Résultats du prototype ARCaD 3

5.3.2.1 Mesures avec variation de position primaire/capteur.

Les mesures eectuées sur ce prototype concernent principalement la correction de l'erreur induite par la variation de la position du conducteur primaire par rapport au tore artisanal présenté sur la gure 5.12. Les diérentes positions du conducteur primaire sont également indiquées sur cette gure. Les résultats présentés par la suite prennent tous comme point de référence la sensibilité du capteur lorsque le conducteur primaire est situé au centre du tore. Ce que l'on observe est donc une erreur relative ne tenant pas compte de la valeur des courants, primaire et de référence, injectés. La valeur du courant primaire délivrée par la source de puissance est xée à 5A. On aura donc un courant passant à travers le tore 20 fois supérieur en raison des 20 boucles présentes dans le connecteur, soit un courant équivalent à 100A à une fréquence de 50Hz. Le courant de référence généré par le GBF est d'environ 150mA. Comme le conducteur de référence passe 8 fois à travers le tore, on aura un courant de référence d'une intensité équivalente à 1, 2A. Le shunt de référence utilisé vaut 0, 1Ω. D'autre part, le tore ayant une sensibilité diérente de celui initialement envisagé, les gains des diérents signaux ont dû être adaptés ainsi que la fréquence du signal de référence qui a été dénie à 13kHz. An de mettre en évidence l'apport de notre système de correction, nous comparons sur chacun

Figure 5.12: Tore de Rogowski artisanal utilisé lors des tests du prototype ARCaD 3 avec les diérentes positions du conducteur primaire.

Figure 5.13: Variation de l'erreur de mesure sur le capteur artisanal de la gure 5.12 en fonction de la position du conducteur primaire pour un signal de fréquence f = 50Hz

avant et après correction.

des graphiques présentés les variations relatives de sensibilité du tore seul et celles après correction, c'est-à-dire en sortie de l'amplicateur d'instrumentation à gain variable. Capteurs artisanaux

Le capteur artisanal de la gure 5.12 présente une réponse très sensible à la posi-tion du conducteur primaire. On balaye ainsi la quasi-totalité de la plage de correcposi-tion disponible. On peut l'observer sur la gure 5.13 où une amélioration signicative de l'erreur relative de sensibilité après correction est démontrée puisque l'on passe d'une erreur comprise entre +4% et −8% à une erreur inférieure à ±2%. Cette amélioration est malgré tout largement insusante en comparaison des spécications prévues lors du développement du correcteur, puisque nous visions une classe 0.1 correspondant à une erreur relative de sensibilité inférieure à ±0, 1%.

An de tenter d'expliquer ce grand écart avec les prévisions, nous avons réalisé une nouvelle série de mesures en observant cette fois-ci la réponse du capteur et du système à la fréquence de référence. Ces mesures sont présentées sur le graphique de la gure 5.14. On remarque qu'à la fréquence de référence, le système de correction se révèle tout à fait ecace puisque l'erreur relative sur le signal corrigé est bien comprise entre ±0, 1%. Ces résultats montrent que le système semble fonctionner mais que les variations de la mutuelle inductance en fonction de la position du câble ne sont pas les mêmes, i.e. proportionnelles, entre un courant à 50Hz et un autre à 13kHz. Ces résultats

Figure 5.14: Variation de l'erreur de mesure sur le capteur artisanal de la gure 5.12 en fonction de la position du conducteur primaire pour le signal de référence de fréquence f = 13kHz avant et après correction. Le graphique du bas est un zoom de la

réponse corrigée seule.

démontrant le fonctionnement de notre principe de correction, bien qu'inférieurs aux prévisions, furent l'objet d'une publication [56].

Capteurs industriels exibles

Nous avons réalisé le même type de mesure en utilisant cette fois-ci un tore commer-cial exible de marque Fluke, le tore et les diérentes positions du conducteur primaire sont présentés sur la gure 5.15. L'erreur initiale du tore étant beaucoup plus faible qu'avec un capteur réalisé à la main, les résultats sont alors moins agrants (Fig. 5.16).

b

Figure 5.15: Tore commercial exible de marque Fluke de diamètre = 15cm utilisé lors des mesures d'erreur en position du prototype ARCaD 3.

Toutefois on a rémarqué un comportement sensiblement similaire. Concernant la fré-quence du courant primaire, on note une amélioration de la précision d'un facteur 2, à l'exception du cas où le conducteur primaire est situé à proximité de l'ouverture du cap-teur où, à l'inverse, le correccap-teur vient dégrader les performances du tore ! En revanche, à la fréquence de référence, la correction est une nouvelle fois conforme à ce qui était prévu.

Les raisons expliquant l'écart entre le comportement à 50Hz et celui à la fréquence de référence sont développées à la n de ce chapitre. Néanmoins les mesures eectuées

Figure 5.16: Variation de l'erreur de mesure sur un capteur exible Fluke (diamètre = 15cm) en fonction de la position du conducteur primaire pour un signal de fréquence

Figure 5.17: Variation de l'erreur de mesure sur un capteur exible Fluke (diamètre = 15cm) en fonction de la position du conducteur primaire pour le signal de référence

de fréquence f = 13kHz.

avec cette version de la puce électronique ont toutes été réalisées avec un courant pri-maire à la fréquence de 50Hz. Or cette fréquence étant utilisée par tous nos systèmes électriques, il est possible que les instruments de mesure, et notamment l'analyseur de signaux dynamiques, aient été perturbés par le réseau. An de nous aranchir de ces problèmes de perturbations potentiels, nous avons décidé de modier la fréquence du courant primaire à 60Hz pour toutes les mesures réalisées par la suite.