Les capteurs de courant sont des dispositifs qui mesurent le flux de courant dans un circuit électrique. Ils sont comparables aux transducteurs de courant ou aux transformateurs détecteurs de courant. Ils offrent différents types de mesures de flux de courant CA et CC, notamment l'effet Hall, les transformateurs et les bobines Rogowski. Les capteurs de courant n'ont pas de connexion électrique directe au courant contrôlé, ce qui permet d'avoir une isolation galvanique sur le circuit de mesure.

Les capteurs de courant fonctionnent dans des circuits en boucle fermée ou ouverte. Les circuits de capteur en boucle ouverte sont en général moins chers que les options en boucle fermée, mais moins précis. Les capteurs en boucle ouverte utilise la tension de détection pour obtenir directement le flux du courant. Cela peut donner des résultats imprécis liés à la non linéarité du capteur, les effets de saturation et la dérive de température. Les capteurs en boucle fermée utilisent la tension de détection de la bobine primaire pour alimenter un courant opposé dans la bobine secondaire enroulée sur le même noyau. Le courant est ajusté par la boucle de retour qui extrait le flux généré par le courant de boucle primaire. L'équilibre obtenu ainsi élimine les effets de saturation et de dérive de température et permet d'obtenir des mesures plus précises par le biais du contrôle du courant secondaire. Ce supplément de complexité augmente son prix. Les détecteurs en boucle fermée sont également appelés capteurs de flux zéro ou détecteurs de champ zéro.

Un capteur d'effet Hall détecte le flux magnétique par le courant dans le conducteur mesuré en induisant un flux de courant dans une bobine de détection. Le dispositif est placé dans un vide au sein du noyau de la bobine de détection et transmet une tension Hall proportionnelle au flux de courant des bobines, comme ci-dessous :

Vh = Rh * (I/t * B)

Avec :
VH représentant la tension Hall en volts
RH représentant le coefficient de l'effet Hall
I représentant le flux de courant via le capteur en ampères
t représentant l'épaisseur du capteur en mm
B représentant la densité du flux magnétique dans Teslas

Le signal de sortie pour les capteurs linéaires (analogiques) est pris directement à partir de la sortie d'un amplificateur opérationnel fixé au capteur. Un système en boucle ouverte utilise la sortie de tension à effet Hall pour mesurer directement le courant. Un système à boucle fermée convertit la tension à effet Hall en courant. La bobine secondaire peut ainsi créer un équilibre de flux, comme décrit précédemment.

Une bobine Rogowski est une bobine hélicoïdale sans noyau spéciale enroulée autour d'un conducteur de câble droit revenant de l'extrémité de la bobine qui encercle le conducteur porteur de courant. Le courant est dérivé en intégrant la tension induite via les extrémités de câbles de l'assemblage. Des solutions à bas coût existent pour mesurer le courant CA. Elles peuvent mesurer les impulsions de courant haut débit en raison de leur faible inductance. Elles peuvent aussi mesurer les courants élevés car elles n'ont pas de noyau qui pourrait être saturé. Les ADC spéciaux sont disponibles avec des intégrateurs pour mesurer cette valeur. Les capteurs de bobine Rogowski sont utilisés dans les applications, notamment pour les essais en court-circuit, les systèmes de soudure haute performance et la métrologie à courant élevé.

Les résistances shunt peuvent être placées en série avec une alimentation pour détecter le flux de courant. Le flux de courant via un shunt créé une tension potentielle directement proportionnelle au produit du courant et de la résistance shunt. Il peut être exploité et mesuré par un convertisseur analogique à numérique (ADC). Les résistances shunt à faible impédance et de précision sont disponibles pour cette fonction.

Les capteurs de courant de transformateur (également appelés multimètres) sont utilisés pour détecter et mesurer le courant CA. Ils sont en général utilisés dans les applications comme sur le matériel d'essai, pour lesquelles une ferrite partagée ou un anneau en fer doux entoure un conducteur avec un courant à mesurer. Le fil est enroulé autour du matériau de cœur créant un transformateur de courant avec le fil qu'il entoure. Cette solution est parfaite pour les courants élevés mais moins adaptée pour mesurer les faibles courants alternatifs.