Le capteur de courant fluxgate mesure le courant en utilisant la relation non linéaire entre l'intensité de l'induction magnétique et l'intensité du champ magnétique du noyau magnétique à haute perméabilité sous l'excitation de saturation du champ magnétique alternatif généré par le courant mesuré.
1. Loi de Faraday :
La loi de Faraday est une loi qui décrit la force électromotrice induite dans un conducteur. Autrement dit, lorsqu’un conducteur traverse un champ magnétique, une force électromotrice est induite aux deux extrémités du conducteur. Selon la loi de Faraday, si un conducteur a une longueur de L, une vitesse de v et se déplace perpendiculairement à la direction du champ magnétique, la force électromotrice induite peut être exprimée par ε=B·L·v, où B est la force du champ magnétique.
2. Effet Fluxgate :
L'effet fluxgate signifie que lorsque l'intensité de l'induction magnétique dans un conducteur change, le flux magnétique traversant le conducteur change. Selon l'effet fluxgate, le flux magnétique Φ d'un conducteur peut être exprimé par Φ=B·A, où Φ est le flux magnétique, B est l'intensité du champ magnétique et A est la section transversale de le conducteur.
3. Principe du capteur de courant fluxgate :
Les capteurs de courant Fluxgate utilisent la loi de Faraday et l'effet fluxgate pour mesurer le courant. Il se compose d'une paire de noyaux magnétiques et de conducteurs.
Dans un capteur de courant à fluxgate, le courant passe à travers un fil enroulé autour d'un ou plusieurs anneaux magnétiques, formant un fluxgate toroïdal. Lorsque le courant traversant le fil change, l’intensité de l’induction magnétique de la porte de flux change également. Le noyau magnétique du capteur guide le champ magnétique généré par le courant mesuré vers la porte de flux, modifiant ainsi l'intensité de l'induction magnétique dans l'entrefer du flux.
Cette intensité d'induction magnétique changeante provoque des changements dans le flux magnétique de la grille de flux, provoquant ainsi une force électromotrice induite sur la grille de flux. Cette force électromotrice induite peut être détectée en mesurant la tension aux bornes de la porte de flux.
Afin d'améliorer la sensibilité et la précision du capteur, plusieurs tours d'enroulements sont souvent enroulés dans le noyau de fer de la porte de flux. L'augmentation du nombre de tours équivaut à amplifier le champ magnétique généré par le courant de mesure, augmentant ainsi la force électromotrice induite de la porte de flux.
Il existe une relation linéaire entre la tension de sortie du capteur et le courant mesuré, qui peut être déterminée avec précision grâce à l'étalonnage. L'étalonnage peut être effectué à l'aide de valeurs de courant connues et de valeurs de tension de sortie correspondantes, et une courbe d'étalonnage précise peut être obtenue par ajustement.
En résumé, les capteurs de courant fluxgate utilisent la loi de Faraday et l'effet fluxgate pour mesurer le courant. Il guide le champ magnétique généré par le courant mesuré vers la porte de flux, provoquant ainsi une modification de l'intensité de l'induction magnétique dans l'entrefer du flux, provoquant ainsi la force électromotrice induite sur la porte de flux. En mesurant la tension aux bornes de la porte de flux, l'amplitude du courant mesuré peut être déterminée. Les capteurs de courant Fluxgate présentent les caractéristiques d'une grande précision, d'une réponse rapide et d'une bonne linéarité, et sont largement utilisés dans les systèmes électriques, l'automatisation industrielle, les véhicules électriques et d'autres domaines.
