Une mesure sans contact sûre grâce à la pince ampèremétrique

Lorsqu'un courant circule dans un conducteur, un champ magnétique se forme autour de ce conducteur. En mesurant l'intensité de ce champ magnétique, on peut déterminer la quantité de courant qui circule dans le conducteur. C'est le principe de la pince ampèremétrique. Mais quels sont les types disponibles?

Mesure sans contact

Le principal avantage d'une pince ampèremétrique est la mesure sans contact: il n'est pas nécessaire de débrancher un conducteur pour mesurer le courant. Ainsi, en matière de sécurité, la pince ampèremétrique est définitivement gagnante. Cela se reflète également dans la plage de mesure: grâce au principe de mesure, les versions de base vont de 0 A à 100 A, mais il existe également des modèles qui dépassent aisément 1.000 A et même - avec les accessoires de mesure appropriés - 3.000 A.

Il n'est pas nécessaire d'être un génie
pour utiliser une pince ampèremétrique

En plus de mesurer le courant en toute sécurité, l'absence de déconnexion du câble permet d'éviter les erreurs lors de la reconnexion. La simplicité de la pince ampèremétrique est également appréciée: il n'est pas nécessaire d'être un génie pour utiliser une pince ampèremétrique. Les pinces ampèremétriques sont populaires pour mesurer et vérifier rapidement les valeurs de courant attendues, mais elles s'avèrent également utiles pour la recherche de défauts.

Cette accessibilité présente un premier inconvénient: en raison de la simplicité de sa construction, la pince ampèremétrique est relativement facile à réaliser. Il existe donc de nombreux fournisseurs sur le marché, mais ils ne sont pas tous de qualité égale. Visuellement, on pourrait s'y tromper. Mais les différences résident dans leur précision limitée  et leur manque de fonctions de protection par rapport aux autres pinces ampèremétriques

Un deuxième inconvénient est la précision légèrement inférieure à celle des multimètres standard. Dans ce dernier cas, le circuit doit être interrompu et le courant est mesuré au moyen d'une résistance fixe et connue. Les pinces ampèremétriques adoptent une approche différente et mesurent le courant indirectement en captant le champ magnétique. Cela garantit qu'il y a une certaine marge de manœuvre pour les interférences.

Pour des applications plus précises comme la mesure de l'électronique, une pince de courant est donc moins adaptée, bien que des solutions spécifiques soient disponibles. Une pince de courant de fuite est une meilleure option ici. Par rapport aux pinces de mesure classiques, ces outils de diagnostic sont extrêmement sensibles, permettant de mesurer même des courants extrêmement faibles. Avec des pinces de courant de fuite de haute qualité, on peut également tester les courants de démarrage et effectuer des mesures dans la plage des μA. Il est également possible de surveiller le passage et la résistance, de mesurer la tension et d'effectuer des mesures de courant RMS.

Principes de fonctionnement

La mâchoire dure de la pince ampèremétrique est constituée d'un noyau en ferrite entouré d'une gaine en plastique. La mâchoire est spécialement conçue pour détecter le champ magnétique généré par le courant qui traverse le conducteur, puis le concentrer et enfin le mesurer.

Les versions modernes mesurent également d'autres quantités

A l'origine, le nom de la pince correspondait exactement à la fonction de l'appareil, à savoir mesurer le courant. Les versions modernes, cependant, mesurent également d'autres quantités telles que la tension, la continuité et la résistance. En outre, elles sont plus précises. Les pinces ampèremétriques actuelles offrent les mêmes fonctions de base qu'un multimètre numérique. Cependant, il en existe plusieurs types.

Parmi les pinces ampèremétriques 'traditionnelles', on trouve 3 types en fonction du principe de mesure

Pinces ampèremétrique à courant alternatif

Avec les pinces ampèremétriques qui ne peuvent mesurer que le courant alternatif, on utilise des transformateurs de courant. Ces pinces sont dotées d'une mâchoire rigide en fer pour mesurer le champ magnétique autour du conducteur. Autour de la mâchoire se trouve un fil de cuivre enroulé qui fait office de transformateur. Le conducteur constitue la bobine primaire, le fil de cuivre dans la mâchoire constitue la bobine secondaire. Le courant induit dans la bobine secondaire par le courant dans le conducteur primaire est mesuré et converti en valeur mesurée en Ampères, bien que les appareils modernes puissent également donner une valeur de tension. Comme il est possible de faire varier le rapport du nombre d'enroulements entre la bobine primaire et la bobine secondaire, il est possible de mesurer de grands courants en toute sécurité, car le courant sur la bobine secondaire (dans les mâchoires de la pince) n'est qu'une fraction de celui du conducteur qui transporte le courant. C'est pourquoi nous avons mentionné précédemment la sécurité comme l'un des principaux avantages.

Pinces ampèremétriques AC/DC

Les pinces ampèremétriques qui peuvent également mesurer le courant continu utilisent l'effet Hall, qui est le phénomène par lequel une tension électrique se produit dans la direction transversale d'un porteur de courant lorsqu'un champ magnétique est appliqué perpendiculairement au courant et à la direction transversale. Pour ce faire, on laisse  entre les deux extrémités des mâchoires un petit espace dans lequel est placé un capteur à effet Hall. Si on place un conducteur de courant dans le noyau, cela génère un champ magnétique. Le flux magnétique peut se déplacer sans problème à travers le métal de la pince, mais à l'endroit où il faut combler le vide, le flux varie en fonction de l'intensité du courant dans le conducteur à mesurer. Le capteur à effet Hall capte cette variation du flux magnétique et la convertit en une valeur mesurée. Comme les capteurs à effet Hall sont susceptibles d'être perturbés par le champ magnétique terrestre et par des influences extérieures à proximité, la mesure avec ces types de pinces ampèremétriques doit d'abord être mise à zéro pour corriger les déviations éventuelles.

Pinces ampèremétriques flexibles

Un troisième principe de mesure ouvre la possibilité d'effectuer une mesure plus flexible. Ces pinces sont limitées au courant alternatif et fonctionnent selon le principe de Rogowski. La pince consiste en une bobine ronde sans noyau magnétique qui est placée autour du conducteur à mesurer. L'absence de noyau solide entraîne évidemment une plus grande flexibilité par rapport aux autres principes de mesure. Ici aussi, le courant dans le conducteur entraînera une tension induite variable dans la bobine, qui est proportionnelle à la variation du courant dans le conducteur. Cela peut ensuite être mesuré par une conversion intelligente spécifique. Grâce à la construction spécifique et très précise des enroulements, ce principe rend une pince ampèremétrique flexible beaucoup moins sensible aux influences CEM (interférences électroniques provenant d'appareils et de conducteurs voisins).