Les capteurs à effet Hall sont largement utilisés dans les dispositifs de régulation de vitesse à fréquence variable, les onduleurs, les alimentations sans coupure (UPS) et les convertisseurs, grâce à leur haute précision, leur excellente linéarité, leur large bande passante, leur réponse rapide, leur forte capacité de surcharge et l'absence de perte d'énergie dans le circuit testé. On les retrouve également dans les machines à souder, les sous-stations électriques, le plaquage électrolytique, les machines-outils à commande numérique, les systèmes de surveillance par micro-ordinateur, les systèmes de surveillance des réseaux électriques et divers autres domaines nécessitant l'isolation et la détection de courants et de tensions élevés. Dans les produits d'électronique de puissance, la détection et le contrôle précis des courants élevés constituent également une garantie fondamentale pour un fonctionnement sûr et fiable.
1. Caractéristiques de performance du capteur à effet Hall
Le capteur à effet Hall en boucle ouverte offre des performances électriques supérieures et constitue un élément de détection électrique avancé capable d'isoler la boucle du circuit principal et le circuit de commande électronique. Il combine tous les avantages des transformateurs et des shunts, tout en palliant leurs inconvénients. Un même capteur de courant à effet Hall peut détecter aussi bien le courant alternatif que le courant continu, et même les pics transitoires ; il représente ainsi une nouvelle génération de produits destinés à remplacer les transformateurs et les shunts. Le capteur de courant à effet Hall présente les caractéristiques suivantes : il peut mesurer le courant de forme d'onde quelconque. Il peut mesurer les paramètres du courant pour des formes d'onde arbitraires, telles que le courant continu, le courant alternatif et les impulsions. Les paramètres des pics transitoires peuvent également être mesurés, et le circuit secondaire reflète fidèlement la forme d'onde du courant primaire. Sur ce point, il est incomparable avec les transformateurs classiques, généralement limités aux signaux sinusoïdaux de 50 Hz, même si leur précision est élevée. La précision du capteur de courant à effet Hall standard dans sa zone de fonctionnement est supérieure à 1 %, ce qui le rend adapté à la mesure de tout type de signal, tandis que la précision des transformateurs ordinaires est généralement de 3 % à 5 %, et ne convient qu'aux signaux sinusoïdaux de 50 Hz ; la linéarité est supérieure à 0,5 % ; les performances dynamiques sont bonnes.
Les capteurs à effet Hall en boucle ouverte constituent la base (éléments inductifs) de l'amélioration des performances des systèmes de contrôle modernes grâce à leurs excellentes performances dynamiques. Généralement, le temps de réponse dynamique des transformateurs ordinaires est de 10 à 20 µs, ce qui ne répond manifestement pas aux exigences de développement des systèmes de contrôle industriels (composants inductifs). Leur bande passante de fréquence de fonctionnement est large (0 à 20 kHz) ; ils présentent une forte capacité de surcharge, une large plage de mesure, une grande fiabilité et une durée de vie moyenne sans incident supérieure à 5 × 10 000 heures. De petite taille et légers, ils sont faciles à installer et n'entraînent aucune perte de système.
2. Méthode de connexion du capteur à effet Hall
Le capteur de courant nécessite uniquement d'être connecté à une alimentation CC positive et négative. Le bus de courant mesuré traverse généralement le capteur à effet Hall ou est connecté à la borne primaire, puis quelques connexions simples sont réalisées côté secondaire pour assurer la détection d'isolation du circuit de commande principal. La conception du circuit est très simple. Utilisé avec un transmetteur, après conversion analogique-numérique, il peut être facilement interfacé avec un ordinateur ou divers instruments et permettre une transmission longue distance.
Date de publication : 28 avril 2025