Captation de courant dans un matériau conducteur

[invite963497b5]

Bonjour à tous,

dans le cadre d'un projet, je dois réaliser un système qui me permet de détecter dans un matériau conducteur, la présence d'un courant. Ce courant peut être mesuré à proximité du matériau et à une hauteur maximale de 140cm.

Le courant à mesurer est de l'ordre de 10mA à 2A, et il doit être détecté dans une bande de fréquence donnée qui est de 20kHz à 80kHz.



Je partais sur l'idée de réaliser un système avec un capteur de courant tel qu'un capteur à effet hall, auquel j'aurais ajouté une partie amplification puis un filtrage passe-bande du 2e ordre et éventuellement une batterie.

Mon problème est que je ne trouve pas de capteur (vendu dans le marché) ou de circuit de détection du courant qui correspond à ce que je veux faire.



Pour la captation du courant je voulais utiliser un circuit contenant un capteur à effet hall à boucle ouverte ou encore une technologie utilisant bobine ou tore ainsi à l'aide du champ magnétique généré, je pourrais créer un courant.

J'ai trouvé sur Internet un module capteur qui pourrait faire l'affaire, il s'agit du capteur ACS712 5A de Allegro (voir datasheet).



Pour le filtrage, je pensais utiliser des filtres à capacités commutées ou des filtres à selfs couplées mais j'ai trop peu de maîtrise sur ces deux techniques de filtrage.


Auriez-vous une idée de composants pour la partie captation de courant et/ou filtrage ? Votre aide est la bienvenue.


Merci à tous d'avoir pris le temps de me lire.
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[f6bes]

Bjr à toi,

Ton conducteur il est placé...ou ?
A ces fréquence là , je dirais que le conducteur RAYONNE (comme une antenne).
Donc capter le rayonnemnt veut donc dire qu'un courant y circule.
Reste à déterminer l'ordre de grandeur (entre 10 mA et..2000 mA).
La puissance du champ sera donc différente suivant le courant qui circule.
Donc faut faire une table de corrélation entre le champ mesuré et le courant circulant.

Qu veux tu ...filtrer si i n'y a QUE du 20à 80 kHz qui y circule ??

Ca veut dire QUOI ..." à une hauteur de 1.40m" ? Ca va influer...sur QUOI ??

Bonne journée

[Antoane]

Bonjour et bienvenu sur Futura,

Comme F6bes, je pense que quelques explications additionnelles seraient les bienvenues. Un schéma, par exemple, nous aiderait à y voir plus clair.

- tu parles d'une distance de 1m4 entre là où circule le courant et le détecteur, puis tu parles d'un capteur de courant, qui doit être traversé par le courant à mesurer pour fonctionner ;
- une bonne connaissance de la géométrie du circuit où circule le courant et de la distribution du courant en son sein serait une grosse aide.
- le courant doit-il être détecté ou mesuré (avec quelle précision ?)

As-tu calculé l'ordre de grandeur du champ magnétique à mesurer au niveau de ton capteur (si non : fais-le ) ?

Pour le filtrage, je pensais utiliser des filtres à capacités commutées ou des filtres à selfs couplées mais j'ai trop peu de maîtrise sur ces deux techniques de filtrage.

Dans ce cas, pourquoi les avoir choisi
La conception des filtres sera a priori relativement triviale, tu peux rejeter ça pour la fin de ton projet.

[invite963497b5]

Bonjour,

merci pour cette réponse.

Pour être plus précis, mon conducteur est une file de rail traversé par un courant, cette file de rail est séparé en tronçon, et chaque tronçon a une fréquence propre qui lui est attribuée, dans la bande de fréquence [20-80kHz] d'où l'intérêt de filtrer mais aussi pouvoir choisir la bonne fréquence qui correspond au bon tronçon sur lequel, on souhaite effectuer la mesure de courant.


Oui il n'y a que 20-80kHz qui y circule.


A 1m40 signifie, qu'à cette hauteur, on souhaite avoir une valeur minimale de courant, au delà c'est plus intéressant et donc plus on se rapprochera de la file de rail (en hauteur), meilleure sera la valeur du courant mesurée. Ca influe donc sur la précision de la mesure du courant.

Il n'y a pas vraiment un ordre de grandeur si je devais en définir un, ca serait [100mA - 1500mA].


Quand vous dites de capter le rayonnement, vous faites référence à quelque chose en particulier ?


Bonne journée.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite963497b5]

Bonjour Antoane,

je me suis mal exprimé, lors de la mesure de courant,1m40 est la hauteur maximale, qui doit séparer mon capteur de la file rail [là où circule le courant].

Au delà de cette hauteur ce n'est plus intéressant et en dessous de cette hauteur, il n'y a pas de problème.

Ce courant doit être Mesuré.

Non je n'ai pas calculé l'ordre de grandeur du champ magnétique à mesurer.

En ce qui concerne les filtres, je n'ai rien choisi pour l'instant, j'ai un peu regardé ici et là, pour voir ce qui se faisait comme filtre sélectif.

[gienas]

Bonjour IngGren115 et tout le groupe

Bienvenue sur le forum.

... je me suis mal exprimé, lors de la mesure de courant,1m40 est la hauteur maximale, qui doit séparer mon capteur de la file rail [là où circule le courant] ...

Je confirme que tu t'es mal expliqué, malgré tes précisions je comprends encore moins.

File de rail singulier, suivi de tronçon tout aussi singulier, hauteur ... je ne vois pas du tout le scénario.

Peux-tu expliquer clairement le but de l'opération, les tensions mises en jeu ...

Un croquis dessin ... parle parfois mieux que les mots.

[invite963497b5]

Bonjour,

je pense que vous n'êtes pas familier au vocabulaire que j'emploie, d'où l'imcompréhension générale.

J'ai fait un schéma qui je l'espère, sera plus parlant pour tout le monde.

[f6bes]

Remoi,

Avec un vocabulaire "conventioennel" ,ça faciliterait probablement l'échéange épistolaire.
Au lieu de dire "hauteur", pourquoi ne pas dire...distance (séparant le capteur du conducteur soumis au courant)

Que ce soit la "hauteur"..maximale ne nous renseigne en RIEN sur ce que TOI du désignes par...."hauteur".
Pareil pour TA définition de ..."file de rail" ???
Faut d'ABORD commencer par comprendre...TON vocabulaire ?
Pour le schéma UTILISE cette PROCEDURE:
http://forums.futura-sciences.com/el...-sabonner.html
A+

[gienas]

... je pense que vous n'êtes pas familier au vocabulaire que j'emploie, d'où l'imcompréhension générale.

J'ai fait un schéma qui je l'espère, sera plus parlant pour tout le monde ...

Je confirme pour l'incompréhension, mais maintenant, avec le dessin, je comprends encore moins.

Comment le dessin est-il vu? De dessus? De côté? ...

Mais c'est loin d'être tout.

Pour moi, un rail est continu. Comment un rail continu peut-il être parcouru par des courants différents?

Y a-t-il des sources distinctes? Où sont-elles? Comment sont-elles raccordées? Sont-ce des trains qui circulent sur ces rails? Comment font-ils pour n'être "sensibles" qu'à certaines fréquences? Que fait un train qui quitte sa fréquence et arrive sur un tronçon qui n'est pas le sien?

Ne manque-t-il pas des explications pour que nous, électroniciens, comprenions de quoi il est question?

[invitee05a3fcc]

Pour ma culturation : Ca sert à quoi ce truc ?

[f6bes]

Remoi,
Et comme disent les panneaux de préventions de la SNCF
" attention un train peu en cacher un autre"
ou
" il est interdit de traverser les voies"

Bon ben on va attendre la prochaine gréve .
A+

[invite963497b5]

Bonjour,

@f6bes je ne veux pas rentrer dans un débat qui n'apporterait rien à la question posée au départ.


Comme beaucoup de gens, je pense que vous aviez déjà pris le train dans votre vie.

Imaginez que vous êtes à proximité d'un rail ferroviaire [là où circule les trains] et que vous veniez positionner au dessus de ce même rail, un capteur ou un outil permettant de mesurer le courant dans ce même rail, comment appelez-vous la Distance qui sépare le rail, de votre capteur ???


Il n'y a rien comprendre, vous vous compliquez la tâche, parce que je pense que vous ne cherchez à comprendre qu'avec vos propres mots.

Vous savez, que le vocabulaire que j'emploie, ce n'est pas moi qui l'ait inventé, donc ne me parlez pas de vocabulaire "conventionnel" car ces mots sont déjà conventionnels.


Même sur wikipedia on parle de "file", c'est dire.. "Un rail est une barre d’acier profilée. Deux files parallèles de rails mis bout à bout forment une voie ferrée" <== http://fr.wikipedia.org/wiki/Rail

En gros La Branche en Acier séparée par des traverses est appelée "File".


Chaque file est traversée par un courant, chaque file séparée en tronçon, chaque tronçon a une fréquence spécifique et donc dans chaque tronçon on ne retrouvera pas la même valeur de courant. Et c'est ce courant que je souhaite mesurer dans chacun des tronçons.

Est-ce plus clair ?


@Daudet78 De quel "truc" parlez-vous ?

[inviteede7e2b6]

mesurer le courant est assez délicat avec un capteur mobile....

car la distance , même variant de quelques millimètres changera la mesure.

d'autre part , les tractrices sont alimentées par un caténaire , la mesure du courant absorbé est plus simple
en sortie de pantographe

[invitee05a3fcc]

@Daudet78 De quel "truc" parlez-vous ?

Du machin avec des rails qui forment des boucles de courants qui ont des fréquences différentes. Comment sont générés ces courants ? je ne vois aucun générateur ?

[invite963497b5]

mesurer le courant est assez délicat avec un capteur mobile....

car la distance , même variant de quelques millimètres changera la mesure.

d'autre part , les tractrices sont alimentées par un caténaire , la mesure du courant absorbé est plus simple
en sortie de pantographe

Je suis d'accord avec vous à propos de ce que vous dites mais mon sujet est fait de tel sorte que tout se passe au niveau du sol (rail) donc pas besoin de se soucier des caténaires.


@Daudet78 "le machin" comme vous dites est un rail, le même rail sur lequel circulent vos trains. Ce rail est séparé en tronçon de fréquences différentes. Ces courants sont générés soit par ce que l'on appelle des circuits de voie ou soit par d'autres éléments qui injectent le courant dans les rails, ils sont situés le long de la voie.

[inviteede7e2b6]

tu veux mesurer le courant , ou capter le signal ????

le quiproquo vient de là !!

[invite963497b5]

tu veux mesurer le courant , ou capter le signal ????

le quiproquo vient de là !!

Je souhaite mesurer le courant, je souhaite obtenir la valeur numérique de chaque courant mesuré.

[invitee05a3fcc]

Je souhaite mesurer le courant, je souhaite obtenir la valeur numérique de chaque courant mesuré.

Il y a une impossibilité .....
Tu as accès au courant par le champ magnétique rayonné. La valeur de ce champ magnétique est fonction de la distance de l'appareil de mesure (et de l'orientation du capteur) . CQFD

[f6bes]

Bonjour,

je pense que vous n'êtes pas familier au vocabulaire que j'emploie, d'où l'imcompréhension générale.

J

remoi,
Que ton vocabulaire soit conventionnel (les mots employés) ,c'est une chose, que ces mots soient compréhensibles COMMUNEMENTdans
la description que tu en fais c'est autre chose.

"file de voitues", "file d'attente".....on visualise directement la "chose" tellement c'est commun.
" file de rail" c'est déjà moins commun...par contre "voie ferrée conçue en tronçons successifs de rails " ça parle déjà plus et c'est déjà plus évocateur !!
Qui veut se faire comprendre , s'exprime clairement.
je sais ça résoud pas la question.
A+

[inviteede7e2b6]

perturbé par le retour du courant de traction.....

bon courage !

[f6bes]

Je souhaite mesurer le courant, je souhaite obtenir la valeur numérique de chaque courant mesuré.

Rremoi,
Donc retour...goto 2 et bien sur éviter les variations de distances.
A+

[gienas]

... "le machin" comme vous dites est un rail, le même rail sur lequel circulent vos trains. Ce rail est séparé en tronçon de fréquences différentes. Ces courants sont générés soit par ce que l'on appelle des circuits de voie ou soit par d'autres éléments qui injectent le courant dans les rails, ils sont situés le long de la voie.

Je fais des découvertes. Je viens de découvrir qu'une file est aussi utilisée par des trains. Qu'une file est composée de rails. Je suis cependant habitué à appeler des rails, (car ils sont obligatoirement deux) ce sur quoi circulent les trains, et j'aurais tendance à à appeler une voie, la combinaison de deux rails parallèles, et appeler une ligne deux voies parallèles qui permettent de circuler dans les deux sens.

Comme nous semblons, comme Monsieur Jourdain, utiliser les trains tous les jours sans savoir comment ils fonctionnent, je suis curieux, pour revenir dans le sujet d'aujourd'hui, peux-tu confirmer quand même qu'il s'agit bien de modélisme et pas de véritables trains SNCF? C'est évident, puisque les vrais ne pompent pas entre 15 mA et 2A, mais ce sera encore mieux en le disant.

Si, donc, il s'agit de modèles réduits, 1,4 mètre est une distance colossale alors que la captation du courant doit être faite en local, sur un rail et pas à distance.

Si donc, il s'agit de modélisme, c'est par chacun des deux rails que le courant circule: il entre dans la motrice par un rail, et ressort par l'autre.

Peux-tu confirmer que les fréquences variables, celles en kHz, sont celles qui assurent/fournissent la puissance aux motrices. Là aussi j'en doute, car tu affirmes quelque part que cette alimentation permet d'aller dans les deux sens. Seule une alimentation continue, polarisée, permet à un moteur continu, de changer de sens en inversant les polarités. Ceci est impossible en alternatif. Ne seraient-ce pas plutôt, des informations de signalisation, de télécommandes ... qui seraient superposées au continu?

Ce que tu décris et que tu attends existe-t-il ou bien es-tu en train de l'imaginer?

Si, donc (là, c'est moi qui élucubre) ce que tu veux connaître, c'est le courant continu de traction que tu veux mesurer, par tronçon, je te suggère, dans chaque tronçon, de "couper le rail", avec un intervalle négligeable (une fraction de millimètre), que le passage de la motrice ne gênera pas, et de "dérouter" sous ou à côté du rail, un conducteur (un fil) sur lequel tu pratiqueras ta mesure. Comme tu n'as que 2A au maxi, ce fil peut avoir une section faible, mais si tu tiens à te déporter de 1,4 m, pourquoi pas. Si tu dois utiliser un seul instrument mobile, tu aménages à chaque point de test, "ce qu'il faut" pour que la distance conducteur <-> capteur soit nulle.

Bien entendu, tu dois couper autant de rails que tu voudras de points de mesure, j'ai cru comprendre qu'il y en aura autant que de tronçons dans ton circuit. C'est pourquoi je voyais plutôt un capteur complet à l'endroit du rail et de la coupure, et tu viens brancher ton instrument là où tu veux savoir.

Ai-je tout faux dans mes hypothèses ou suis-je dans la réalité de ce que tu cherches?

Si je me suis encore trompé, je quitte la ligne.

[invite936c567e]

Bonjour

Je n'arrive pas à saisir quel type de courant tu souhaites mesurer (circuit "signalisation" ? traction ?). Sur ton schéma, tu représentes des courants orientés dans le même sens sur les deux rails, et tu dis ne pas te soucier de la caténaire.

Pourtant, il faut bien qu'il y ait un circuit de retour au courant circulant dans le rail, et ce retour produira lui aussi un champ magnétique au niveau du capteur. Ce que tu mesureras sera la somme vectorielle des champs produits par tous les courants, et pas seulement celui du rail qui t'intéresse.

Quoi qu'il en soit, la formule de base à retenir, qui donne l'intensité du champ magnétique (vecteur perpendiculaire au conducteur et situé dans un plan qui lui est parallèle), est :

où I est l'intensité du courant en A, r la distance du conducteur au point considéré en m, et µ₀/2π = 2.10⁻⁷ H/m

Ce champ peut être concentré à l'aide d'un noyau magnétique adapté à la fréquence à mesurer.

[invite963497b5]

Il y a une impossibilité .....
Tu as accès au courant par le champ magnétique rayonné. La valeur de ce champ magnétique est fonction de la distance de l'appareil de mesure (et de l'orientation du capteur) . CQFD

Il n'y a pas d'impossibilté car dans le passé, il y a eu des appareils qui étaient conçu pour cette tâche là, cette technologie étant vieillissante, le besoin s'est fait sentir de refaire l'identique avec le technologie d'aujourd'hui, donc pas de CQFD.

@f6bes je ne sais pas vraiment ce que tu recherches. C'est bien ce que je disais, tu veux que j'utilise les mots que toi seul veut que j'utilise.

Va dire aux gens qui travaillent dans le ferroviaire "voie ferrée conçue en tronçons successifs de rails", je pense bien qu'ils te regarderont avec un air "ahuri", et qu'ils t'auront vite dit que ce ne sont pas les termes qu'ils emploient, enfin là n'est pas la question.

[invitee05a3fcc]

Il n'y a pas d'impossibilté car dans le passé, il y a eu des appareils qui étaient conçu pour cette tâche là, cette technologie étant vieillissante, le besoin s'est fait sentir de refaire l'identique avec le technologie d'aujourd'hui,

Tu as accès aux notices de ces vieux trucs ? Aux schémas ? Aux capteurs ?
Si ça a eu existé, il suffit d'analyser les solutions prisent pas nos pères sans repartir de zéro .

[Antoane]

Bonjour,

Tu n'as toujours pas répondu à Daudet et à Genias qui te demandaient une schéma électrique et physique précis de la situation :
- dimensions physiques exactes ;
- sens du courant ;
- position des générateurs ;
- osv...

[invite936c567e]

@f6bes je ne sais pas vraiment ce que tu recherches. C'est bien ce que je disais, tu veux que j'utilise les mots que toi seul veut que j'utilise.

Va dire aux gens qui travaillent dans le ferroviaire "voie ferrée conçue en tronçons successifs de rails", je pense bien qu'ils te regarderont avec un air "ahuri", et qu'ils t'auront vite dit que ce ne sont pas les termes qu'ils emploient, enfin là n'est pas la question.

Ce que fait juste remarquer f6bes, c'est qu'en utilisent un vocabulaire technique spécifique à un domaine qui n'est pas celui habituellement traité ici, tu n'aides pas à te faire comprendre, ce qui est pourtant le but recherché ici, du moins si tu veux recevoir un minimum de réponses pertinentes pour résoudre ton problème.

Si je devais m'en tenir aux seuls termes du dictionnaire UIC quand je parle de trains à mon entourage familial et amical, alors peu de monde arriverait à suivre ce que je raconte, et on finirait vite par se désintéresser de mes histoires passionnantes.

Bref, dès qu'il s'agit de technique, il faut savoir vulgariser pour rendre les informations accessibles à ses interlocuteurs. Surtout que la situation que tu exposes réclame quelques éclaircissements.

[f6bes]

@f6bes je ne sais pas vraiment ce que tu recherches. C'est bien ce que je disais, tu veux que j'utilise les mots que toi seul veut que j'utilise.

Va dire aux gens qui travaillent dans le ferroviaire "voie ferrée conçue en tronçons successifs de rails", je pense bien qu'ils te regarderont avec un air "ahuri", et qu'ils t'auront vite dit que ce ne sont pas les termes qu'ils emploient, enfin là n'est pas la question.

Remoi,
mais je vais me faire petit:
Je ne recherche rien du tout :
Tu oublies tout simplement que tun'est PAS sur ce forum t avec des gens qui travaillent dans le ferroviaire et que forcément le vocabulaire
"spécifique" employé pour les métiers du "ferroviaire" n'est certes pas de mise.
Tu peux effectivement employer les termes de la profession ( pas forcément utilmité communément), mais ne soit pas étonné de qq incompréhensions
de la part des intervenants.
Si je te parles "de la vie du rail" ,c ela te dira peut etre qq chose, mais pour les autres,.... vont se demander de quoi que je causes.

Bonne soirée

[invitee6c3c18d]

Bsr. j'ai lu http://fr.wikipedia.org/wiki/Circuit_de_voie
c intéressant je ne connaissait pas ce truc
Si j'ai compris le train court-circuite les deux rails lors de son passage, le but étant la détection de passage, c'est bien ça ?

[Antoane]

Bonjour,

Re. Supposes-tu que le capteur est positionné à la verticale d'un des profilés en acier (faute de jargon adéquat ) ?

Un courant 50Hz circule-t-il dans les rails ?
Ce courant 50Hz a-t-il la même amplitude dans les deux rails ?