FR2697635A1 - Circuit de mesure d'un contrat électrique au moyen d'un capteur de température. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un circuit de mesure de courant qui présente un temps d'établissement optimal. Le courant à mesurer passe un travers une première résistance (1) équipée d'un premier capteur de température (3). Un amplificateur (4, 7) délivre un signal représentatif de la différence entre les signaux de sortie du premier capteur (3) et d'un second capteur de température (5) placé sur une seconde résistance (6). La sortie de l'amplificateur (7) est raccordée à une unité à racine carrée (8) qui délivre une tension à la seconde résistance (6) et à un processeur (9). Celui-ci calcule le courant traversant la première résistance (1) sur la base de la tension appliquée à la seconde résistance (6) et de la valeur de celle-ci.

Description

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CIRCUIT DE MESURE D'UN COURANT ELECTRIQUE AU MOYEN D'UN

CAPTEUR DE TEMPERATURE

La présente invention concerne un circuit de mesure d'un courant électrique dans un conducteur pourvu d'une première résistance montée en série dans le conducteur, le circuit comportant un premier capteur de température disposé en contact thermique avec la première résistance pour délivrer un premier signal qui varie avec la variation de température de celle-ci, une seconde résistance, un second capteur de température disposé en contact thermique avec la seconde résistance pour délivrer un second signal qui varie avec la variation de température de celle-ci, et un amplificateur agencé pour délivrer un troisième signal en fonction de la différence entre le premier et le

second signal.

Lorsqu'il faut mesurer un courant sans introduire une forte chute de tension, on peut faire passer le courant à travers une résistance de shunt et mesurer son effet de chauffage sur la résistance Une manière de le faire consiste à délivrer la tension issue d'un capteur de température monté contre la résistance à une entrée d' un noeud de sommation L'autre entrée 'du noeud de sommation reçoit la tension issue d'un capteur de température identique, monté contre une seconde résistance de même valeur que la première Le signal d'erreur à la sortie du noeud de sommation est délivré à un amplificateur à gain élevé, lequel produit une tension à travers la seconde résistance Quand le courant à mesurer augmente, il en résulte une augmentation de la tension de sortie du premier capteur de température Ceci augmente la tension d'erreur délivrée à l'amplificateur et donc la tension de sortie de celui-ci Une augmentation de cette tension de sortie fait augmenter le courant

traversant la seconde résistance, donc aussi la température de celle-

ci, si bien que l'augmentation de la tension délivrée par le capteur de température associé à la seconde résistance conduit à une réduction de la tension d'erreur appliquée à l'amplificateur, jusqu'à ce que la température de la seconde résistance atteigne celle de la première Cet effet de réaction conduit à un état o l' erreur de tension est presque nulle et o l'élévation de température au-dessus de la température ambiante est presque identique pour les deux résistances La tension de sortie de l'amplificateur est la même que la tension efficace appliquée à la première résistance, ce qui permet de calculer le courant à mesurer. Avec ce dispositif, le problème est que son temps d' établissement est long pour de faibles valeurs de courant et peut être instable quand le courant est élevé La raison en est que les capteurs de température mesurent la puissance dissipée dans les résistances, et non la tension appliquée La puissance dissipée est proportionnelle au carré de la tension, de sorte que le gain de tension de la boucle de

réaction n'est plus linéaire, mais proportionnel à la tension de sortie.

La valeur du gain de la boucle de réaction affecte le temps d'établissement de la boucle et, en conséquence, la largeur de bande

du circuit est proportionnelle au signal.

La présente invention a pour but de fournir un circuit et une méthode de mesure thermique permettant d' éviter le problème

mentionné ci-dessus.

Dans ce but, l'invention conterne un circuit du genre indiqué plus haut, caractérisé en ce qu'il comporte une unité à racine carrée agencée pour délivrer à la seconde résistance un courant qui dépend de la racine carrée du troisième signal issu de l'amplificateur, de sorte que' le signal délivré par l'unité à racine carrée est

représentatif de la tension à travers la première résistance.

De cette façon, on produit par la boucle de réaction un gain de tension sensiblement constant, qui est indépendant de la tension de sortie. De préférence, le circuit comporte une unité de traitement agencée pour diviser la valeur de la tension à travers la seconde résistance par la valeur de cette résistance pour délivrer un signal de sortie représentatif du courant traversant la seconde résistance et donc aussi du courant traversant la première résistance Le circuit comporte de préférence une unité d'affichage qui donne une

représentation visuelle du courant traversant la première résistance.

On décrira ci-dessous, à titre d'exemple, un circuit de mesure de courant et son procédé de fonctionnement, en référence au dessin

annexé dont la figure unique représente un schéma du circuit.

Le circuit représenté comporte une première résistance 1 de 50 Q, branchée dans un conducteur 2 dans lequel passe un courant d'intensité Ii Un capteur de température 3, par exemple un thermistor, est monté directement sur la résistance 1 de façon à être en contact thermique avec elle Le signal de tension à la sortie du capteur 3 est délivré à r' entrée positive d' un noeud de sommation 4 d'un amplificateur 7 à gain élevé L'entrée négative du noeud 4 reçoit le signal de sortie d'un capteur de température 5 identique au capteur 3 et placé en contact thermique avec une seconde résistance 6 ayant la même valeur de 50 Q que la première Le signal de sortie du noeud de sommation 4 est une tension d'erreur Ve qui est délivrée à l'entrée de l'amplificateur 7 dont la sortie est connectée à une unité à racine carrée 8 L'unité 8 délivre en sortie une tension qui est la racine carrée de la tension appliquée à son entrée La tension de sortie Vout de l'unité 8 est appliquée à la seconde résistance 6 et à l'entrée d'une unité de traitement constituée par un processeur 9 Le processeur 9 effectue une opération de division sur son signal d'entrée pour délivrer un signal de sortie à une unité d'affichage 10

ou un autre organe utilisateur donnant une indication du courant Il.

L'unité 10 affiche une représentation visuelle du courant Il.

La sortie du capteur 5 forme une boucle de réaction avec le noeud de sommation 4, l'amplificateur 7 et l'unité à racine carrée 8 Une augmentation du courant li traversant la résistance 1 produira une élévation de température qui est proportionnelle au carré de la tension à travers cette résistance Ceci produit une élévation correspondante de la tension à la sortie du capteur 3, donc une augmentation initiale de la tension d'erreur à la sortie du noeud 4 et à celle de l'amplificateur 7 L'augmentation à la sortie de l'amplificateur 7 produit une augmentation du courant délivré à la seconde résistance 6, donc une augmentation de la température de celle-ci La température de la seconde résistance 6 va continuer à monter jusqu'à ce qu'elle soit égale à celle de la première résistance 1

et que la tension d'erreur appliquée à l'amplificateur 7 tombe à zéro.

La tension à travers la seconde résistance 6 va donc être égale à celle de la première résistance 1 Le processeur 9 divise la valeur de la tension Vout par celle de la résistance ( 50 Q) pour fournir un signal représentant le courant Il Ce signal est délivré à l'unité d'affichage 10 pour donner une représentation visuelle du courant dans le conducteur 2 L'unité à racine carrée 8 est destinée à compenser l'effet de quadrature des résistances et des capteurs de température, afin de produire un gain d'ensemble constant dans la boucle de réaction, indépendamment de la valeur de la tension de sortie Vout Ceci détermine dans la boucle un temps d'établissement

optimal pour toute valeur du courant Ii.

La présente invention n' est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit ci-dessus, mais s' étend à toute modification ou variante

évidente pour un homme du métier.

Claims (3)

REVENDICATIONS

1 Circuit de mesure d' un courant électrique dans un conducteur *pourvu d'une première résistance ( 1) montée en série dans le conducteur ( 2), le circuit comportant un premier capteur de température ( 3) disposé en contact thermique avec la première résistance pour délivrer un premier signal qui varie avec la variation de température de celle-ci, une seconde résistance ( 6), un second capteur de température ( 5) disposé en contact thermique avec la seconde résistance pour délivrer un second signal qui varie avec la variation de température de celle-ci, et un amplificateur ( 4, 7) agencé pour délivrer un troisième signal en fonction de la différence entre le premier et le second signal, caractérisé en ce qu'il comporte une unité à racine carrée ( 8) agencée pour délivrer à la seconde résistance ( 6) un courant qui dépend de la racine carrée du troisième signal issu de l'amplificateur ( 4, 7), de sorte que le signal (Vout) délivré par l'unité à racine carrée ( 8) est représentatif de la tension

à travers la première résistance ( 1).

2 Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une unité de traitement ( 9) agencée pour diviser la valeur de la tension à travers la seconder résistance ( 6) par la valeur de cette résistance pour délivrer' un signal de sortie représentatif du courant traversant la seconde résistance ( 6) et donc aussi du courant

traversant la première résistance ( 1).

3 Circuit selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte une unité d'affichage ( 10) qui donne une représentation

visuelle du courant traversant la première résistance ( 1).