante est relativement large : du continu à couramment 100kHz (500 kHz pour certains modèles), elle est souvent supérieure à celle du voltmètre mesurant la tension v_M.
• La grandeur de sortie des capteurs de courant à effet Hall industriels étant généralement un courant, ceci permet en plaçant la résistance de mise à l'échelle de la mesure à distance, une meilleure immunité contre les parasites, dans les applications de conversion de l'énergie.

Du fait de l'éventail des calibres et de leur bande passante, les capteurs de courant à effet Hall sont introduits dans un grand nombre d'appareils de mesure : ampèremètres, multimètres, wattmètres, analyseurs de réseau et convertisseurs courant-tension pour oscilloscope.

Ils sont aussi largement utilisés comme éléments de mesure dans les boucles de régulation d'intensité des convertisseurs électroniques comme les onduleurs, variateurs de vitesse, cycloconvertisseurs.