Influence du câblage et des connexions sur la précision d'un shunt de courant

Dans la théorie, la connexion Kelvin (ou raccordement à 4 fils) est une méthode de câblage utilisée pour mesurer précisément une tension aux bornes d’un shunt sans être influencé par les résistances parasites des fils de connexion.

Cependant, dans la pratique, la mise en œuvre du montage quatre fils peut être délicate si certaines précautions ne sont pas respectées. Les résultats obtenus peuvent dépendre des conditions de prise de tension, ce qui peut altérer sensiblement les performances nominales du shunt.

Importance du raccordement en quatre fils

Pour poser un meilleur cadre, il est essentiel de comprendre l'importance du raccordement en quatre fils. Ce type de connexion est crucial dans les mesures précises, surtout lorsqu'il s'agit d'appareils sensibles comme les shunts. En effet, un mauvais raccordement peut entraîner d'importantes erreurs qui se répercutent sur les résultats de mesure.

Analyse des écarts

Pour bien faire prendre conscience des écarts obtenus, nous avons réalisé des relevés en déplaçant le point de mesure de tension sur un shunt de précision. Cela a été fait afin de démontrer la dégradation de précision engendrée par une approximation du raccordement.

Conditions de mesure

Shunt Sensilec type EMB2 500A - 50mV précision 0.1% (simulation de courant 50A sortie théorique 5.0000mV)

1. Mesure au centre des vis, Conditions de calibration usine : sortie signal 5.0001mV

   

   1 Mesure au centre des vis (condition de calibration)

   
   

2. Mesure sur la rondelle côté extérieur, Sortie signal : 5.0036mV (erreur +0.08%)

   

   2 Mesure sur rondelle côté extérieur

   
   

3. Mesure sur la rondelle côté intérieur, Sortie signal : 4.9226mV (erreur -1.56%)

   

   3 Mesure sur rondelle côté intérieur

   
   

4. Mesure sur le corps du shunt côté intérieur, Sortie signal : 4.8922mV (erreur -2.16%)

   

   4 Mesure sur corps du shunt côté intérieur

   
   

5. Mesure sur le corps du shunt côté extérieur, Sortie signal : 5.0920mV (erreur +1.84%)

   

   5 Mesure sur corps shunt côté extérieur

   
   

On s'aperçoit que, malgré les blocs massifs d'égalisation en laiton, il est possible de sortir de la classe de précision du shunt. Cela dépend du point et du mode de raccordement de la sortie.

Précautions recommandées

Pour éviter ces erreurs de mesure, il est conseillé de n'utiliser que des cosses circulaires fermées positionnées au-dessus de la rondelle en laiton. Cela permet de respecter la concentricité autour de la vis de raccordement, garantissant une position moyenne qui annule les erreurs. Comme l'illustration ci-dessous le montre :

Placement correct des cosses de raccordement pour la sortie mesure

Il est également utile de voir l'illustration ci-dessous d'un raccordement moins performant et moins reproductible. Les cosses sont en contact direct avec le corps du shunt, sans respect de la concentricité. De plus, l'utilisation de cosses à fourche ouverte entraîne une perte de la fonction moyenne.

Raccordement à faible performance de précision de la mesure

Conclusion

Les résultats de nos tests nous rappellent l'importance de la méthode Kelvin dans les mesures de précision. Un bon raccordement est essentiel pour garantir l'exactitude des mesures obtenues. En faisant attention aux détails, comme le respect de concentricité et en utilisant le bon type de cosses, on peut améliorer significativement la précision des mesures.

Cette méthode permet d'augmenter la fiabilité des mesures, surtout dans des applications pour lesquelles la performance métrologique est primordiale.

En fin de compte, la clé d'une bonne mesure réside dans la rigueur de l'installation. Pour obtenir des résultats optimaux, il est crucial de suivre ces recommandations et éviter les erreurs courantes. Cela garantit que vous obtenez des données fiables et précises à chaque utilisation du shunt.

L'importance des mesures précises ne peut être sous-estimée dans notre domaine