mesure du courant d'un chargeur batterie

Mon Aug 23, 2010 8:55 pm   

Bonjour,

Je possède un vieux chargeur de piles Nickel-Cadnium qui doit avoir 20 ans.
J'essaie de voir s'il est en mesure de charger des piles Ni-MH récentes,
simplement en adaptant le temps de charge au courant de charge, suivant la
capacité des piles Ni-MH. Pour cela, j'ai besoin de connaître le courant de
charge du chargeur en fonction de la tension à l'équilibre thermodynamique
de la batterie Ni-MH.

Mon premier réflexe a donc été de mettre en série un ampèremètre (multimètre
électronique position mesure de courant) avec la pile Ni-MH et le chargeur.
J'obtiens alors 72mA.

Cependant, je me suis rendu compte après coup que la résistance série en
position ampèremètre est loin d'être négligeable: en utilisant deux
multimètres, l'un en position ohm, l'autre en position A, j'ai obtenu en les
mettant en parallèle: 12 ohm (et 1.25mA). Ce qui signifie, si cette démarche
est bonne, que mon ampèremètre a 12 ohm de résistance série. Est-ce que ça
tient la route? Si oui, cela signifie que sa résistance est bien supérieure
à celle de mes piles Ni-MH, et donc la mesure du courant chargeur est trop
faible. Il n'est pas possible d'utiliser une règle de trois pour calculer ce
qui se passe sans l'ampèremètre, car:

1/ je ne connais pas la résistance de la pile (et à l'ohmmètre, cela ne
donne rien, sûrement parce que l'ohmmètre ne sait pas adapter sa tension à
celle de la batterie; il ne marche que pour les composants passifs).

2/ le chargeur a éventuellement une caractéristique tension = f(courant) non
linéaire.

Ma question est donc: comment faire une mesure de courant du chargeur sans
tout fausser à cause de la présence de l'ampèremètre?

Merci d'avance,

TP

--
python -c "print ''.join([chr(154 - ord(c)) for c in '*9(9&(18%.\
9&1+,\'Z4(55l4('])"

"When a distinguished but elderly scientist states that something is
possible, he is almost certainly right. When he states that something is
impossible, he is very probably wrong." (first law of AC Clarke)

Mon Aug 23, 2010 10:56 pm   

Le 23/08/2010 21:55, TP a écrit :

Slt !

voir la bible ;o)

http://www.ni-cd.net/accusphp/faq/index.php#parallele

Chab

Mon Aug 23, 2010 11:18 pm   

Chab wrote:


Merci pour ta réponse.
J'ai déjà rencontré ce dV/dt en tant que critère de fin de charge pour les
NiMH, ayant travaillé un peu dans les batteries.
Cependant, sans trop de risque on peut imaginer faire absorber en charge à
la batterie sa capacité, une fois qu'elle est clairement déchargée. Ceci
sans regarder d'autres critères que l'intégrale temporelle du courant. Cela
impose de guetter le temps de charge, mais ce n'est pas un problème. Qu'en
penses-tu?

C'est pour cette raison qu'il me faudrait la valeur du courant chargeur
suivant la tension à ses bornes. Mais avec quoi mesurer le courant, puisque
la résistance ampèremètre semble trop importante pour ne pas perturber le
circuit de charge?

TP

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python -c "print ''.join([chr(154 - ord(c)) for c in '*9(9&(18%.\
9&1+,\'Z4(55l4('])"

"When a distinguished but elderly scientist states that something is
possible, he is almost certainly right. When he states that something is
impossible, he is very probably wrong." (first law of AC Clarke)

Tue Aug 24, 2010 1:54 am   

Le 24/08/2010 00:18, TP a écrit :

Slt TP !

Effectivement ce pas problématique, mais quand même fastidieux, ce qui
sous entend qu'avant la charge la batterie doit être "vidée" sans passer
en décharge profonde, ensuite régler le courant de charge en fonction de
la capacité et surveiller le processus sous peine de détruire le ou les
accus

Bizarre quand même ces 12 Ohms, pour un multimètre numérique et pour des
calibres 100mA la résistance devrait être de l'ordre de qqs dizaines de
milli-ohms
J'ai des galvas qui dévient pleine échelle pour 10µA /50mV si je veux
mesurer la centaine de mA il me faudra une résistance de 500 mOhms et
c'est de l'analogique, les numériques sont beaucoup plus "sensibles"
Un test simple, alimente une résistance en série avec l'ampèremètre,
ajuste la tension poir faire débiter au montage un courant désiré.
Mesure la tension aux bornes de cette résistance. La tension d'alim
moins la tension mesurée donne la tension aux bornes de l'ampèremètre
que tu divises par le courant affiché ce qui donnera la résistance
interne de l'ampèremètre.
Crdlt !

Chab

Tue Aug 24, 2010 6:21 am   

"TP" <Tribulations_at_Paralleles.invalid> a écrit dans le message de news:
ka0bk7-vlq.ln1_at_rama.fbx.proxad.net...


On utilise pas un ohmètre sur un circuit sous tension...
Il faut utiliser un voltmètre et appliquer la loi d'ohm. Voir montage
amont/aval, toutsatousa...

Tue Aug 24, 2010 8:42 am   

"TP" <Tribulations_at_Paralleles.invalid> a écrit

Pas tellement , déjà il faudrait commencer par étudier le fonctionnement
des appareils de mesure, en particulier l'ohmmètre qui est un
dispositif mesurant le courant dans une chaîne série du générateur de
tension de l'appareil, + ampèremètre de l'appareil (étalonné en résistance)
+ la résistance à mesurer et dans ton cas .... de l'accumulateur qui est
un deuxième générateur de tension ....

Pour connaître le courant de charge, il suffit tout simplement de disposer
en série l'accumulateur, le chargeur et ampèremètre (sa résistance doit
etre la plus faible possible pour ne pas perturber la mesure).

Par contre tu peux vérifier la tension de charge en connectant aux bornes de
l'accumulateur un multimètre en position "volts" et tu obtiendras (R=U/I )
la résistance combinée série parallèle du montage ( (chargeur + ampèremètre
+ accumulateur)

Toutefois (et entre parenthèses) , un chargeur d'accu NiCd "simple"
étant un générateur de courant (400 mA) c'est la tension de charge qu'il
faut surveiller , celle-ci est minimum en début de charge atteint un maximum
en fin de charge (environ 1.4 volts par element) puis diminue (c'est a ce
moment qu'il faut interrompre la charge .
D'autre part la charge d'un accu Ni-Mh se fait suivant la même procédure
(courant et tension différents selon sa technologie)

Tue Aug 24, 2010 10:50 am   

TP wrote:

simplement mettre une resistance de 0,1 ohm en serie et mesurer la tension
aux bornes. Si celle-ci est trop pour ton multimetre ( en position voltmetre
continu) tu peux mettre 1 ohm. Cela revient a faire un amperemetre dont la
rsistance serie est connue: loi d'ohm oblige.
100ma sur 0,1 ohm cela donnera 10mv, et sur 1ohm, cela donne 100mv.


--

Alain

Tue Aug 24, 2010 11:55 am   

On Aug 23, 9:55 pm, TP


C'est assez étonnant que la résistance de l'ampèremètre soit si
élevée !
Est-ce que la résistance interne de l'ampèremètre est bien la meme
lors les deux mesures (est-ce le meme calibre dans les deux cas ?)
As-tu vérifié que l'ampèremètre ET l'ohmmètre sont bien étalonnés ?


Pour mesurer une résistance, un ohmmètre fournit une tension (ou un
courant)
et mesure un courant (ou une tension) donc si tu le branches sur un
circuit
qui est déja sous tension, cela fausse la mesure.

Pour mesurer l'impédance interne d'une pile, il faudrait
appliquer une source de tension (d'impédance connue)
identique en opposition pour annuler la tension de la pile.
Ou faire deux mesures de tension avec deux charges différentes.


En principe cela devrait etre le cas, puisque le chargeur doit
adapter dynamiquement sa tension en fonction de la charge de l'accu.
Grossièrement, on peut s'attendre à deux segments de droites U=f(t,I)
d'abord la première avec une pente dU/dt lors de la charge de l'accu,
ensuite la seconde avec une pente nulle ( dU=0 , U=Umax , I=0 )


Il faudrait éviter d'utiliser un accu comme charge de l'alim,
parce-que celui-ci aura forcément une impédance
interne et une fcém variables dans le temps.

Si tu mesures à la fois la tension en amont et en aval de
l'ampèremètre,
tu devrais pouvoir faire la correction due à sa présence dans le
circuit.

Tu peux aussi mesurer la tension de sortie E à vide de l'alim,
charger un condensateur C via une résistance R, et mesurer
le temps de charge à 50% pour atteindre E/2 aux bornes de C
T = -ln(1/2) * (R+Z) * C
puis tu calcules l'impédance interne Z de l'alim.

L'ampèremètre ayant forcément une résistance interne génante,
l'idéal est de réduire au minimum toute mesure de courant en
faisant le plus possible de mesures de tension (à impédance interne
élevée)
et d'en déduire le(s) courant(s) en connaissant les tensions et les
impédances.
Evidemment pour cela il faut faire plusieurs mesures ...

Si tu fais deux mesures de tension (impédance du voltmètre élevée)
avec deux charges différentes purement résistives et assez élevées
pour conserver un courant inférieur au courant max de charge de
l'accu,
du delta des mesures tu peux déduire la résistance interne du
générateur.

Tue Aug 24, 2010 2:36 pm   

alain denis wrote:


Donc il faut faire une mesure par shunt de précision, finalement.
En puissance, c'est ce qu'on fait systématiquement, mais je ne pensais pas
que cela serait nécessaire ici. Merci.

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Tue Aug 24, 2010 2:44 pm   

Adrien Gaudel wrote:


Pourquoi n'ai-je pas le droit d'utiliser un ohmmètre pour mesurer la
résistance interne de mon amperemetre? L'amperemetre n'est pas sous tension,
il me semble? Si je mesure la tension aux bornes d'un multimètre en position
amperemètre, j'ai zéro pour le courant et la tension.

Par ailleurs, j'ai effectué un montage longue dérivation pour obtenir la
résistance série de l'amperemètre:
* alimentation DC sur résistance 10 ohm et amperemètre.
* mesure tension sur résistance et amperemètre.

J'obtiens:
* 51.8mA donnés par l'amperemètre.
* 1.08V donné par le voltmètre.

Ce qui nous donne 10.8 ohm pour la résistance série amperemètre. On est
proche des 12 ohm mesurés avec l'ohmmètre. Cela semble confirmé sur cette
page web:

"Les multimètres numériques sont souvent peu pratiques quand on les utilise
en ampèremètre car la résistance interne est souvent très importante surtout
pour les faibles calibres."

http://subaru2.univ-lemans.fr/enseignements/physique/02/electri/amont.html

Merci

TP

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Tue Aug 24, 2010 2:57 pm   

Jean-Christophe wrote:

Salut Jean-Christophe,


Je n'ai qu'une mesure, de quelle autre mesure parles-tu?


Non, mais j'ai effectué un montage longue dérivation avec une résistance de
10ohm sur les conseils de Adrien Gaudel et Chab. J'obtiens 10.8ohm (voir
autre post en réponse à Adrien Gaudel), c'est proche de 12 ohm.


Oui, c'est ce que j'imaginais que l'ohmmètre *ne faisait pas*, quand je
disais qu'il "ne sait pas adapter sa tension à celle de la batterie".


Je vais utiliser la méthode donnée par Alain Denis: simplement une petite
résistance en série avec la pile, et je vais mesurer la tension.


Oui, si le chargeur est linéaire. Mais comme il est non linéaire, il vaut
mieux travailler à son vrai point de fonctionnement, pas au point de
fonctionnement dû à la présence de l'amperemètre.


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Tue Aug 24, 2010 2:58 pm   

TP wrote:

Precision, tout est relatif!
de la precision de la resistance dependra celle de ta mesure, mais comme tu
sembles simplement vouloir une evaluation du courant un shunt a 5% suffira
amplement.

--

Alain

Tue Aug 24, 2010 2:59 pm   

"maioré" wrote:


C'est bien ce que j'ai fait, mais cela ne fonctionne pas car la résistance
de l'ampèremètre est trop élevée (voir mes autres réponses).


Ce qui m'intéresse, c'est le courant chargeur.


Merci pour ta réponse.

TP

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Tue Aug 24, 2010 3:32 pm   

alain denis wrote:


Lorsque je regarde dans le catalogue Selectronic, je trouve un shunt 0.1ohm,
ou une résistance de précision Philips à 1% (la différence entre les deux
est juste que le shunt peut dissiper 10W contre 0.6W pour la Philips).

Existe-t-il des endroits où l'on peut trouver des shunts de plus faible
résistance? On trouve par exemple ceci:

http://www.irctt.com/file.aspx?product_id=14&file_type=datasheet

Donc un shunt de 0.005 ohm! Mais est-ce que cela a un sens, c'est-à-dire,
est-ce que cette résistance n'est pas finalement du même ordre de grandeur
que les résistances de contact pour la connexion du shunt au reste du
circuit?

Merci


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Tue Aug 24, 2010 3:40 pm   

TP wrote:

Oui, cela a un sens, surtout pour les électrotechniciens. Si le courant
vaut 100 ampères, bin ça fera 50 W !
En vous r'merciant...

Den