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Magnetfeldsensoren
messen einen magnetischen Fluss und/oder die Stärke und Richtung eines Magnetfeldes.
Magnetfeldsensoren können
bei vielen Anwendungen verwendet werden, einschließlich Wissenschafts-,
Navigations- und Industrieanwendungen. Magnetfeldsensoren verwenden
mehrere Arten von Erfassungstechnologien, einschließlich magnetoresistiver
(XMR-; XMR = magneto-resistive) Erfassungstechnologien und Hall-Effekt-Erfassungstechnologien.
Die XMR-Erfassungstechnologien messen einen elektrischen Widerstandswert
in Abhängigkeit
von dem angelegten oder umgebenden Magnetfeld. Die Hall-Effekt-Erfassungstechnologien wandeln
die Energie, die in einem Magnetfeld gespeichert ist, durch Entwickeln
einer Spannung zwischen den zwei Kanten eines stromführenden
Leiters, dessen Seiten senkrecht zu dem Magnetfeld sind, in ein
elektrisches Signal um.
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Häufig umfassen
XMR-Sensoren einen unterstützenden
Magneten und eines oder mehrere XMR-Erfassungselemente zum Messen
eines Magnetfeldes. Der unterstützende
Magnet und die XMR-Erfassungselemente befinden sich in einer festen
Position relativ zueinander. Die XMR-Erfassungselemente sind für gewöhnlich nicht
in dem Sättigungsbereich
derselben wirksam und der unterstützende Magnet liefert ein Sperrvorspannungsmagnetfeld
(back bias magnetic field), das den XMR-Erfassungselementen überlagert
ist, um die Übertragungscharakteristik
der XMR-Erfassungselemente zu stabilisieren. Veränderungen bei einem angelegten
Magnetfeld erzeugen Veränderungen
bei dem Widerstandswert der XMR-Erfassungselemente. XMR-Erfassungselemente
umfassen Anisotrop-Magnetowiderstand-Erfassungselemente (AMR-Erfassungselemente;
AMR = anisotropic magneto-resistive),
Riesenmagnetowiderstand-Erfassungselemente (GMR-Erfassungselemente;
GMR = giant magneto-resistive), Tunnel-Magnetowiderstand-Erfassungselemente
(TMR-Erfassungselemente;
TMR = tunneling magneto-resistive) und Kolossal-Magnetowiderstand-Erfassungselemente
(CMR-Erfassungselemente; CMR = colossal magneto-resistive).
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Für gewöhnlich wird
bei Hall-Effekt-Sensoren ein konstanter Strom an ein Hall-Element
oder eine Hall-Platte geliefert und es ist ein Magnetfeld senkrecht
zu dem Strom angelegt, der durch die Hall-Platte fließt. Ladungsträger in der
Hall-Platte werden aufgrund der Lorentz-Kraft abgelenkt, um eine
Hall-Spannung zu erzeugen, die senkrecht zu sowohl dem Magnetfeld
als auch dem Stromfluss ist. Diese Hall-Spannung kann gemessen werden
und ist direkt proportional zu dem Magnetfeld.
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Bei
einigen Stromsensoren ist ein Magnetfeldsensor neben einem Leiter
positioniert, der Strom führt.
Der Magnetfeldsensor erfasst das Magnetfeld, das durch den Strom
erzeugt wird, und misst den Strom. Die Stärke des Magnetfeldes hängt von
dem Abstand von dem Leiter ab, derart, dass die Stärke des
Magnetfeldes sich bei größeren Abständen verringert.
Um den Strom genau zu messen, ist der Magnetfeldsensor relativ zu
dem Leiter präzise
positioniert. Das präzise
Positionieren des Magnetfeldsensors relativ zu dem Leiter kann jedoch
aufwendig sein und fügt
dem Stromsensor Kosten hinzu.
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Bei
anderen Stromsensoren konzentriert eine Magnetfeldführung, wie
beispielsweise ein ferromagnetischer Kern, das Magnetfeld in einem Luftspalt
bzw. Luftzwischenraum. Der Magnetfeldsensor ist in dem Luftspalt
positioniert, um das Magnetfeld zu erfassen und den Strom zu messen.
In dieser Situation ist die Position des Magnetfeldsensors in dem
Luftspalt nicht entscheidend. Die Magnetfeldführung kann jedoch aufwendig
sein und fügt dem
Stromsensor Kosten hinzu.
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Aus
diesen und anderen Gründen
besteht ein Bedarf nach der vorliegenden Erfindung.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System und ein Verfahren
zum Messen eines Stromes mit verbesserten Charakteristika zu schaffen.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch die Merkmale der unabhängigen
Ansprüche.
Weiterbildungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
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Ein
Ausführungsbeispiel,
das in der Offenbarung beschrieben ist, sieht ein System vor, das
Magneterfassungselemente und eine Schaltung umfasst. Die Magneterfassungselemente
sind konfiguriert, um ein Magnetfeld zu erfassen, das über einen
Strom erzeugt wird, und um Signale zu liefern, die dem Magnetfeld
entsprechen. Die Schaltung ist konfiguriert, um Kalibrierungswerte
basierend auf den Signalen zu bestimmen und den Strom basierend
auf den Signalen zu messen.
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Die
zugehörigen
Zeichnungen sind enthalten, um ein weiter gehendes Verständnis von
Ausführungsbeispielen
zu liefern, und sind in diese Beschreibung aufgenommen und bilden
einen Teil derselben. Die Zeichnungen stellen Ausführungsbeispiele
dar und dienen gemeinsam mit der Beschreibung dazu, Grundlagen von
Ausführungsbeispielen zu
erläutern.
Andere Ausführungsbeispiele
und viele der beabsichtigten Vorteile von Ausführungsbeispielen werden ohne
weiteres ersichtlich, wenn dieselben durch Bezugnahme auf die folgende
detaillierte Beschreibung besser verständlich werden. Die Elemente
der Zeichnungen sind nicht zwangsläufig maßstabsgerecht relativ zueinander. Ähnliche
Bezugszeichen bezeichnen entsprechende ähnliche Teile.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf
die beiliegenden Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 ein
Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel
eines Systems darstellt, das verwendet wird, um einen Strom zu messen;
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2 ein
Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel
eines Magnetsensors und eines Leiters darstellt;
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3A ein
Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel
eines Systems darstellt, das einen Leiter, einen Magnetsensor und
eine Steuerschaltung umfasst;
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3B ein
Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel
eines Querschnitts des Leiters und des Magnetsensors darstellt;
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3C ein
Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel
einer Draufsicht des Leiters und des Magnetsensors darstellt;
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4A ein
Diagramm, das einen Magnetsensor und das Magnetfeld darstellt, das über einen Strom
I1 erzeugt wird, der durch einen Leiter geführt wird, bei einem Abstand
D1 von dem Magnetsensor;
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4B ein
Diagramm, das den Magnetsensor und ein Magnetfeld darstellt, das über einen Strom
I2 erzeugt wird, der durch den Leiter geführt wird, in dem Abstand D1
von dem Magnetsensor;
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4C ein
Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel
des Magnetsensors und des Magnetfeldes darstellt, das über den
Strom I1 erzeugt wird, der durch den Leiter geführt wird, in einem Abstand
D2 von dem Magnetsensor;
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5A ein
Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel
der Platzierung von Magneterfassungselementen darstellt, das zum
Erfassen von Magnetfeldstärken
gut ist; und
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5B ein
Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel
der Platzierung von Magneterfassungselementen darstellt, das zum
Erfassen von Magnetfeldstärken
nicht so gut ist.
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In
der folgenden detaillierten Beschreibung wird Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen
genommen, die einen Teil derselben bilden und in denen durch Veranschaulichung
spezifische Ausführungsbeispiele
gezeigt sind, in denen die Erfindung praktiziert werden kann. In
dieser Hinsicht wird eine Richtungsterminologie, wie beispielsweise „oben”, „unten”, „vorne”, „hinten”, „Vorder-”, „Hinter-” etc.,
mit Bezug auf die Ausrichtung der beschriebenen Figur(en) verwendet.
Weil Komponenten von Ausführungsbeispielen
in einer Anzahl unterschiedlicher Ausrichtungen positioniert sein
können,
wird die Richtungsterminologie zu Darstellungszwecken verwendet
und ist in keiner Weise einschränkend.
Es sollte klar sein, dass andere Ausführungsbeispiele genutzt und
strukturelle oder logische Veränderungen
vorgenommen werden können,
ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Die folgende detaillierte Beschreibung ist deshalb nicht in einem
einschränkenden
Sinn aufzufassen, und der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung
ist durch die beigefügten
Ansprüche
definiert.
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Es
sollte klar sein, dass die Merkmale der verschiedenen exemplarischen
Ausführungsbeispiele,
die hierin beschrieben sind, miteinander kombiniert werden können, wenn
es nicht spezifisch anderweitig angemerkt ist.
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1 ist
ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel
eines Systems 20 darstellt, das verwendet wird, um einen
Strom zu messen. Das System 20 kann bei vielen Anwendungen
verwendet werden, einschließlich
Automobil- und Industrieanwendungen. Bei einem Ausführungsbeispiel
wird das System 20 verwendet, um einen Strom zu messen, der
aus einer Automobilbatterie gezogen wird. Bei einem Ausführungsbeispiel
wird das System 20 verwendet, um einen Strom zu messen,
der einen oder mehrere Elektromotoren treibt.
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Das
System 20 umfasst einen Leiter 22, einen Magnetsensor 24,
eine Klemme 26 und eine Steuerschaltung 28. Der
Magnetsensor 24 ist über die
Klemme 26 an den Leiter 22 geklemmt. Bei einem Ausführungsbeispiel
handelt es sich bei dem Leiter 22 um einen Draht. Bei einem
Ausführungsbeispiel handelt
es sich bei dem Leiter 22 um einen leitfähigen Streifen,
beispielsweise einen Metallstab oder Metallstreifen an einer Schaltungsplatine
oder einem anderen Substrat.
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Der
Magnetsensor 24 umfasst Magneterfassungselemente 30a–30d.
Jedes der Magneterfassungselemente 30a–30d ist elektrisch
mit der Steuerschaltung 28 über Signalwege bei 32 gekoppelt.
Bei einem Ausführungsbeispiel
befinden sich die Magneterfassungselemente 30a–30d und
die Steuerschaltung 28 an dem gleichen integrierten Schaltungschip. Bei
einem Ausführungsbeispiel
befinden sich die Magneterfassungselemente 30a–30d an
einem integrierten Schaltungschip und befindet sich die Steuerschaltung 28 an
einem anderen integrierten Schaltungschip.
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Der
Leiter 22 führt
einen Strom I, der ein Magnetfeld B um den Leiter 22 herum
erzeugt. Die Magneterfassungselemente 30a–30d erfassen
das Magnetfeld B und liefern Signale, die der Stärke des Magnetfeldes B entsprechen.
Bei einem Ausführungsbeispiel
handelt es sich bei den Magneterfassungselementen 30a–30d um
Hall-Plattenerfassungselemente. Bei einem Ausführungsbeispiel handelt es sich
bei den Magneterfassungselementen 30a–30d um XMR-Erfassungselemente,
wie beispielsweise AMR-Erfassungselemente, GMR-Erfassungselemente, TMR-Erfassungselemente
oder CMR-Erfassungselemente.
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Die
Steuerschaltung 28 empfängt
die Signale von jedem der Magneterfassungselemente 30a–30d und
bestimmt Kalibrierungswerte basierend auf den Signalen. Die Kalibrierungswerte
geben die Position der Magneterfassungselemente 30a–30d in Beziehung
zu oder relativ zu dem Leiter 22 an. Die Steuerschaltung 28 verwendet
die Kalibrierungswerte, um den Strom I basierend auf den Signalen
zu bestimmen oder zu messen. Um den Strom I und die Position der
Magneterfassungselemente 30a–30d relativ zu dem
Leiter 22 in zwei Dimensionen zu bestimmen, verarbeitet
die Steuerschaltung 28 die Signale von zumindest drei unterschiedlichen
Magneterfassungselementen 30a–30d. Um den Strom
I und die Position der Magneterfassungselemente 30a–30d relativ
zu dem Leiter 22 in drei Dimensionen zu bestimmen, verarbeitet
die Steuerschaltung 28 die Signale von zumindest fünf unterschiedlichen
Magneterfassungselementen 30a–30d.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
empfängt
die Steuerschaltung 28 die Signale von den Magneterfassungselementen 30a–30d und
schließt
die kleinsten Signalpegel aus (verwendet dieselben nicht), wie beispielsweise
durch Ausschließen
der Signale, die Signalpegel unterhalb einer Signalpegelgrenze aufweisen.
Bei einem Ausführungsbeispiel
empfängt
die Steuerschaltung 28 die Signale von den Magneterfassungselementen 30a–30d und
schließt
die Signale von Magneterfassungselementen 30a–30d aus, die
gesättigt
sind. Bei einem Ausführungsbeispiel empfängt die
Steuerschaltung 28 die Signale von den Magneterfassungselementen 30a–30d und
schließt zumindest
zwei Signale mit einer Signaldifferenz, die größer als eine Signaldifferenzgrenze
ist, ein (verwendet dieselben).
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Die
Steuerschaltung 28 misst den Strom I, wie es bei der Anwendung
nötig ist.
Bei einem Ausführungsbeispiel
misst die Steuerschaltung 28 den Strom I mehrere Male zwischen
Aktualisierungen der Kalibrierungswerte. Bei einem Ausführungsbeispiel bestimmt
die Steuerschaltung 28 die Kalibrierungswerte und den Strom
I jedes Mal, wenn der Strom I gemessen wird.
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Das
System 20 bestimmt Kalibrierungswerte, die die Position
der Magneterfassungselemente 30a–30d relativ zu dem
Leiter 22 zum Messen des Stroms I angeben. Somit müssen die
Magneterfassungselemente 30a–30d nicht präzise positioniert und
in Position gehalten sein, um den Strom I genau zu messen. Ferner
verwendet das System 20 keine Magnetfeldführung, die
zu dem Sensorsystem Kosten hinzufügt.
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2 ist
ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel
eines Magnetsensors 50 und eines Leiters 52 darstellt.
Der Magnetsensor 50 und der Leiter 52 sind Teil
eines Systems, wie beispielsweise des Systems 20 von 1.
Bei einem Ausführungsbeispiel
ist der Magnetsensor 50 dem Magnetsensor 24 ähnlich und
ist der Leiter 52 dem Leiter 22 ähnlich.
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Der
Magnetsensor 50 umfasst Magneterfassungselemente 54a–54c.
Jedes der Magneterfassungselemente 54a–54c ist elektrisch
mit einer Steuerschaltung gekoppelt, wie beispielsweise der Steuerschaltung 28.
Bei einem Ausführungsbeispiel
sind die Magneterfassungselemente 54a–54c den Magneterfassungselementen 30a–30d ähnlich.
Bei einem Ausführungsbeispiel
befinden sich die Magneterfassungselemente 54a–54c und
die Steuerschaltung an dem gleichen integrierten Schaltungschip. Bei
einem Ausführungsbeispiel
befinden sich die Magneterfassungselemente 54a–54c an
einem integrierten Schaltungschip und befindet sich die Steuerschaltung
an einem anderen integrierten Schaltungschip. Bei einem Ausführungsbeispiel
ist jedes der Magneterfassungselemente 54a–54c elektrisch
mit der Steuerschaltung 28 gekoppelt.
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Der
Leiter 52 führt
Strom I, der ein Magnetfeld B um den Leiter 52 herum erzeugt.
Das Magnetfeld B wird über
die Magneterfassungselemente 54a–54c erfasst. Bei
einem Ausführungsbeispiel handelt
es sich bei den Magneterfassungselementen 54a–54c um
Hall-Plattenerfassungselemente. Bei einem Ausführungsbeispiel handelt es sich
bei den Magneterfassungselementen 54a–54c um XMR-Erfassungselemente,
wie beispielsweise AMR-Erfassungselemente, GMR-Erfassungselemente, TMR-Erfassungselemente
oder CMR-Erfassungselemente.
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Die
Stärke
des Magnetfelds B verringert sich mit einem Abstand von dem Leiter 52,
wie es in Gleichung I gezeigt ist.
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Gleichung I
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Wobei
u die Permittivitätskonstante
des Mediums ist, I der Strom ist, der von dem Leiter 52 geführt wird,
und R der radiale Abstand von der Mitte des Leiters 52 ist.
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Bei
diesem Beispiel ist jedes der Magneterfassungselemente 54a–54c empfindlich
für die x-Komponente
des Magnetfeldes B. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann jedes
der Magneterfassungselemente 54a–54c für eine andere
Komponente oder andere Komponenten des Magnetfeldes B empfindlich
sein.
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Die
Stärke
des Magnetfeldes B in die x-Richtung Bx an einem Punkt an der oberen
Hauptoberfläche 56 des
Magnetsensors 50 ist in Gleichung II gezeigt.
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Gleichung II
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Wobei
B(R) die Stärke
des Magnetfeldes B in dem radialen Abstand R von der Mitte des Leiters 52 zu
dem Punkt an der oberen Hauptoberfläche 56 des Magnetsensors 50 ist
und „a” der Winkel
zwischen Magnetfeldlinien des Magnetfeldes B und der oberen Hauptoberfläche 56 des
Magnetsensors 50 an dem Punkt an der oberen Hauptoberfläche 56 des
Magnetsensors 50 ist.
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Der
Kosinus des Winkels „a” über geometrische
Beziehungen ist in Gleichung III gezeigt.
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Gleichung III
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Wobei
D der Abstand von der Mitte des Leiters 52 zu der oberen
Hauptoberfläche 56 des
Magnetsensors 50 ist und R der radiale Abstand von der Mitte
des Leiters 52 zu dem Punkt an der oberen Hauptoberfläche 56 des
Magnetsensors 50 ist, wie beispielsweise zu der Mitte des
Magnetfeldsensors 54b.
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Werden
Gleichung I und Gleichung III in Gleichung II eingesetzt, handelt
es sich bei der resultierenden Gleichung um die Stärke des
Magnetfeldes B in die x-Richtung Bx hinsichtlich Strom I, Abstand
D und radialem Abstand R, wie es in Gleichung IV gezeigt ist und
in Gleichung V umgeschrieben ist.
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Gleichung IV
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Gleichung V
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Jedes
der Magneterfassungselemente 54a–54c erfasst die x-Komponente
des Magnetfeldes Bx an dem Magneterfassungselement und liefert ein
erfasstes Signal Vn, wobei n das Magneterfassungselement bezeichnet,
das das erfasste Signal Vn liefert. Das erfasste Signal Vn ist abhängig von der
x-Komponente des Magnetfeldes Bx an dem Magneterfassungselement
und der Empfindlichkeit Sn des Magneterfassungselements, wie es
in Gleichung VI gezeigt ist.
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Gleichung VI
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Wird
Gleichung V in Gleichung VI eingesetzt, handelt es sich bei der
resultierenden Gleichung um den Strom I, den Abstand D und den Radius
Rn, wie es in Gleichung VII gezeigt ist.
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Gleichung VII
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Vn = (Sn × μ × I × D)/Rn 2
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Wobei
der radiale Abstand Rn der Abstand von der Mitte des Leiters 52 zu
der Mittellinie des Magneterfassungselements ist, das durch n bezeichnet ist.
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Der
radiale Abstand Rn ist abhängig
von dem Abstand D, einem Versatzabstand X und einem Beabstandungsabstand
Am über
den Lehrsatz von Pythagoras, wobei der Abstand D der Abstand von der
Mitte des Leiters 52 zu der oberen Hauptoberfläche 56 ist,
der Versatzabstand X der Abstand in die x-Richtung von dem Leiter 52 zu
der Mittellinie des Magneterfassungselements 54a ist und
der Beabstandungsabstand Am der Abstand zwischen Mittellinien der
Magneterfassungselemente 54a–54c ist. Bei einem
Ausführungsbeispiel
ist der Beabstandungsabstand Am bis zu einer geometrischen Genauigkeit
im Nanometerbereich bekannt.
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Wenn
in Gleichung VII Rn von dem Abstand D, dem Versatzabstand X und
dem Beabstandungsabstand Am abhängig
ist, ist die Empfindlichkeit Sn bis zu der Genauigkeit bekannt,
die über
Fertigung oder Kalibrierung bei dem Fertigungsprozess erreicht wird,
ist die Permittivität „u” bekannt
und ist der Mittellinienabstand Am bis zu der lithographischen Präzision des
Fertigungsprozesses bekannt. Dies lässt die drei Unbekannten Strom
I, Abstand D und Versatzabstand X übrig.
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Es
werden zumindest drei Gleichungen benötigt, um den Strom I zu messen
und die Kalibrierungswerte des Abstandes D und des Versatzabstandes
X zu bestimmen. Um zumindest drei Gleichungen zu erhalten, verwendet
die Steuerschaltung zumindest drei erfasste Signale Vn von drei
unterschiedlichen Magneterfassungselementen 54a–54c. Die
Steuerschaltung bestimmt den Strom I und die Kalibrierungswerte
des Abstandes D und des Versatzabstandes X aus diesen drei oder
mehr Gleichungen. Mit diesen drei Kalibrierungswerten hat die Steuerschaltung
die zweidimensionale Position der Magneterfassungselemente 54a–54c relativ
zu dem Leiter 52 bestimmt.
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Drei
Beispielgleichungen, die gelöst
werden können,
um den Strom I zu messen und die Kalibrierungswerte des Abstandes
D und des Versatzabstandes X zu bestimmen, sind in Gleichungen VIII–X gezeigt.
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Gleichung VIII
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V1(I, D, X) = (S1 × μ × I × D)/(√D² + X²)²
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Gleichung IX
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V2(I, D, X) = (S2 × μ × I × D)/(√D² + (X + A₁)²)²
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Gleichung X
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V3(I, D, X) = (S3 × μ × I × D)/(√D² + (X + A₁ + A₂)²)²
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
bestimmt die Steuerschaltung die Kalibrierungswerte des Abstandes
D und des Versatzabstandes X jedes Mal, wenn der Strom I gemessen
wird. Bei anderen Ausführungsbeispielen
verwendet die Steuerschaltung vorhergehend bestimmte Kalibrierungswerte
des Abstandes D und des Versatzabstandes X und bestimmt den Strom
I aus einem oder mehreren neuen Messsignalen Vn.
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Selbst
falls sich der Leiter 52 bezüglich der Magneterfassungselemente 54a–54c bewegt,
wird somit der Strom I durch Bestimmen der Kalibrierungswerte des
Abstandes D und des Versatzabstandes X genau gemessen. Auch wird
der Strom I ohne eine Magnetfeldführung gemessen, die dem System Kosten
hinzufügt.
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3A–3C sind
Diagramme, die ein Ausführungsbeispiel
eines Systems 100 darstellen, das einen Strom I, der durch
einen Leiter 102 geführt wird,
misst und die Kalibrierungswerte bestimmt, die die dreidimensionale
Position eines Magnetsensors 104 relativ zu dem Leiter 102 angeben.
Bei einem Ausführungsbeispiel
ist das System 100 dem System 20 von 1 ähnlich.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist
der Leiter 102 dem Leiter 22 ähnlich und ist der Magnetsensor 104 dem
Magnetsensor 24 ähnlich.
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Das
System 100 kann bei vielen Anwendungen verwendet werden,
einschließlich
Automobil- und Industrieanwendungen. Bei einem Ausführungsbeispiel
wird das System 100 verwendet, um einen Strom zu messen,
der aus einer Automobilbatterie gezogen wird. Bei einem Ausführungsbeispiel
wird das System 100 verwendet, um einen Strom zu messen,
der einen oder mehrere Elektromotoren antreibt.
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3A ist
ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel
des Systems 100 darstellt, das einen Leiter 102,
einen Magnetsensor 104 und eine Steuerschaltung 106 umfasst.
Der Magnetsensor 104 ist an den Leiter 102 geklemmt
und die Steuerschaltung 106 ist mit dem Magnetsensor 104 über Signalwege bei 108 elektrisch
gekoppelt. Bei einem Ausführungsbeispiel
handelt es sich bei dem Leiter 102 um einen Draht. Bei
einem Ausführungsbeispiel
handelt es sich bei dem Leiter 102 um einen leitfähigen Streifen, wie
beispielsweise einen Metallstab oder Metallstreifen an einer Schaltungsplatine
oder einem anderen Substrat. Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Steuerschaltung 106 der
Steuerschaltung 28 ähnlich.
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Der
Magnetsensor 104 umfasst Magneterfassungselemente 110a–110i,
die mit 1–9
nummeriert sind. Jedes der Magneterfassungselemente 110a–110i ist
elektrisch über
die Signalwege bei 108 mit der Steuerschaltung 106 gekoppelt.
Bei einem Ausführungsbeispiel
sind die Magneterfassungselemente 110a–110i den Magneterfassungselementen 30a–30d ähnlich.
Bei einem Ausführungsbeispiel
befinden sich die Magneterfassungselemente 110a–110i und
die Steuerschaltung 106 an dem gleichen integrierten Schaltungschip.
Bei einem Ausführungsbeispiel
befinden sich die Magneterfassungselemente 110a–110i an
einem integrierten Schaltungschip und befindet sich die Steuerschaltung 106 an
einem anderen integrierten Schaltungschip.
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Der
Leiter 102 führt
den Strom I, der ein Magnetfeld B um den Leiter 102 herum
erzeugt. Die Magneterfassungselemente 110a–110i umfassen
das Magnetfeld B und liefern Signale, die der Stärke des Magnetfeldes B entsprechen.
Bei einem Ausführungsbeispiel
handelt es sich bei den Magneterfassungselementen 110a–110i um
Hall-Plattenerfassungselemente. Bei einem Ausführungsbeispiel handelt es sich
bei den Magneterfassungselementen 110a–110i um XMR-Erfassungselemente,
wie beispielsweise AMR-Erfassungselemente,
GMR-Erfassungselemente, TMR-Erfassungselemente oder CMR-Erfassungselemente.
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Die
Steuerschaltung 106 empfängt die Signale von jedem der
Magneterfassungselemente 110a–110i und bestimmt
die Kalibrierungswerte basierend auf den Signalen. Die Kalibrierungswerte
geben die Position der Magneterfassungselemente 110a–110i in
drei Dimensionen relativ zu dem Leiter 106 an. Die Steuerschaltung 106 verwendet
die Kalibrierungswerte, um den Strom I basierend auf den Signalen
zu bestimmen oder zu messen. Um den Strom I und die Position der
Magneterfassungselemente 110a–110i relativ zu dem
Leiter 102 in drei Dimensionen zu bestimmen, verarbeitet
die Steuerschaltung 106 die Signale von zumindest fünf unterschiedlichen
Magneterfassungselementen 110a–110i.
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Die
Steuerschaltung 106 misst den Strom I, wie es bei der Anwendung
nötig ist.
Bei einem Ausführungsbeispiel
misst die Steuerschaltung 106 den Strom I mehrere Male
zwischen Aktualisierungen der Kalibrierungswerte. Bei einem Ausführungsbeispiel bestimmt
die Steuerschaltung 106 die Kalibrierungswerte und den
Strom I jedes Mal, wenn der Strom I gemessen wird.
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Die
Position des Leiters 102 relativ zu den Magneterfassungselementen 110a–110i ist über Kalibrierungswerte
von Abständen
D1–D3
und Versatzabständen
X1–X3
angegeben. Die Abstände
D1–D3 sind
die Abstände
von der Mitte des Leiters 102 zu der oberen Hauptoberfläche 112 des
Magnetsensors 104 (und der Magneterfassungselemente 110a–110i).
Jeder der Abstände
D1–D3
wird von der Zeilenmittellinie von einer der Zeilen von Magneterfassungselementen 110a–110i zu
der Mitte des Leiters 102 gemessen. Diese Abstände D1–D3 unterscheiden
sich basierend auf der Neigung des Leiters 102 relativ
zu dem Magnetsensor 104. Die Versatzabstände X1–X3 geben
den Abstand an, um den der Leiter 102 in die x-Richtung
von dem Magnetsensor 104 versetzt ist. Jeder der Versatzabstände X1–X3 wird
von der Spaltenmittellinie zu der ersten Spalte von Magneterfassungselementen 110a–110i zu
der Mitte des Leiters 102 gemessen. Diese Abstände X1–X3 unterscheiden
sich basierend auf einer Divergenz des Leiters 102 relativ
zu dem Magnetsensor 104 in der x-y-Ebene. Jedes der Magneterfassungselemente 110a–110i ist
von benachbarten Magneterfassungselementen 110a–110i über einen
Beabstandungsabstand A getrennt, bei dem es sich um den Abstand
zwischen Mittellinien von Magneterfassungselementen 110a–110i handelt.
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Bei
diesem Beispiel ist jedes der Magneterfassungselemente 110a–110i empfindlich
für die x-Komponente
des Magnetfeldes B. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann jedes
der Magneterfassungselemente 110a–110i empfindlich
für eine
andere Komponente oder andere Komponenten des Magnetfeldes B sein.
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Die
Stärke
des Magnetfeldes B in der x-Richtung Bx über den Magnetsensor 104 hinweg
ist eine Funktion bzw. abhängig
von der Neigung des Leiters 102 relativ zu dem Magnetsensor 104 und
der Divergenz in der x-y-Ebene des Leiters 102 relativ
zu dem Magnetsensor 104. Somit kann jedes der Magneterfassungselemente 110a–110i eine
unterschiedliche Magnetfeldstärke
in der x-Richtung Bx erfassen.
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3B ist
ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel
eines Querschnitts des Leiters 102 und des Magnetsensors 104 darstellt.
Der Querschnitt des Magnetsensors 104 umfasst die Magneterfassungselemente 110a–110c,
die mit 1–3
nummeriert sind.
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Eine
Magnetfeldlinie des Magnetfeldes B schneidet das Magneterfassungselement 110a in
der Mitte des Magneterfassungselements 110a und die obere
Hauptoberfläche 112 des
Magnetsensors 104. Die x-Komponente des Magnetfeldes B
ist in Gleichung XI gezeigt.
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Gleichung XI
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Bxi1(R1, a1) = B(R1) × cosa1
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Wobei
B(R1) die Stärke
des Magnetfeldes B bei dem radialen Abstand R1 von der Mitte des
Leiters 102 zu dem Punkt bei der Mitte des Magneterfassungselements 110a und
an der oberen Hauptoberfläche 112 des
Magnetsensors 104 ist und der Winkel „a1” der Winkel zwischen der Magnetfeldlinie
des Magnetfeldes B und der oberen Hauptoberfläche 112 des Magnetsensors 104 an
diesem Punkt an der oberen Hauptoberfläche 112 des Magnetsensors 104 ist. Somit
ist Bxi1 die Stärke
des Magnetfeldes B in der x-Richtung, eingestellt auf die Neigung
des Leiters 102 relativ zu dem Magnetsensor 104 an
dem Magneterfassungselement 110a. Eine Gleichung ähnlich der
Gleichung XI kann für
jedes der anderen Magneterfassungselemente 110b–110i erhalten
werden, die mit 2–9
nummeriert sind.
-
3C ist
ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel
einer Draufsicht des Leiters 102 und des Magnetsensors 104 darstellt.
Die Draufsicht des Magnetsensors 104 umfasst die Magneterfassungselemente 110a, 110b, 110d und 110e,
die mit 1, 2, 4 bzw. 5 nummeriert sind. Die Magnetfeldlinie des
Magnetfeldes B schneidet das Magneterfassungselement 110a in
der Mitte des Magneterfassungselements 110a und an der
oberen Hauptoberfläche 112 des
Magnetsensors 104. Die x-Komponente des Magnetfeldes B
ist in Gleichung XII gezeigt.
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Gleichung XII
-
-
Bxd1(R1, b1) = B(R1) × cosb1
-
Wobei
B(R1) die Stärke
des Magnetfeldes B in dem radialen Abstand R1 von der Mitte des
Leiters 102 zu dem Punkt bei der Mitte des Magneterfassungselements 110a und
der oberen Hauptoberfläche 112 des
Magnetsensors 104 ist und der Winkel „b1” der Winkel zwischen der Magnetfeldlinie
des Magnetfeldes B und dem Magnetsensor 104 an diesem Punkt
in der x-y-Ebene ist. Somit ist Bxd1 die Stärke des Magnetfeldes B in der
x-Richtung, eingestellt auf die Divergenz des Leiters 102 relativ
zu dem Magnetsensor 104 in der x-y-Ebene. Eine Gleichung ähnlich der
Gleichung XII kann für
jedes der anderen Magneterfassungselemente 110b–110i erhalten
werden, die mit 2–9
nummeriert sind.
-
Die
Stärke
des Magnetfeldes B in der x-Richtung an dem Magneterfassungselement 110a,
mit Bx1 bezeichnet, ist abhängig
von beiden Winkeln „a1” und „b1”, wie es
in Gleichung XIII gezeigt ist.
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Gleichung XIII
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Bx1(R1, a1, b1) = B(R1) × cosa1 × cosb1
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Eine
Gleichung, wie beispielsweise die Gleichung XIII, kann für die x-Komponente
des Magnetfeldes B an jedem der anderen Magneterfassungselemente 110b–110i abgeleitet
werden, die mit 2–9 nummeriert
sind.
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Jedes
der Magneterfassungselemente 110a–110i erfasst die
x-Komponente des Magnetfeldes Bx an dem Magneterfassungselement
und liefert ein erfasstes Signal Vn, wobei n die Nummer des Magneterfassungselements
bezeichnet, das das erfasste Signal Vn liefert. Das erfasste Signal
Vn ist abhängig
von der x-Komponente des Magnetfeldes Bx an dem Magneterfassungselement
und der Sensitivität bzw.
Empfindlichkeit Sn des Magneterfassungselements, wie es in Gleichung
VI gezeigt ist. Das erfasste Signal V1 von dem Magneterfassungselement 110a ist
in Gleichung XIV gezeigt, und es kann eine Gleichung ähnlich der
Gleichung XIV für
die erfassten Signale Vn von jedem der anderen Magneterfassungselemente 110b–110i erhalten
werden, die mit 2–9
nummeriert sind.
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Gleichung XIV
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V1 = S1 × Bx1(R1, a, b)
= S1 × B(R1) × cosa1 × cosb1
-
In
Gleichung XIV ist die Stärke
des Magnetfeldes B in dem radialen Abstand R1 von der Mitte des
Leiters 102 zu einem Punkt bei der Mitte des Magneterfassungselements 110a in
Gleichung XV gezeigt.
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Gleichung XV
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-
Ferner
ist der Kosinus von „a1” in Gleichung XVI
gezeigt und ist der Kosinus von „b1” in Gleichung XVII gezeigt.
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Gleichung XVI
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Gleichung XVII
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Cosb1 = A/√A² + (X2 – X1)²
-
Wenn
die Gleichungen XV, XVI und XVII in Gleichung XIV eingesetzt werden,
ergibt Gleichung XVIII, wobei R1 über den Lehrsatz des Pythagoras berechnet
wird.
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Gleichung XVIII
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V1(D1, X1, X2, I) = (S1 × (μ × I) × D1 × A)/(R12 × √A² + (X2 – X1)²)
= (S1 × μ × I × D1 × A)/((D12 + X12) × √A² + (X2 – X1)²)
-
Somit
ist das erfasste Signal V1, das über das
Magneterfassungselement 110a erfasst wird, abhängig von
dem Abstand D1, den Versatzabständen X1
und X2 und dem gemessenen Strom I. Eine Gleichung ähnlich der
Gleichung XVIII für
jedes der anderen Magneterfassungselemente 110b–110i ist
unten in Gleichungen XIX–XXVI
gezeigt.
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Gleichung XIX
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V2(D1, X1, X2, I) = (S2 × μ × I × D1 × A)/((D12 + (X1 + A)2) × √A² + (X2 – X1)²)
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Gleichung XX
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V3(D1, X1, X2, I) = (S3 × μ × I × D1 × A)/((D12 + (X1 + (2 × A))2) × √A² + (X2 – X1)²)
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Gleichung XXI
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V4(D2, X1, X2, X3, I) = (S4 × μ × I × D2 × 2 × A)/((D22 + X22) × √(2A)² + (X3 – X1)²)
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Gleichung XXII
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V5(D2, X1, X2, X3, I) =
(S5 × μ × I × D2 × 2 × A)/((D22 + (X2 + A)2) × √(2A)² + (X3 – X1)²)
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Gleichung XXIII
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V6(D2, X1, X2, X3, I) =
(S6 × μ × I × D2 × 2 × A)/((D22 + (X2 + (2 × A))2) × √(2A)² + (X3 – X1)²)
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Gleichung XXIV
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-
V7(D3, X1, X2, X3, I) = (S7 × μ × I × D3 × A)/((D32 + X32) × √A² + (X3 – X2)²)
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Gleichung XXV
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V8(D3, X1, X2, X3, I) = (S8 × μ × I × D3 × A)/((D32 + (X3 + A)2) × √A² + (X3 – X2)²)
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Gleichung XXVI
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V9(D3, X1, X2, X3, I) = (S9 × μ × I × D3 × A)/((D32 + (X3 + (2 × A))2) × √A² + (X3 – X2)²)
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Die
Steuerschaltung 106 empfängt die Signale V1 bis V9 von
den Magneterfassungselementen 110a–110i und bestimmt
Kalibrierungswerte und misst den Strom I basierend auf den Signalen
V1–V9. Die
Steuerschaltung bestimmt Kalibrierungswerte für zwei oder mehr Abstände D1–D3 und
zwei oder mehr Versatzabstände
X1–X3.
Um den Strom I zu messen und zumindest vier Kalibrierungswerte zu
bestimmen, verarbeitet die Steuerschaltung 106 die Signale von
zumindest fünf
unterschiedlichen Magneterfassungselementen 110a–110i.
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Um
den Strom I zu messen und eine Anzahl unbekannter Kalibrierungswerte
CV (calibration values) zu bestimmen, verarbeitet im Allgemeinen
die Steuerschaltung, wie beispielsweise die Steuerschaltung 106,
die Signale von zumindest CV + 1 Magneterfassungselementen, wie
beispielsweise den Magneterfassungselementen 110a–110i.
Die Steuerschaltung verarbeitet die Signale von zumindest einem
Magneterfassungselement für
jeden Kalibrierungswert, der bestimmt werden soll, und den Strom, der
gemessen werden soll.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
empfängt
die Steuerschaltung 106 die Signale V1–V9 von den Magneterfassungselementen 110a–110i und
schließt die
kleinsten Signalpegel aus (verwendet dieselben nicht), wie beispielsweise
durch Ausschließen
der Signale, die Signalpegel unterhalb einer Signalpegelgrenze aufweisen.
Bei einem Ausführungsbeispiel empfängt die
Steuerschaltung 106 die Signale V1–V9 von den Magneterfassungselementen 110a–110i und
schließt
die Signale von Magneterfassungselementen 110a–110i,
die gesättigt
sind, aus. Bei einem Ausführungsbeispiel
empfängt
die Steuerschaltung 106 die Signale V1–V9 von den Magneterfassungselementen 110a–110i und
verwendet zumindest zwei der Signale V1–V9, die eine Signaldifferenz
aufweisen, die größer als
eine Signaldifferenzgrenze ist.
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4A–4C sind
Diagramme, die Magnetfeldverteilungen über ein Ausführungsbeispiel
eines Magnetsensors 200 hinweg darstellen. Ein stromführender
Leiter (der Deutlichkeit halber nicht gezeigt) überquert den Magnetsensor 200 von
der Mitte oben bei 202 zu der Mitte unten bei 204 in
einem Abstand über
dem Magnetsensor 200. Der stromführende Leiter erzeugt ein Magnetfeld,
das über
den Magnetsensor 200 verteilt ist.
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Jede
der 4A–4C zeigt
eine unterschiedliche Magnetfeldverteilung. In 4A ist
ein Strom I1 durch den Leiter in einem Abstand D1 über dem
Magnetsensor 200 getragen. In 4B ist
ein Strom I2, der geringer als der Strom I1 ist, durch den Leiter
in dem Abstand D1 über
dem Magnetsensor 200 getragen. In 4C ist
der Strom I1 durch den Leiter in einem Abstand D2, der größer als
der Abstand D1 ist, über
dem Magnetsensor 200 getragen.
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Der
Magnetsensor 200 umfasst Magneterfassungselemente 206a–206e,
die das Magnetfeld erfassen. Bei einem Aspekt nehmen der Magnetsensor 200 und
die Magneterfassungselemente 206a–206e ein Bild der
Magnetfeldverteilung über den
Magnetsensor 200 hinweg auf. Die zweidimensionale Position
der Magneterfassungselemente relativ zu dem Leiter kann unter Verwendung
zumindest dreier Signale von den Magneterfassungselementen 206a–206e erhalten
werden. Die dreidimensionale Position der Magneterfassungselemente
relativ zu dem Leiter kann unter Verwendung von zumindest fünf Signalen
von den Magneterfassungselementen 206a–206e erhalten werden.
Bei einem Ausführungsbeispiel
umfasst der Magnetsensor 200 weniger als fünf Magneterfassungselemente 206a–206e. Bei
einem Ausführungsbeispiel
umfasst der Magnetsensor 200 mehr als fünf Magneterfassungselemente 206a–206e,
wie beispielsweise 10, 100 oder mehr Magneterfassungselemente.
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4A ist
ein Diagramm, das den Magnetsensor 200 und das Magnetfeld
darstellt, das über den
Strom I1 erzeugt wird, der durch den Leiter in dem Abstand D1 von
dem Magnetsensor 200 getragen wird. Die Magneterfassungselemente 206a und 206d erfassen
im Wesentlichen die gleiche Magnetfeldstärke. Auch die Magneterfassungselemente 206c und 206e erfassen
im Wesentlichen die gleiche Magnetfeldstärke, die geringer als die Magnetfeldstärke ist,
die über
die Magneterfassungselemente 206a und 206d erfasst
wird. Das Magneterfassungselement 206b erfasst eine Magnetfeldstärke, die
geringer als die Magnetfeldstärke,
die über
die Magneterfassungselemente 206a und 206d erfasst
wird, und mehr als die Magnetfeldstärke ist, die über die Magneterfassungselemente 206c und 206e erfasst wird.
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4B ist
ein Diagramm, das den Magnetsensor 200 und das Magnetfeld
darstellt, das über den
Strom I2 erzeugt wird, der durch den Leiter in dem Abstand D1 von
dem Magnetsensor 200 getragen wird. Der Strom I2 ist geringer
als der Strom I1, der verwendet wird, um das in 4A gezeigte
Magnetfeld zu erzeugen, was dazu führt, dass die Stärke des
Magnetfeldes, das über
die Magneterfassungselemente 206a–206e in 4B erfasst
wird, geringer ist als die Stärke
des Magnetfeldes, das über
die Magneterfassungselemente 206a–206e in 4A erfasst
wird.
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In 4B erfassen
die Magneterfassungselemente 206a und 206d im
Wesentlichen die gleiche Magnetfeldstärke. Auch die Magneterfassungselemente 206c und 206e erfassen
im Wesentlichen die gleiche Magnetfeldstärke, die geringer als die Magnetfeldstärke ist,
die über
die Magneterfassungselemente 206a und 206d erfasst
wird. Das Magneterfassungselement 206b erfasst eine Magnetfeldstärke, die
geringer als die Magnetfeldstärke,
die über
die Magneterfassungselemente 206a und 206d erfasst wird,
und mehr als die Magnetfeldstärke
ist, die über die
Magneterfassungselemente 206c und 206e erfasst
wird.
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4C ist
ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel
des Magnetsensors 200 und eines Magnetfeldes darstellt,
das über
den Strom I1 erzeugt wird, der durch den Leiter in einem Abstand
D2 von dem Magnetsensor 200 geführt wird. Der Abstand D2 ist
größer als
der Abstand D1, der verwendet wird, um das in 4A gezeigte
Magnetfeld zu erzeugen, was dazu führt, dass die Stärke des
Magnetfeldes, die über
die Erfassungselemente 206a–206e in 4C erfasst
wird, geringer ist als die Stärke
des Magnetfeldes ist, die über
die Magneterfassungselemente 206a–206e in 4A erfasst
wird.
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In 4C erfassen
die Magneterfassungselemente 206a und 206d im
Wesentlichen die gleiche Magnetfeldstärke. Auch die Magneterfassungselemente 206c und 206e erfassen
im Wesentlichen die gleiche Magnetfeldstärke, die geringer als die Magnetfeldstärke ist,
die über
die Magneterfassungselemente 206a und 206d erfasst
wird. Das Magneterfassungselement 206b erfasst eine Magnetfeldstärke, die
geringer als die Magnetfeldstärke,
die über
die Magneterfassungselemente 206a und 206d erfasst wird,
und mehr als die Magnetfeldstärke
ist, die über die
Magneterfassungselemente 206c und 206e erfasst
wird.
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Falls
die Stärke
des Magnetfeldes, die über die
Magneterfassungselemente 206a und 206d erfasst
wird, in 4B und 4C die
gleiche ist, können
auch erfasste Signale von den Magneterfassungselementen 206c und 206e verwendet
werden, um zwischen den Magnetfeldern in 4B und 4C zu
unterscheiden.
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5A und 5B sind
Diagramme, die ein Ausführungsbeispiel
eines Magnetsensors 300 und eine Platzierung oder Verwendung
von Magneterfassungselementen 302a–302e an dem Magnetsensor 300 darstellen.
Jede der 5A und 5B zeigt eine
unterschiedliche Platzierung der Magneterfassungselemente 302a–302e an
dem Magnetsensor 300. Bei jeder der 5A und 5B verläuft ferner ein
stromführender
Leiter parallel zu der linken Seite des Magnetsensors 300 in
einem Abstand über
dem Magnetsensor 300 und erzeugt der stromführende Leiter
ein Magnetfeld, das über
den Magnetsensor 300 hinweg verteilt ist.
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5A ist
ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel
der Platzierung der Magneterfassungselemente 302a–302e darstellt,
das gut zum Erfassen ausreichender Magnetfeldstärken und ausreichender Differenzen
einer Magnetfeldstärke
ist. Jedes der Magneterfassungselemente 302a–302e befindet
sich in einem Bereich, in dem die Magnetfeldstärke zum Erfassen und Liefern
eines ausreichenden erfassten Signals ausreichend ist. Ferner sind
zumindest einige der Magneterfassungselemente 302a–302e beabstandet,
um erfasste Signale zu liefern, die ausreichend unterschiedlich
zueinander sind.
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5B ist
ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel
der Platzierung der Magneterfassungselemente 302a–302e darstellt,
das nicht so gut zum Erfassen ausreichender Magnetfeldstärken und
ausreichender Differenzen einer Magnetfeldstärke ist. In 5B sind
die Magneterfassungselemente 302a und 302b zu
nahe aneinander, um erfasste Signale zu liefern, die ausreichend
unterschiedlich zueinander sind, derart, dass das Rauschen in dem
System die Informationen in den erfassten Signalen verschlechtern
kann. Ferner befinden sich die Magneterfassungselemente 302c und 302e in
Bereichen, in denen die Magnetfeld stärke zu gering ist, um nützlich zu
sein, derart, dass das Rauschen in dem System die Informationen
in den erfassten Signalen verschlechtern kann.
-
Bei
einem Ausführungsbeispiel
eines Systems wählt
die Steuerschaltung Magneterfassungselemente, die bei der Messung
des Stroms I und der Bestimmung der Kalibrierungswerte verwendet
werden sollen, aus einer größeren Gruppe
von Magneterfassungselementen in dem Magnetsensor aus. Bei einem
Ausführungsbeispiel
bestimmt die Steuerschaltung, ob die erfassten Signale ausreichend
unterschiedlich sind, um bei der Messung des Stroms I und der Bestimmung
der Kalibrierungswerte verwendet zu werden. Bei einem Ausführungsbeispiel
verwendet die Steuerschaltung zumindest zwei erfasste Signale, die
eine Signaldifferenz aufweisen, die größer als eine Signaldifferenzgrenze
ist. Bei einem Ausführungsbeispiel
bestimmt die Steuerschaltung, ob die erfassten Signale ausreichend
groß sind,
um bei der Messung des Stroms I und der Bestimmung der Kalibrierungswerte
verwendet zu werden. Bei einem Ausführungsbeispiel schließt die Steuerschaltung
die kleinsten Signalpegel aus (verwendet dieselben nicht), wie beispielsweise
durch Ausschließen der
Signale, die Signalpegel unterhalb einer Signalpegelgrenze aufweisen.
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Ein
System, wie beispielsweise das System 20 und das System 100,
bestimmt Kalibrierungswerte, die die Position von Magneterfassungselementen relativ
zu dem Leiter angeben, der den gemessenen Strom I führt. Die
Magneterfassungselemente müssen
nicht präzise
positioniert und in Position gehalten sein, um den Strom I genau
zu messen, und das System verwendet keine Magnetfeldführung, die
dem Sensorsystem Kosten hinzufügt.
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Obwohl
spezifische Ausführungsbeispiele hierin
dargestellt und beschrieben wurden, ist es Durchschnittsfachleuten
auf dem Gebiet ersichtlich, dass eine Vielfalt anderer und/oder äquivalenter
Implementierungen die gezeigten und beschriebenen spezifischen Ausführungsbeispiele
ersetzen kann, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung
abzuweichen. Diese Anmeldung soll jegliche Adaptionen oder Variationen
der spezifischen Ausführungsbeispiele
abdecken, die hierin erörtert
sind. Daher ist beabsichtigt, dass diese Erfindung lediglich durch
die Ansprüche
und die Äquivalente
derselben begrenzt ist.