Essais et qualifications des capteurs de courant et de tension

La qualification des capteurs de courant et de tension constitue une étape essentielle pour garantir leur fiabilité, leur précision et leur conformité aux exigences réglementaires. Ces composants jouent un rôle critique dans les systèmes électroniques modernes : conversion d’énergie, mobilité électrique, automatisation industrielle, instrumentation, télécommunications ou encore dispositifs médicaux.
Afin d’assurer un fonctionnement robuste dans des environnements variés, les capteurs doivent subir un ensemble d’essais rigoureux couvrant les aspects métrologiques, environnementaux, électriques et réglementaires.

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- Essais métrologiques

Les essais métrologiques visent à vérifier la précision, la linéarité, la dérive et la stabilité des mesures dans les conditions normales et extrêmes d’utilisation.

 Paramètres évalués :

• Exactitude (erreur absolue et relative)

• Linéarité de la caractéristique de transfert

• Hystérésis

• Bande passante

• Dérive thermique

• Temps de réponse

• Bruit et résolution

Ces essais permettent de valider que le capteur respecte les spécifications du constructeur et les besoins de l’application cible.

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- Essais CEM (Compatibilité Électromagnétique)

Afin de garantir les performances des capteurs en environnement industriel contraint,

les capteurs sont soumis à des évaluations supérieures aux exigences du marquage CE

notamment pour leur tenue aux transitoires rapides en salves (Burst) et aux chocs de tension (tel que les essais aux chocs de foudres)

​Essais CEM réalisés :

• Immunité aux décharges électrostatiques (ESD)

• Immunité aux surtensions transitoires (EFT/Burst)

• Immunité aux ondes de choc (Surge)

• Immunité rayonnée : champs RF

• Immunité conduite : perturbations sur l’alimentation et les lignes de mesure

• Immunité aux micro-coupures

• Immunité aux champs magnétiques

• Émissions conduites et rayonnées

L’objectif est de garantir la robustesse du capteur dans des environnements sensibles comme les télécoms ou l’industrie.

SensiLec tiens à votre disposition, sur demande, les déclarations UE de conformités reprenant l'intégralité des normes couvertes.

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- Essais climatiques

Ils évaluent la résistance du capteur aux conditions environnementales sévères auxquelles il peut être exposé.

Conditions testées :

• Températures extrêmes (cycles chaud/froid)

• Chocs thermiques rapides

• Humidité relative élevée (essai THB, essais 85°C/ 85% Hr)

• Brouillard salin

• Rayonnement UV selon application

Ces essais garantissent une utilisation dans des environnements difficiles : extérieurs, équipements embarqués, industrie lourde, etc.

Les capteurs ont fait l'objet d'essais de vieillissement accéléré à 85°C pour qualifier les durées de vie utiles et les modes de défaillances.  

Sur demande, une phase de déverminage (burn-in) avant étalonnage est réalisé.

Cette opération permet de garantir de meilleures performances à long terme ainsi qu'une fiabilité accrue du capteur, les principales dérives étant constatées dans les 100 premières heures de fonctionnements (ainsi que les éventuelles défaillances).

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- Performances globales

Au-delà de la métrologie, des essais vérifient le comportement dynamique et fonctionnel du capteur.

 Tests typiques :

• Fonctionnement à charge maximale

• Saturation ou limitations du capteur

• Stabilité à long terme (drift long terme)

• Effet des perturbations mécaniques ou électriques sur la mesure

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- Fiabilité et durée de vie

Des essais accélérés permettent d’estimer la durée de vie du capteur et de valider sa robustesse matérielle.

 Méthodes employées :

• Essais HALT (Highly Accelerated Life Test)

• Essais HASS ou Burn-in

• Températures extrêmes prolongées

• Essais d’endurance électrique

• Analyse des modes de défaillance (AMDEC)

• Fiabilité (évaluation du MTBF)

L’objectif : identifier les faiblesses potentielles avant la production.

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- Chocs et vibrations

Indispensables pour les applications embarquées : automobile, ferroviaire, aéronautique, défense.

 Essais mécaniques :

• Vibrations sinusoïdales ou aléatoires sur plusieurs axes

• Chocs mécaniques normés (pulse, chute, impact)

• Tests de résonance

Ils vérifient que le capteur continue à fonctionner malgré les contraintes physiques fortes.

L'encapsulage en résine époxy des capteurs de courant leur assure d'excellentes performances en terne de tenue aux vibrations et chocs ainsi qu'aux secousses liés au transport. Certains capteurs de la gamme ont été testés selon les normes :

- CEI 60068-2-27 pour les chocs à 5 G/ 11 ms

- CEI 60068-2-29 pour les Secousses à 20 G / 6 ms

- CEI 60068-2-6 pour les Vibrations à 2 G de 10 Hz à 150 Hz

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- Conformité électrique

Les capteurs doivent respecter les exigences de sûreté électrique pour éviter tout risque d’échauffement, de court-circuit ou d’arc électrique.

 Points testés :

• Résistance d’isolement

• Tenue diélectrique

• Courant de fuite

• Protection contre l’inversion de polarité

• Indices de surtension / PDP (Partial Discharge pour certains modèles)

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- Conformité réglementaire : RoHS et REACH

Pour une mise sur le marché dans l’Union européenne, les capteurs doivent satisfaire aux réglementations environnementales.

 RoHS : 

Restriction des substances dangereuses :

• Plomb, mercure, cadmium, chrome hexavalent

• BFR, PBB, PBDE, etc.

 REACH :

Les normes REACH et RoHS introduisent des responsabilités environnementales pour les fabricants. Sensilec est impliqué dans le respect de ces directives et dans la satisfaction des exigences de ses clients.

- Validation de l’absence de substances extrêmement préoccupantes (SVHC) ou gestion documentaire appropriée.

- La conformité RoHS/REACH est généralement assurée via des analyses de matières, des certificats fournisseurs et des audits internes.

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