DE102018105857A1 - Apparatus for measuring electricity and method of manufacture - Google Patents

Abstract

Vorrichtung zum Messen von Strom, aufweisend einen streifenförmigen Träger, aufweisend mehrere, entlang der Längsachse L des Trägers angeordnete Abschnitte, wobei der Träger jeweils zwischen den Abschnitten an einer Faltlinie F quer zur Längsachse L in jeweils entgegengesetzter Richtung gefaltet ist und der Träger mit den gefalteten Abschnitten radial um eine zentrale Achse A herum sternförmig aufgefächert angeordnet ist, wobei auf zumindest einer Seite eines Abschnitts zumindest eine Planarspule angeordnet ist.Device for measuring current, comprising a strip-shaped carrier, comprising a plurality of sections arranged along the longitudinal axis L of the carrier, wherein the carrier is folded in each case between the sections on a folding line F transversely to the longitudinal axis L in respectively opposite direction and the carrier with the folded Sections radially arranged fanned around a central axis A around a star shape, wherein at least one planar coil is arranged on at least one side of a portion.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen von Strom, ein Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Durchführung einer Messung mit der Vorrichtung.The invention relates to a device for measuring current, a method for producing the device and a method for performing a measurement with the device.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Es kann oft erforderlich werden, bei einem Stromleiter wie z.B. einem Kabel oder einer Stromschiene neben der Prüfung einer anliegenden Spannung auch eine im Moment fließende, tatsächliche Stromstärke zu messen. Dieser Vorgang sollte, da er normalerweise im laufenden Betrieb erfolgt, möglichst einfach zu bewerkstelligen sein und daher keine Montagetätigkeiten erforderlich machen.It may often be necessary to use a current conductor such as To measure a cable or a busbar in addition to the test of an applied voltage and a currently flowing, actual current. This operation, since it is normally done during operation, should be as easy as possible to accomplish and therefore require no assembly operations.

Neben anderen an sich bekannten Messgeräten und -methoden eignen sich dafür auch Vorrichtungen, die auf dem Prinzip der Rogowski Spule basieren, sofern es sich dabei um die Messung eines Wechselstroms handelt.In addition to other measuring devices and methods known per se, devices which are based on the principle of the Rogowski coil are also suitable, insofar as this is the measurement of an alternating current.

Eine Rogowski Spule ist eine kreisringförmige Luftspule, d.h. Windungen aus einem elektrischen Leiter sind um eine ringförmig verlaufende Achse um ein nicht ferromagnetisches Material herum angeordnet.A Rogowski coil is an annular air coil, i. Windings of an electrical conductor are arranged around an annular axis about a non-ferromagnetic material around.

Um einen Strom I_L in einem stromführenden Leiter mit Wechselspannung zu messen, wird eine derartig aufgebaute Rogowski Spule um den stromführenden Leiter herum angeordnet. Liegt eine Wechselspannung an, so wird dabei um den Leiter herum ein zum Stromfluss proportional veränderliches Magnetfeld aufgebaut. Dieses wechselnde Magnetfeld wirkt auf die Rogowski Spule ein und induziert eine Spannung Ui. Je mehr Windungen die Spule hat, umso größer ist die Spannung Ui.In order to measure a current I _L in a current-carrying conductor with AC voltage, such a constructed Rogowski coil is arranged around the current-carrying conductor. If an alternating voltage is applied, a magnetic field proportional to the flow of current is built up around the conductor. This alternating magnetic field acts on the Rogowski coil and induces a voltage Ui. The more turns the coil has, the greater the voltage Ui.

Diese Spannung Ui ist unter Bildung des Zeitintegrals proportional zur Stärke des Leitungsstroms I_L und kann so über die Anschlüsse der Spule abgegriffen und zur Messung der Stromstärke I_L herangezogen werden.This voltage Ui is proportional to the magnitude of the line current I _L to form the time integral and can be tapped off across the terminals of the coil and used to measure the current I _L.

Vorrichtungen und Messgeräte zum Messen von Wechselströmen nach dem Prinzip der Rogowski Spule sind bekannt. Die mit einem Draht auf einem Wickelkörper ausgeführten Spulen sind jedoch aufwendig herzustellen und benötigen einen großen Bauraum.Devices and measuring devices for measuring alternating currents according to the principle of the Rogowski coil are known. The running with a wire on a bobbin coils are expensive to produce and require a large amount of space.

Es sind aber auch bereits Ausführungen auf Leiterplattenbasis bekannt. Die US 5 414 400 A offenbart eine Spule, die durch die auf den Außenseiten einer Leiterplatte radial angeordneten Leiterbahnen gebildet ist, wobei Leiterbahnen einer Oberseite mit Leiterbahnen einer Unterseite über Durchkontaktierungen miteinander verbunden sind und dabei sternförmige Windungen um eine zentrale, kreisförmige Aussparung in der Leiterplatte bilden.But there are already known PCB-based versions. The US 5,414,400 A. discloses a coil which is formed by the on the outer sides of a circuit board radially arranged conductor tracks, wherein tracks of a top side with tracks of a bottom via vias are interconnected and thereby form star-shaped windings around a central, circular recess in the circuit board.

Auch die EP 1 012 609 B1 schlägt eine Messvorrichtung in Form einer Rogowski-Spule mit einer sternförmig auf einer Leiterplatte angeordneten Wicklung vor.Also the EP 1 012 609 B1 proposes a measuring device in the form of a Rogowski coil with a winding arranged in a star shape on a printed circuit board.

Die EP 0 587 491 B1 schlägt eine mehrlagige Rogowski-Spule mit einem Leiterplattenstapel vor, deren Wicklungen jeweils auf einer Leiterplatte radial und sternförmig verlaufen, wobei benachbarte Leiterplatten und die von ihnen getragenen Wicklungen durch Abstandshalter elektrisch zu einer Einheit verbunden sind. The EP 0 587 491 B1 proposes a multilayer Rogowski coil with a stack of printed circuit boards whose windings each extend radially and radially on a printed circuit board, adjacent printed circuit boards and the windings carried by them being electrically connected by spacers to form a unit.

Nachteilig ist, dass die Vorrichtungen teils aufwendig und damit teuer hergestellt werden müssen, die Anzahl der Windungen teilweise begrenzt ist und somit kein sehr großer Messwertstrom Ui bereitgestellt wird oder ein größerer Bauraum erforderlich ist, sowie, dass der stromführende Leiter immer durch die Mitte der ringförmigen und normalerweise geschlossenen Spule geführt werden muss. Bei Einzelmessungen fällt daher immer ein Montageaufwand an, den Leiter an einem Ende zu lösen, die Messvorrichtung zu platzieren, und danach den Leiter zur Messung des durchfließenden Stroms wieder anzuschließen.The disadvantage is that the devices must be partly made expensive and therefore expensive, the number of turns is partially limited and thus no very large measured value Ui is provided or a larger space is required, and that the current-carrying conductor always through the center of the annular and normally closed coil must be performed. For individual measurements, therefore, an assembly effort is always required to release the conductor at one end, to place the measuring device, and then to reconnect the conductor for measuring the current flowing through.

DE 10 16 13 370 A1 offenbart eine mit einem Leiterplattenstapel realisierte Spule, wobei der Stapel anhand eines Drehgelenks geöffnet werden und so seitlich ein Stromleiter in der Mitte der Spule platziert werden kann. Die beiden Hälften werden auch über das Gelenk elektrisch miteinander verbunden. Nachteilig ist hier aber auch die aufwendige Herstellung. DE 10 16 13 370 A1 discloses a coil realized with a printed circuit board stack, wherein the stack is opened by means of a rotary joint and so a side of a current conductor can be placed in the middle of the coil. The two halves are also connected electrically via the joint. The disadvantage here but also the complex production.

Aufgabenstellung task

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Messung von AC-Strömen nach dem Prinzip einer Rogowski Spule mit möglichst vielen Windungen in einer kompakten und preisgünstigen Ausführung zu realisieren, welche einfach und direkt an einem zu erfassenden, elektrischen Leiter positioniert werden kann.The invention has for its object to realize a device for measuring AC currents on the principle of a Rogowski coil with as many turns in a compact and inexpensive design, which can be easily and directly positioned on an electrical conductor to be detected.

Lösung der AufgabeSolution of the task

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zum Messen von Strom, einem Verfahren zu Herstellen der Vorrichtung und einem Verfahren zur Durchführung einer Messung mit der Vorrichtung gemäß den Gegenständen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.The object is achieved by a device for measuring current, a method for manufacturing the device and a method for performing a measurement with the device according to the subjects of the independent claims. Preferred developments are described in the subclaims.

Die Erfindung schlägt gemäß einem ersten Aspekt eine Vorrichtung vor, die einen streifenförmigen Träger aufweist, mehrere, entlang der Längsachse des Trägers angeordnete Abschnitte, wobei der Träger jeweils zwischen den Abschnitten an einer Faltlinie quer zu seiner Längsachse in jeweils entgegengesetzter Richtung zickzack gefaltet ist und der Träger mit den gefalteten Abschnitten radial um eine zentrale Achse herum sternförmig aufgefächert angeordnet ist, wobei auf zumindest einer ersten Seite eines Abschnitts zumindest eine Planarspule angeordnet ist.According to a first aspect, the invention proposes a device comprising a strip-shaped carrier, a plurality of sections arranged along the longitudinal axis of the carrier, wherein the carrier is folded in each case in a zigzag manner between the sections on a fold line transversely to its longitudinal axis in each case in the opposite direction Carrier is arranged with the folded portions radially around a central axis in a star-shaped fanned, wherein on at least a first side of a section at least one planar coil is arranged.

Der damit erzielte Vorteil besteht darin, dass sich mit der Erfindung eine solche Vorrichtung sich in kleineren als auch in größeren Stückzahlen in der erforderlichen Präzision schnell und einfach mit bei der Leiterplattenherstellung bekannten und erprobten Technologien und Verfahren herstellen lässt und somit äußerst preiswert ist. Die Vorrichtung ist aufgrund der vielen möglichen Windungen genau und trotzdem kompakt. Die Vorrichtung ist so gestaltet, dass sie einfach geöffnet werden kann, so dass Messungen im laufenden Betrieb möglich sind ohne Notwendigkeit von aufwendigen Installationsarbeiten.The advantage thus achieved is that, with the invention, such a device can be produced quickly and simply with known and proven technologies and methods in smaller as well as larger quantities in the required precision, and thus is extremely inexpensive. The device is due to the many possible turns accurate and yet compact. The device is designed so that it can be easily opened so that measurements during operation are possible without the need for expensive installation work.

Vorteilhaft ist, dass auf einer zweiten Seite eines Abschnitts zumindest eine weitere Planarspule angeordnet ist.It is advantageous that at least one further planar coil is arranged on a second side of a section.

Weiter ist vorteilhaft, dass die zweite Seite entgegengesetzt zur ersten Seite angeordnet ist.It is also advantageous that the second side is arranged opposite to the first side.

Es kann vorteilhaft sein, dass die in Bezug zur Achse A an den außenliegenden Faltlinien F miteinander verbundenen Abschnitte an ihren einander zugewandten Flächen zumindest teilweise miteinander verbunden sind.It may be advantageous that in relation to the axis A on the outer fold lines F interconnected portions are at least partially connected to each other at their mutually facing surfaces.

Besonders vorteilhaft ist, dass erster Abschnitt und letzter Abschnitt des Trägers nicht miteinander verbunden sind, so dass dort zwischen ersten und letzten Abschnitt eine Öffnung angeordnet ist.It is particularly advantageous that the first portion and last portion of the carrier are not connected to each other, so that there is an opening between the first and last section.

Vorteilhaft ist, dass, dass der Träger so um die Achse A herum angeordnet ist, dass eine zentrale Aussparung als Sensorzelle zur Aufnahme eines Stromleiters gebildet ist.It is advantageous that, that the carrier so around the axis A is arranged around that a central recess is formed as a sensor cell for receiving a conductor.

Weiter ist von Vorteil, dass der Träger aus einem starrflexiblen, einem semiflexiblen und / oder einem flexiblen Material besteht.It is also advantageous that the carrier consists of a rigid-flexible, a semi-flexible and / or a flexible material.

Bevorzugt ist, dass das Material aus Polymid ist.It is preferred that the material is of polyimide.

Vorteilhaft ist, dass, dass der Träger 10 zwischen 0,2 - 3 mm, bevorzugt 0,5 - 2 mm, insbesondere bevorzugt 1 mm dick ist.It is advantageous that that the carrier 10 between 0.2-3 mm, preferably 0.5-2 mm, particularly preferably 1 mm thick.

Besonders bevorzugt ist, dass der Träger eine Leiterplatte ist.It is particularly preferred that the carrier is a printed circuit board.

In Weiterführung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Träger an zumindest einer Faltlinie F geschwächt ist, so dass der Träger dort leicht und / oder definiert gefaltet werden kann.In a continuation of the invention it is proposed that the carrier is weakened on at least one fold line F, so that the carrier can be folded there easily and / or defined.

Besonders vorteilhaft ist, dass die Planarspulen jeweils zumindest eine Windung aufweisen.It is particularly advantageous that the planar coils each have at least one turn.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass sich die Windungen der Planarspulen jeweils annähernd in der Ebene der Achse A erstrecken.In a further development of the invention, it is proposed that the turns of the planar coils each extend approximately in the plane of the axis A.

In nochmaliger Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Planarspulen neben der jeweils zumindest einen Windung weitere Windungen aufweisen. In a further development of the invention, it is proposed that the planar coils have, in addition to the respective at least one turn, further turns.

Es wird vorgeschlagen, dass die Windungen einer Spule weitestgehend den gleichen Abstand zueinander aufweisen.It is proposed that the turns of a coil have as far as possible the same distance from one another.

Es kann vorteilhaft sein, dass bei den Windungen einer Spule die Abstände zueinander und die Breite weitestgehend gleich groß sind.It may be advantageous that in the turns of a coil, the distances from each other and the width are largely the same size.

Es ist auch möglich und wird daher vorgeschlagen, dass die Windungen einer Planarspule annähernd spiralförmig verlaufen.It is also possible and therefore proposed that the turns of a planar coil be approximately spiral.

Es wird vorgeschlagen, dass die Windungen einer Planarspule annähernd konzentrisch verlaufen, eine Unterbrechung aufweisen und an der Unterbrechung ansetzend eine Verbindung zur nächsten Windung angeordnet ist.It is proposed that the turns of a planar coil run approximately concentrically, have an interruption and, at the interruption, a connection to the next turn is arranged.

Besonders bevorzugt ist, dass bei einem Abschnitt die Windungen der Planarspule der ersten Seite annähernd deckungsgleich mit den Windungen der Planarspule der zweiten Seite des Abschnitts sind.It is particularly preferred that in one section the turns of the planar coil of the first side are approximately congruent with the turns of the planar coil of the second side of the section.

Besonders vorteilhaft ist, dass die Spulen eines Abschnitts über zumindest eine durchkontaktierte Bohrung miteinander in Serie verschaltet sind, indem die Bohrung ein Ende einer Windung zumindest einer Spule der ersten Seite mit einem Ende einer Windung zumindest einer Spule der zweiten Seite elektrisch leitend miteinander verbindet.It is particularly advantageous that the coils of a section are interconnected in series via at least one plated-through hole in that the bore electrically conductively connects one end of a turn of at least one coil of the first side to one end of a turn of at least one coil of the second side.

Besonders vorteilhaft ist, dass die zumindest eine durchkontaktierte Bohrung die innen liegenden Enden der Windungen der Planarspulen eines Abschnitts miteinander verbindet.It is particularly advantageous that the at least one plated-through hole connects the inner ends of the turns of the planar coils of a section with each other.

Vorteilhaft ist, dass, dass zumindest eine Planarspule eines Abschnitts mit zumindest einer Planarspule eines benachbarten Abschnitts über einen Verbindungsleiter elektrisch leitend miteinander verbunden und in Serie geschaltet ist.It is advantageous that at least one planar coil of a section having at least one planar coil of an adjacent section is electrically conductively connected to one another via a connecting conductor and connected in series.

Es kann vorteilhaft sein, dass der Verbindungsleiter zwischen zwei benachbarten Abschnitten über die zwischen den Abschnitten befindliche Faltlinie F hinweg verläuft.It may be advantageous that the connecting conductor runs between two adjacent sections over the fold line F located between the sections.

Besonders vorteilhaft ist, dass die Verbindungsleiter zwischen den Planarspulen einzelner Abschnitte abwechselnd auf Seite oder auf Seite des Trägers ausgeführt sind.It is particularly advantageous that the connecting conductors between the planar coils of individual sections are carried out alternately on the side or on the side of the carrier.

Besonders bevorzugt ist, dass durch die miteinander in Serie verschalteten Spulen und deren radial um die Achse A erfolgte Anordnung eine Gesamtspule in Form eines Toroids gebildet ist.Particularly preferred is that by the interconnected in series coils and their radially around the axis A Arrangement taken a total coil is formed in the form of a toroid.

Es kann vorteilhaft sein, dass an zumindest einer Stelle innerhalb der Gesamtspule eine Anschlussleitung für die Masse (GND) ankontaktiert ist, so dass zumindest ein erster Messkreis MK1 und ein zweiter Messkreis MK2 gebildet sind.It may be advantageous that at least one point within the overall coil, a connection line for the mass ( GND ), so that at least one first measuring circuit MK1 and a second measuring circuit MK2 are formed.

Weiter ist von Vorteil kann sein, dass die Kontaktierung der Anschlussleitung für die Masse GND in der Mitte der Gesamtspule erfolgt.It is also advantageous that the contacting of the connecting cable for the mass GND done in the middle of the overall coil.

Es wird vorgeschlagen, dass zumindest ein Anschluss der Gesamtspule und / oder für die Masse GND zu einem freien Ende des Trägers herausgeführt ist.It is proposed that at least one connection of the entire coil and / or for the mass GND led out to a free end of the carrier.

Bevorzugt ist, dass die Windungen der Planarspulen, die Verbindungsleiter zwischen den Abschnitten und / oder die Anschlüsse als Leiterbahnen ausgeführt sind. It is preferred that the turns of the planar coils, the connecting conductors between the sections and / or the terminals are designed as strip conductors.

Besonders bevorzugt ist, dass die Leiterbahnen konventionell nass-chemisch, aus einer vollflächigen, elektrisch leitfähigen Beschichtung herausgearbeitet und / oder mit einem Drucker und einem elektrisch leitfähigen Medium gebildet sind.It is particularly preferred that the conductor tracks are conventionally wet-chemically, worked out from a full-area, electrically conductive coating and / or formed with a printer and an electrically conductive medium.

Weiter ist von Vorteil, dass die Leiterbahnen an ihren freien Außenflächen elektrisch isolierend beschichtet sind.It is also advantageous that the conductor tracks are coated on their free outer surfaces electrically insulating.

In einer Weiterführung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass an zumindest einem freien Ende des Trägers an den Anschlussleitungen für die Gesamtspule und / oder der Masse GND Anschlussdrähte und / oder Kontaktpads angeordnet sind. In a further development of the invention it is proposed that at least one free end of the carrier to the connecting lines for the entire coil and / or the mass GND Connecting wires and / or contact pads are arranged.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der gefaltete und sternförmige angeordnete Träger in einem Gehäuse montiert ist, so dass die gefalteten und sternförmig angeordneten Abschnitte zumindest bei einem geschlossenen Gehäuse gleichmäßig zueinander positioniert sind.In a further development of the invention it is proposed that the folded and star-shaped carrier arranged is mounted in a housing, so that the folded and star-shaped portions are positioned uniformly to each other at least in a closed housing.

Bevorzugt ist, dass der Träger mit den sternförmig angeordneten Abschnitten zumindest teilweise in dem Gehäuse fixiert ist.It is preferred that the carrier with the star-shaped portions is at least partially fixed in the housing.

Bevorzugt ist, dass das Gehäuse ein Scharnier aufweist, so dass sich das Gehäuse mitsamt dem darin befindlichen Träger öffnen und schließen lässt, so dass auf die Sensorzelle zum Einlegen oder Entnahme eines elektrischen Leiters zugegriffen oder die Vorrichtung um einen elektrischen Leiter herum positioniert werden kann.It is preferred that the housing has a hinge, so that the housing can be opened and closed together with the carrier therein, so that the sensor cell can be accessed for insertion or removal of an electrical conductor or the device can be positioned around an electrical conductor.

Bevorzugt ist, dass der Träger an zumindest eine Stelle verstärkt ist.It is preferred that the carrier is reinforced at least one point.

Besonders bevorzugt ist, dass sich bei dem geschlossenen Gehäuse die freien Enden des Trägers in unmittelbarer Nähe zueinander und annähernd parallel zueinander angeordnet sind.It is particularly preferred that in the closed housing, the free ends of the carrier are arranged in close proximity to each other and approximately parallel to each other.

Besonders bevorzugt ist, dass das Gehäuse im geschlossenen Zustand durch einen Verschluss fixierbar ist.It is particularly preferred that the housing can be fixed in the closed state by a closure.

Weiter ist von Vorteil, dass das Gehäuse Fixiermittel zur Fixierung eines eingelegten und umschlossenen Stromleiters aufweist.It is also advantageous that the housing has fixing means for fixing an inserted and enclosed current conductor.

Es kann vorteilhaft sein, dass das Gehäuse Vorrichtungen für die Ausleitung von Messwerten an eine Auswerteeinheit aufweist und / oder selbst über eine Auswerteeinheit verfügt.It can be advantageous that the housing has devices for the discharge of measured values to an evaluation unit and / or even has an evaluation unit.

Die Erfindung schlägt gemäß einem zweiten Aspekt ein Verfahren zum Herstellen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung vor mit den folgenden Schritten:

• - Bereitstellen eines Trägers,
• - Erzeugen der Planarspulen in den Abschnitten zumindest auf der ersten Seite des Trägers,
• - Erzeugen aller weiteren erforderlichen Leiterbahnen, insbesondere der Verbindungsleiter, der Teilerleitung und Anschlussleitungen
• - Einbringen der Bohrungen, Durchkontaktierungen sowie Herstellen der Serienschaltung,
• - Falten des Trägerstreifens
• - radiales Anordnen der gefalteten Abschnitte um eine zentrale Achse herum.

According to a second aspect, the invention proposes a method for producing a device according to the invention with the following steps:

• Providing a carrier,
• Generating the planar coils in the sections at least on the first side of the carrier,
• - Generating all other required interconnects, in particular the connecting conductor, the divider line and connecting cables
• - introducing the holes, vias and making the series circuit,
• - Wrinkles of the carrier strip
• radially arranging the folded sections about a central axis.

Vorteilhaft ist, dass nach dem Erzeugen von Planarspulen auf der Seite weitere Planarspulen in den Abschnitten auf der zweiten Seite des Trägers erzeugt werden.It is advantageous that, after the generation of planar coils on the side, further planar coils are produced in the sections on the second side of the carrier.

Es kann vorteilhaft sein, dass vor dem Erzeugen der Leiterbahnen und / oder vor dem Falten der Abschnitte die Faltlinien F geschwächt werden.It may be advantageous for the fold lines to be produced before the strip conductors are produced and / or before the sections are folded F be weakened.

Vorteilhaft ist, dass die Leiterbahnen für die Windungen sowie der Anschlüsse konventionell nass-chemisch erzeugt, aus einer vollflächigen, elektrisch leitfähigen Beschichtung herausgearbeitet und / oder mit einem Drucker und einem elektrisch leitfähigen Medium aufgedruckt werden.It is advantageous that the interconnects for the windings and the connections produced conventionally wet chemical, worked out of a full-surface, electrically conductive coating and / or printed with a printer and an electrically conductive medium.

Vorteilhaft ist, dass die Leiterbahnen an ihrer vom Träger entgegengesetzten Oberfläche elektrisch isoliert werden.It is advantageous that the conductor tracks are electrically insulated on their surface opposite from the carrier.

Es kann vorteilhaft sein, dass die Faltsegmente an ihren gegenüberliegenden Seiten zumindest teilweise miteinander verklebt werden.It may be advantageous for the folding segments to be glued together at least partially on their opposite sides.

Weiter wird vorgeschlagen, dass der Träger in einem Gehäuse montiert wird.It is further proposed that the carrier is mounted in a housing.

Die Erfindung schlägt gemäß einem dritten Aspekt ein Verfahren zur Durchführung einer Messung mit der erfindungsgemäßen Messvorrichtung mit folgenden Schritten vor:

• - Öffnen des Trägers oder des Gehäuses und einlegen eines elektrischen Leiters in die Sensorzelle oder positionieren der Vorrichtung um einen elektrischen Leiter, so dass der elektrische Leiter in der Sensorzelle positioniert ist,
• - verschließen des Trägers oder des Gehäuses,
• - Durchführen der Messung anhand einer Differenzsignalmethode

According to a third aspect, the invention proposes a method for carrying out a measurement with the measuring device according to the invention with the following steps:

• Opening the carrier or housing and inserting an electrical conductor into the sensor cell or positioning the device around an electrical conductor such that the electrical conductor is positioned in the sensor cell,
• closing the carrier or housing,
• - Performing the measurement using a difference signal method

Es ist vorteilhaft, dass vor Durchführung der Messung die beiden Messkreise MK1 und MK2 austariert werden.It is advantageous that before carrying out the measurement, the two measuring circuits MK1 and MK2 be balanced.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus den Schutzansprüchen, deren Wortlaut durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht wird. Die vorstehend genannten und die nachstehenden noch zu erläuternden Merkmale sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.Further features, details and advantages of the invention will become apparent from the claims, the wording of which is incorporated by reference into the content of the description. The abovementioned features and those to be explained below can be used not only in the particular combination indicated, but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the present invention.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den nachfolgenden Zeichnungen dargestellt und werden in der anschließenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are illustrated in the following drawings and are explained in more detail in the following description.

Hierbei zeigen:

• 1 perspektivische Ansicht eines streifenförmigen Trägers mit Planarspulen,
• 2 perspektivische Ansicht des Trägers aus 1 mit einem ersten teilweise gefalteten Abschnitt,
• 3 Profilansicht einer geschwächten Faltlinie,
• 4 Seitenansicht des Trägers mit einem ersten gefalteten Abschnitt,
• 5 Seitenansicht des Trägers aus 4 mit einer weiteren, entgegengesetzten Faltung des nächsten Abschnitts,
• 6 Seitenansicht des Trägers aus 5 mit einer fortgesetzten Zickzack Faltung der Abschnitte,
• 7 Seitenansicht des gefalteten Trägers aus 6,
• 8 Seitenansicht des gefalteten Trägers aus 7 in kreisförmiger Anordnung,
• 9 Seitenansicht eines streifenförmigen Trägers mit gefalteten Abschnitten,
• 10 Seitenansicht eines streifenförmigen Trägers mit gefalteten Abschnitten,
• 11 perspektivische, schematische Darstellung der Anordnung bzw. der Ausrichtung der Planarspulen,
• 12 perspektivische, schematische Darstellung der Bildung einer Toroidspule,
• 13 Seitenansicht eines Faltsegments,
• 14 Seitenansicht einer Gruppe von Faltsegmenten,
• 15 perspektivische Ansicht der sternförmig angeordneten Abschnitte eines Trägers,
• 16 Draufsicht auf eine Windung,
• 17 Draufsicht auf eine Windung,
• 18 Draufsicht auf eine Windung,
• 19 Draufsicht auf einen Streifen mit zwei Abschnitten,
• 20 Draufsicht auf Vorder- und Rückseite eines Trägers mit Abschnitten mit Planarspulen,
• 21 Schaltplan der Messvorrichtung bzw. Spule,
• 22 perspektivische, schematische Darstellung der Verschaltung,
• 23 Draufsicht auf einen Ausschnitt des Trägers,
• 24 Draufsicht auf einen Ausschnitt des Trägers,
• 25 Draufsicht auf einen Ausschnitt des Trägers,
• 26 Draufsicht auf einen Ausschnitt des Trägers
• 27 Draufsicht auf einen Ausschnitt des Trägers
• 28 schematische Darstellung der Verschaltung,
• 29 schematische Seitenansicht des gefalteten, 2-schichtigen Trägers aus 27,
• 30 schematische Seitenansicht des gefalteten, 2-schichtigen Trägers aus 29 in sternförmiger Anordnung,
• 31 Draufsicht auf eine Messvorrichtung mit Gehäuse,
• 32 Draufsicht auf die geöffnete Messvorrichtung der 31,
• 33 perspektivische Ansicht einer Messvorrichtung als Messzange.

Hereby show:

• 1 perspective view of a strip-shaped carrier with planar coils,
• 2 perspective view of the carrier 1 with a first partially folded section,
• 3 Profile view of a weakened fold line,
• 4 Side view of the carrier with a first folded section,
• 5 Side view of the carrier 4 with another, opposite fold of the next section,
• 6 Side view of the carrier 5 with a continued zigzag folding of the sections,
• 7 Side view of the folded carrier 6 .
• 8th Side view of the folded carrier 7 in a circular arrangement,
• 9 Side view of a strip-shaped carrier with folded sections,
• 10 Side view of a strip-shaped carrier with folded sections,
• 11 perspective, schematic representation of the arrangement or the orientation of the planar coils,
• 12 perspective, schematic representation of the formation of a toroidal coil,
• 13 Side view of a folding segment,
• 14 Side view of a group of folding segments,
• 15 perspective view of the star-shaped sections of a carrier,
• 16 Top view of a turn,
• 17 Top view of a turn,
• 18 Top view of a turn,
• 19 Top view of a strip with two sections,
• 20 Top view on front and back of a carrier with sections with planar coils,
• 21 Circuit diagram of the measuring device or coil,
• 22 perspective, schematic representation of the interconnection,
• 23 Top view of a section of the carrier,
• 24 Top view of a section of the carrier,
• 25 Top view of a section of the carrier,
• 26 Top view of a section of the carrier
• 27 Top view of a section of the carrier
• 28 schematic representation of the interconnection,
• 29 schematic side view of the folded, 2-layer carrier off 27 .
• 30 schematic side view of the folded, 2-layer carrier off 29 in a star-shaped arrangement,
• 31 Top view of a measuring device with housing,
• 32 Top view of the opened measuring device 31 .
• 33 Perspective view of a measuring device as a measuring clamp.

1 zeigt einen streifenförmigen Träger 10 mit mehreren, entlang der Längsachse L angeordneten Abschnitten 20. In den Abschnitten ist auf zumindest einer ersten Seite 21 des Trägers 10 jeweils eine Planarspule 30 angeordnet. 1 shows a strip-shaped carrier 10 with several, along the longitudinal axis L arranged sections 20 , In the sections is on at least a first page 21 of the carrier 10 one planar coil each 30 arranged.

In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass auch auf der zweiten Seite 22 des Trägers 10 weitere Planarspulen 30 angeordnet sind (2). Die Planarspulen sind hier nur schematisch dargestellt. Ausführungen zur Gestaltung der Spulen erfolgen später.In a further, preferred embodiment it is provided that also on the second side 22 of the carrier 10 more planar coils 30 are arranged ( 2 ). The planar coils are shown here only schematically. Designs for the design of the coils are made later.

Die Abschnitte 20 grenzen unmittelbar aneinander an und sind bevorzugt annähernd gleich groß bzw. entlang der Längsachse L gleich lang (1). Jeweils zwischen zwei Abschnitten ist in der Erstreckungsebene des Trägers 10 eine quer zur Längsachse L angeordnete Faltlinie F vorgesehen. Diese kann als schmale Linie oder auch als breiterer Biegebereich ausgestaltet sein, je nachdem, wie scharf die Biegung an der Faltlinie F gewünscht bzw. erforderlich ist und wie die Stärke und / oder die Elastizität des Materials des Trägers 10 ausfällt. Der Träger 10 kann zur Erleichterung der Biegung und / oder zum Erreichen einer definierten Biegung an den Faltlinien F auch an mindestens einer Seite 21, 22 geschwächt sein, etwa in Form einer linienförmigen oder bereichsförmigen Perforation oder in Form einer Einkerbung (3) oder auch zweier nah beieinander, parallel zueinander ausgeführten Einkerbungen (nicht dargestellt). Entsprechende Möglichkeiten sind dem Fachmann ausführlich bekannt.The sections 20 adjacent to each other directly and are preferably approximately equal or along the longitudinal axis L of equal length ( 1 ). Between each two sections is in the plane of extension of the carrier 10 one transverse to the longitudinal axis L arranged fold line F intended. This can be designed as a narrow line or as a wider bending region, depending on how sharp the bend on the fold line F is desired or required and how the strength and / or the elasticity of the material of the wearer 10 fails. The carrier 10 can also be on at least one side to facilitate the bending and / or to achieve a defined bend at the fold lines F 21 . 22 weakened, for example in the form of a linear or area-shaped perforation or in the form of a notch ( 3 ) or two close to each other, mutually parallel notches (not shown). Appropriate possibilities are well known to the skilled person.

Es ist vorgesehen, dass aneinander angrenzende Abschnitte 20 jeweils aufeinander zu gefaltet sind, wobei die Richtung R1, R2 des Faltens auf den benachbarten Abschnitt immer zur vorherigen Faltrichtung entgegengesetzt ist (2, 4 und 5), so dass insgesamt über alle Abschnitte 20 eines Trägers 10 eine Zickzack Faltung entsteht (6).It is envisaged that contiguous sections 20 are each folded towards each other, with the direction R1 . R2 folding on the adjacent section is always opposite to the previous folding direction ( 2 . 4 and 5 ), leaving a total of all sections 20 a carrier 10 a zigzag folding arises ( 6 ).

Die Abschnitte 20 eines so gefalteten Träger 10 bleiben an den Faltlinien F weiter mit den benachbarten Abschnitten 20 verbunden und lassen sich daher auf einer geraden Linie ziehharmonikaförmig (7) bzw. bei einer kreisförmigen Linie sternförmig anordnen (8). Bei der sternförmigen Anordnung entsteht in der Mitte als Messzelle 27 eine zentrale Öffnung, also dort wo später der zu vermessende elektrische Leiter positioniert wird. Die Messzelle ist von der Seite her durch eine Öffnung 26 erreichbar, da die Enden des Trägers 10 nicht miteinander verbunden sind und sich die Anordnung dort öffnen lässt.The sections 20 such a folded carrier 10 stay at the fold lines F continue with the adjacent sections 20 and can therefore be accordion-shaped on a straight line ( 7 ) or in a circular line in a star-shaped arrangement ( 8th ). In the star-shaped arrangement arises in the middle as a measuring cell 27 a central opening, ie where later the electrical conductor to be measured is positioned. The measuring cell is from the side through an opening 26 reachable as the ends of the carrier 10 are not connected to each other and the arrangement can be opened there.

Je nachdem, ob eine kleine oder große Anzahl von Abschnitten oder wie die Längen der Abschnitten 20 gewählt werden, werden sternförmige Anordnungen mit kleineren oder größeren äußeren und / oder inneren Durchmessern erreicht. Man kann erkennen, dass, je mehr Abschnitte 20 vorhanden sind und gefaltet werden, die Winkel W zwischen benachbarten Abschnitten kleiner werden (9 und 10). Werden die Längen der Abschnitte größer gewählt, wird ein kleinerer innerer Durchmesser (9 und 10) erreicht, als wenn die Längen der Abschnitte kleiner sind. (8).Depending on whether a small or large number of sections or how the lengths of the sections 20 are selected, star-shaped arrangements are achieved with smaller or larger outer and / or inner diameters. You can tell that, the more sections 20 are present and folded, the angles W become smaller between adjacent sections ( 9 and 10 ). If the lengths of the sections are chosen larger, a smaller inner diameter ( 9 and 10 ) is achieved as if the lengths of the sections are smaller. ( 8th ).

Bei insgesamt weniger Abschnitten 20 sind die Winkel W zwischen den Abschnitten 20 größer und es schneiden sich die Ebenen der Abschnitte entsprechend winklig (9), während mit zunehmender Anzahl der Abschnitte 20 die Winkel W kleiner werden und die Ebenen der Abschnitte 20 zunehmend annähernd parallel zueinander ausgerichtet sind (10).With fewer sections overall 20 are the angles W between the sections 20 larger and the planes of the sections intersect at an angle ( 9 ), while with increasing number of sections 20 the angles W become smaller and the levels of the sections 20 are increasingly aligned approximately parallel to each other ( 10 ).

In einer Ausführungsform werden Trägerstreifen mit ausreichender Länge für eine bevorzugt größere Anzahl von Abschnitten bereitgestellt, so dass die Ebenen einander benachbarter Abschnitte annähernd parallel zueinander ausgerichtet sind. Die Mittelachsen bzw. die Mittelpunkte von Planarspulen jeweils benachbarter Abschnitte sind annähernd auf einer gemeinsamen Linie, insbesondere auf einer kreisförmigen Linie K (10).In one embodiment, carrier strips of sufficient length are provided for a preferably larger number of sections such that the planes approximate adjacent sections are aligned parallel to each other. The central axes or the centers of planar coils of respectively adjacent sections are approximately on a common line, in particular on a circular line K ( 10 ).

Weiter sind die Ebenen der Abschnitte 20 annähernd in der Ebene der Achse A, die durch das Zentrum des sternförmig angeordneten Trägers führt, ausgerichtet. 11 zeigt schematisch die Anordnung der von den Abschnitten getragenen Planarspulen 30 mit gestrichelt dargestellten Ebenen der Abschnitte. Die Planarspulen liegen, zumindest annähernd bei einer größeren Anzahl von Abschnitten, in der Ebene der Achse A.Next are the levels of the sections 20 approximately in the plane of the axis A , which leads through the center of the star-shaped carrier, aligned. 11 schematically shows the arrangement of the planar coils carried by the sections 30 with dashed planes of the sections. The planar coils lie, at least approximately at a larger number of sections, in the plane of the axis A.

12 zeigt aus einer anderen Perspektive wiederum schematisch, dass die Mitten der um die Achse A auf den gefalteten Abschnitten 20 angeordneten Planarspulen 30 zumindest annähernd auf einer Kreislinie K liegen. Das bedeutet, dass auch alle anderen Punkte der so angeordneten Planarspulen 30 räumlich jeweils kreisförmig angeordnet sind und in ihrer Gesamtheit modellhaft einen kreisförmigen Volumenkörper, hier bei Verwendung von kreisförmigen Planarspulen einen Toroid ausbilden. Derart angeordnete und miteinander elektrisch leitend verbundene Planarspulen 30 ergeben so eine Toroidspule mit der sich im Zentrum befindlichen Messzelle 27 (15). 12 From another perspective again shows schematically that the centers of the around the axis A on the folded sections 20 arranged planar coils 30 at least approximately on a circle K lie. This means that all other points of the planar coils thus arranged 30 spatially each are arranged in a circle and in their entirety model a circular solid, here form a toroid when using circular planar coils. Arranged and electrically conductive connected planar coils 30 result in such a toroidal coil with the measuring cell located in the center 27 ( 15 ).

13 zeigt in einer Seitenansicht zwei zueinander benachbarte Abschnitte 20 in einer zuvor beschriebenen, sternförmigen Anordnung, die an ihren äußeren, vom Zentrum des Sterns bzw. der Messzelle 27 entfernt liegenden Faltlinien F miteinander verbunden sind. Immer zwei, an ihren äußeren, vom Zentrum 27 entfernt liegenden Enden miteinander verbundene Abschnitte 20 bilden ein Faltsegment 24. Die Faltlinie F ist hier beispielhaft als Zone von Perforationen dargestellt. 13 shows in a side view two adjacent sections 20 in a previously described, star-shaped arrangement, at its outer, from the center of the star or the measuring cell 27 lying away folding lines F are interconnected. Always two, at their outer, from the center 27 remote ends connected sections 20 form a folding segment 24 , The fold line F is exemplified here as a zone of perforations.

Auf den Seiten 21, 22 eines Abschnitts 20 ist jeweils zumindest eine Planarspulen 30 angeordnet, so dass sich Planarspulen 30 der innenliegenden Flächen eines Faltsegments 24 sowie Planarspulen 30 der außenliegenden Flächen benachbarter Faltsegmente 24 einander gegenüberliegen. Da sich die Planarspulen 30 durch die Faltung evtl. auch an ihren einander zugewandten Oberflächen berühren, ist vorzugsweise eine Isolierung 33 vorgesehen, damit sichergestellt ist, dass der Stromlaufpfad so wie vorgesehen alle Windungen aller Spulen 30 umfasst und sich nicht ungewollt abkürzt. Die Isolierung 33 kann als Lack oder auch als Folie nach dem Erzeugen der Planarspulen 30 aufgebracht werden und sind dem Fachmann hinlänglich bekannt.On the pages 21 . 22 a section 20 is in each case at least one planar coils 30 arranged so that planar coils 30 the inner surfaces of a folding segment 24 as well as planar coils 30 the outer surfaces of adjacent Faltsegmente 24 opposite each other. Because the planar coils 30 possibly also touching on their mutually facing surfaces by the folding, is preferably an insulation 33 is provided to ensure that the circuit path as intended all turns of all coils 30 includes and does not unintentionally abbreviate. The insulation 33 can be used as a varnish or as a foil after the planar coils have been produced 30 be applied and are well known to those skilled.

Die innenliegenden Flächen eines Faltsegments können zur gezielteren Ausrichtung auch aneinander fixiert, z.B. zumindest teilweise miteinander mit einem Klebstoff verklebt werden. Durch gezielte Auswahl der Klebefläche von Position und Größe her sowie durch den Verlauf der Schichtdicke können die Abschnitte eines Faltsegments recht genau zueinander positioniert und fixiert werden, insbesondere auch nachher im laufenden Betrieb, wenn die Vorrichtung bzw. der sternförmig angeordnete Träger 10 des Öfteren geöffnet und wieder geschlossen wird, um einen elektrischen Leiter einzulegen oder heraus zu nehmen. Auch kann der komplett gefaltete und angeordnete Träger mit einem formfesten, aber an den notwendigen Stellen flexiblen Material eingegossen oder eingeschäumt werden. Die sternförmige Anordnung des Trägers kann insgesamt so fixiert werden. 13 zeigt ein Beispiel mit einem an den unteren Bereichen mittels eines Klebstoffs 25 teilweise zusammengefügten Faltsegments 24.The inner surfaces of a folding segment can also be fixed to each other for more targeted alignment, for example, at least partially glued together with an adhesive. By selective selection of the adhesive surface of position and size as well as the course of the layer thickness, the sections of a folding segment can be positioned and fixed quite accurately to each other, especially after the operation, if the device or the star-shaped carrier 10 is often opened and closed again to insert or remove an electrical conductor. Also, the completely folded and arranged carrier can be poured or foamed with a dimensionally stable, but flexible in the necessary places material. The star-shaped arrangement of the carrier can be fixed as a whole. 13 shows an example with one at the lower areas by means of an adhesive 25 partially assembled folding segment 24 ,

14 zeigt beispielhaft 3 miteinander verbundene Faltsegmente 24. An der Basis 23 eines Faltsegments 24, d.h. an den innenliegenden, dem Zentrum bzw. der Messzelle 27 zugewandten Faltlinien F sind die Abschnitte 20 weiter mit jeweils benachbarten Abschnitten 20 bzw. weiteren Faltsegmenten 23 verbunden. Dies wird beidseitig bis zum jeweiligen Ende des Trägers (nicht dargestellt) fortgeführt. Aufgrund der sternförmig gefächerten Anordnung des Trägers sind die Faltsegmente 24 mit ihren mittleren Ebenen leicht winklig zueinander angeordnet. Die Mitten der auf den Abschnitten angeordneten Planarspulen befinden sich auf der Kreislinie K. Hier sind die innen liegenden Spulen 30 in einem elektrisch isolierenden Material vergossen, welches gleichzeitig die innenliegenden Seiten 22 eines Faltsegments 24 miteinander verklebt 25. Insgesamt ist es möglich, den ganzen sternförmig angeordneten Träger zu stabilisieren und in einem elastischen Material einzubetten, solange in der Mitte der Anordnung ein zu vermessender Stromleiter untergebracht werden kann. 14 shows by way of example 3 interconnected folding segments 24 , At the base 23 a folding segment 24 , ie at the inside, the center or the measuring cell 27 facing fold lines F are the sections 20 continue with each adjacent sections 20 or further folding segments 23 connected. This is continued on both sides to the respective end of the carrier (not shown). Due to the star-shaped arrangement of the carrier are the folding segments 24 with their middle levels slightly angled to each other. The centers of the planar coils arranged on the sections are on the circular line K , Here are the inner coils 30 encapsulated in an electrically insulating material, which at the same time the inner sides 22 a folding segment 24 Overall, it is possible to stabilize the entire star-shaped carrier and embed in an elastic material, as long as in the middle of the arrangement, a current conductor to be measured can be accommodated.

15 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines gefalteten Trägers 10 mit sternförmig um eine zentrale Achse A angeordneten Faltsegmenten 24. Die Faltsegmente 24 lassen dabei eine zentrale Öffnung als Messzelle 27 frei, in die ein elektrischer Leiter, z.B. ein Abschnitt eines Kabels 40 entlang der Achse A eingebracht ist. Um den, von der Anordnung umschlossenen, elektrischen Leiter 40 bilden die gefalteten Abschnitte die Segmente 24 eines ringförmigen Raumkörpers. Bei entsprechender Verschaltung der auf den Abschnitten befindlichen Planarspulen 30 miteinander ergibt dies im Endergebnis eine Gesamtspule bzw. eine Ringkernspule 50. Zur besseren Übersicht wurden nur vereinzelt Planarspulen 30 auf den Abschnitten 20 dargestellt. Ansonsten enthält jeder Abschnitt 20 zumindest eine Planarspule 30. 15 shows an embodiment of a folded carrier 10 with folding around a central axis A arranged folding segments 24 , The folding segments 24 leave a central opening as a measuring cell 27 free, into which an electrical conductor, eg a section of a cable 40 along the axis A is introduced. Around the, enclosed by the arrangement, electrical conductor 40 the folded sections form the segments 24 an annular space body. With appropriate interconnection of the planar coils located on the sections 30 together this results in the final result of a total coil or a Toroidal coil 50 , For a better overview, only a few planar coils were used 30 on the sections 20 shown. Otherwise, each section contains 20 at least one planar coil 30 ,

Im Vergleich zu anderen Spulen besteht eine Planarspule nicht aus einer zylinderförmigen Wicklung mit einer Vielzahl von, entlang einer Achse jeweils seitlich versetzten Windungen (als eine Windung wird das Durchlaufen eines Winkels von 360 °verstanden), sondern die Windungen sind auf einem flachen Trägermaterial in einer Ebene angeordnet und verlaufen sich verkleinernd von außen nach innen oder umgekehrt. Die Windungen sind dann zumeist auch nicht wie herkömmlich aus Draht, sondern wird aus einer Leiterbahn gebildet. Die Leiterbahn kann herkömmlich nass chemisch erzeugt, aus einer vollflächigen, elektrisch leitfähigen Beschichtung herausgearbeitet oder drucktechnisch mit einer leitfähigen Paste oder einem Drucker, bevorzugt einem Tintenstrahldrucker und einer elektrisch leitfähigen Tinte hergestellt werden. Der Träger ist dann bevorzugt aus einem bewährtem Leiterplattenmaterial. Das Leiterplattenmaterial des Trägers weist hier bei der Erfindung starrflexible, flexible oder zumindest semiflexible Eigenschaften auf.Compared to other coils, a planar coil does not consist of a cylindrical winding having a plurality of turns each laterally offset along one axis (one turn being taken through an angle of 360 °), but the turns are on a flat substrate in one Plane arranged and run down in size from outside to inside or vice versa. The turns are then usually not as conventional wire, but is formed from a conductor. The conductor track can conventionally be produced wet chemically, produced from a full-surface, electrically conductive coating or produced by printing technology with a conductive paste or a printer, preferably an inkjet printer and an electrically conductive ink. The carrier is then preferably made of a proven printed circuit board material. The printed circuit board material of the carrier has rigidly flexible, flexible or at least semi-flexible properties in the invention.

Die 16 - 18 zeigen mehrere mögliche Formen der Windungen der Planarspulen auf. Auf die Darstellung des Trägers wurde hier verzichtet. 16 zeigt eine rechteckige oder annähernd quadratische Planarspule 30 mit einer konzentrisch von außen nach innen verlaufende Windung 31 mit mehreren Gängen. Die Ecken sind gerundet, wobei auch spitze bzw. 90° Ecken oder Ecken mit kleinere oder größeren Radien möglich wären.The 16 - 18 show several possible shapes of the turns of the planar coils. The representation of the carrier was omitted here. 16 shows a rectangular or approximately square planar coil 30 with a concentric from outside to inside winding 31 with several courses. The corners are rounded, whereby also pointed or 90 ° corners or corners with smaller or larger radii would be possible.

17 zeigt eine spiralförmige Planarspule 30 mit mehreren, kontinuierlich verlaufenden Windungen 31 von außen nach innen. 17 shows a spiral planar coil 30 with several, continuous turns 31 from the outside to the inside.

18 zeigt eine Planarspule 30 mit mehreren kreisförmigen Windungen, die an einer Stelle unterbrochen sind und dort über eine versatzartige Querverbindung in die nächstliegende Windung 31 übergehen. 18 shows a planar coil 30 with several circular windings which are interrupted at one point and there via an offset-like cross connection in the next turn 31 pass.

Alle gezeigten Windungen 30 haben in ihrem Zentrum jeweils mindestens eine durchkontaktierte Bohrung 32. Mit dieser Durchkontaktierung 32 sind die Windungen 31 durch den Träger hindurch mit einer Planarspule auf der Rückseite des Trägers elektrisch leitend verbunden (nicht dargestellt). In 18 ist eine doppelte Durchkontaktierung 32 gezeigt. Weiter sind die Planarspulen 30 bzw. die Windungen 31 jeweils über einen Verbindungsleiter 34 mit weiteren Planarspulen (nicht dargestellt) verbunden oder sind über die Verbindungsleiter 34 insgesamt in eine übergeordnete Schaltung (nicht dargestellt) eingebunden.All turns shown 30 have at least one through-hole in their center 32 , With this via 32 are the turns 31 through the carrier with a planar coil on the back of the carrier electrically connected (not shown). In 18 is a double via 32 shown. Next are the planar coils 30 or the turns 31 each via a connecting conductor 34 connected to other planar coils (not shown) or via the connection conductors 34 in total in a higher-level circuit (not shown) involved.

Gleichfalls möglich wären auch Planarspulen mit Windungen mit einer mehreckigen, einer rechteckigen oder auch einer dreieckigen Grundform.Also possible would be planar coils with turns with a polygonal, a rectangular or even a triangular basic shape.

Wie bereits erwähnt sind alle Planarspulen eines Trägerstreifens miteinander in Serie verschaltet. 19 zeigt in einer Draufsicht einen Ausschnitt eines Trägerstreifen 10 mit 2 dargestellten Abschnitten 20. Auf den Abschnitten 20 ist jeweils eine Planarspule 30 angeordnet. Die beiden auf der Vorderseite 21 des Trägerstreifens 10 angeordneten Spulen sind über einen Verbindungsleiter 34 elektrisch leitend miteinander verbunden. Der Verbindungsleiter 34 führt über die Faltlinie F hinweg und ist derart flexibel, dass eine Faltung wie beschrieben unbeschadet überstand wird. Die auf der Rückseite befindlichen Planarspulen, die direkt unter den Planarspulen 30 der Vorderseite 21 angeordnet und daher zeichnerisch nicht abgesetzt sind, sind ebenfalls jeweils zu einer weiteren Planarspule der Rückseite seitlich über einen Verbindungsleiter 34 elektrisch leitend miteinander verbunden. Die Verbindungsleiter 34 verlaufen zwischen den benachbarten Abschnitten 20 hinweg jeweils abwechselnd auf der Vorderseite 21 oder auf der Rückseite des Trägers 10.As already mentioned, all planar coils of a carrier strip are interconnected in series. 19 shows in a plan view a section of a carrier strip 10 with 2 sections shown 20 , On the sections 20 is in each case a planar coil 30 arranged. The two on the front 21 of the carrier strip 10 arranged coils are connected via a connecting conductor 34 electrically connected to each other. The connection conductor 34 leads over the fold line F and is so flexible that a folding as described is survived unscathed. The planar coils located on the back, directly under the planar coils 30 the front 21 are arranged and therefore not depreciated, are also each to a further planar coil of the back side over a connecting conductor 34 electrically connected to each other. The connection ladder 34 run between the adjacent sections 20 alternately on the front side 21 or on the back of the carrier 10 ,

Die 20 zeigt in einer Draufsicht einen größeren Ausschnitt eines Trägers 10 mit der Vorderseite 21 und der davon schematisch abgesetzt dargestellten Rückseite 22 mit derselben Blickrichtung. Die Planarspulen der Vorderseite 21 und der Rückseite 22 weisen die gleichen Abmessungen und die gleiche Form auf. Die Windungen liegen vorzugsweise direkt übereinander. Jeweils immer zwei Planarspulen einer Seite sind mit einem Verbindungsleiter 34 elektrisch leitend miteinander verbunden, wobei der Verbindungsleiter abwechselnd einmal auf der Vorderseite 21 und einmal auf der Rückseite 22 des Trägers 10 verläuft. Dort, wo auf einer Seite kein Verbindungsleiter 34 vorhanden ist, ist dieser auf der gegenüberliegenden Seite vorhanden. In 20 ist auf der oberen dargestellten Vorderseite 21 als weiterer elektrischer Anschluss der Teilerkontakt 35 dargestellt. Dieser fungiert in der übergeordneten Schaltung als GND bzw. kann dazu genutzt werden zwei Teilspulen bzw. zwei separate Messkreise MK1 und MK2 aufzusetzen (21). Auf der in 20 unten dargestellten Rückseite 22 ist der für die Gesamtschaltung notwendige rückführende Anschlusskontakt 38 gezeigt. Alle Windungen sowie Teilerkontakt und Anschlusskontakte sind vorzugsweise als Leiterbahnen ausgeführt. Die Herstellung von Leiterbahnen mittels herkömmlicher nasschemischer Verfahren oder per Fräsen, Laserscribing, Druck etc. sind dem Fachmann hinlänglich bekannt.The 20 shows in a plan view a larger section of a carrier 10 with the front 21 and the back of it schematically shown discontinued 22 with the same line of sight. The planar coils of the front 21 and the back 22 have the same dimensions and the same shape. The turns are preferably directly above one another. There are always two planar coils on each side with a connection conductor 34 electrically connected to each other, wherein the connecting conductor alternately once on the front 21 and once on the back 22 of the carrier 10 runs. There where on one side no connecting conductor 34 is present, this is present on the opposite side. In 20 is on the upper front side shown 21 as a further electrical connection the divider contact 35 shown. This acts in the parent circuit as GND or can be used to two sub-coils or two separate measuring circuits MK1 and MK2 set up ( 21 ). On the in 20 bottom side shown below 22 is the necessary for the overall circuit return terminal contact 38 shown. All turns and divider contact and connection contacts are preferably as interconnects executed. The production of printed conductors by means of conventional wet-chemical processes or by milling, laser scribing, printing, etc. are well known to the person skilled in the art.

21 zeigt ein vereinfachtes Schaltbild der Erfindung. Die miteinander in Serie verschalteten Planarspulen ergeben eine Gesamtspule 50. Die Gesamtspule weist zwei Anschlusskontakte 39 auf. Diese können entweder jeweils an einem Ende des Trägers angeordnet sein oder ein Kontakt wird zurückgeführt, so dass alle Kontakte an nur einem Ende zugänglich und damit einfacher zu handeln sind. Zwischen allen Planarspulen wird an einer Stelle eine weitere Leiterbahn ankontaktiert und als Teiler für 2 Teilspulen bzw. Teilmesskreise MK1 und MK2 oder als Masse (GND) verwendet. Damit sind 2 Messkreise angelegt, deren Werte bei der Durchführung der Messung jeweils getrennt ermittelt und miteinander verglichen Rückschlüsse auf die Stromstärke des stromdurchflossenen Leiters ermöglichen. Die Gesamtspule 50 bzw. die Messkreise MK1 und MK2 speisen ihre Signale an eine weitere Schaltung S weiter, etwa enthaltend einen Signalverstärker, einen Signalinverter o.ä., damit die Signale entsprechend zur Ableitung der gemessenen Stromstärke ausgewertet werden können. 21 shows a simplified circuit diagram of the invention. The planar coils interconnected in series result in a total coil 50 , The overall coil has two connection contacts 39 on. These can either be arranged in each case at one end of the carrier or a contact is returned, so that all contacts are accessible at only one end and thus easier to handle. Between all planar coils, another printed circuit is contacted at one point and as a divider for 2 partial coils or partial measuring circuits MK1 and MK2 or used as ground (GND). Thus, 2 measuring circuits are created whose values are determined separately when carrying out the measurement and, compared with each other, allow conclusions to be drawn about the current strength of the conductor through which current flows. The total coil 50 or the measuring circuits MK1 and MK2 feed their signals to a further circuit S, such as containing a signal amplifier, a signal inverter or the like, so that the signals can be evaluated according to the derivative of the measured current strength.

Anhand der 22, welche in einer perspektivischen Ansicht zwei benachbarte Abschnitte 20a, 20b zeigt, soll die serielle Schaltung und der Stromfluss der Planarspulen 30 genauer erklärt werden. Die Darstellung ist schematisch. So ist keine Faltung des hochkant gezeigten Trägers 10 dargestellt und es stimmen insbesondere die Relationen nicht. Z.B. ist die Dicke D des Trägers 10 für eine entzerrte und daher verbesserte Ansicht sehr viel dicker dargestellt worden, als das normalerweise der Fall wäre.Based on 22 which show two adjacent sections in a perspective view 20a . 20b shows, the serial circuit and the current flow of the planar coils 30 be explained in more detail. The illustration is schematic. So there is no folding of the upright shown carrier 10 and in particular the relations are not correct. For example, the thickness D of the carrier 10 for a rectified and therefore improved view much thicker than was normally the case.

Auf den beiden Abschnitten 20a, 20b sind die Spulen 30a, 30b, 30c sowie 30d angeordnet. Zur Verschaltung aller Planarspulen in Serie sind alle Spulen elektrisch leitend miteinander verbunden.On the two sections 20a . 20b are the coils 30a . 30b . 30c such as 30d arranged. For interconnecting all planar coils in series, all coils are electrically connected to each other.

Würde man die Spulen mit einer Spannung beaufschlagen und es würde ein Strom fließen, dann würde der Strom von einem benachbarten Abschnitt (hier nicht dargestellt) über den Verbindungsleiter 34a in die Spule 30a hineinfließen und den Windungen folgend von außen nach innen fließen.If one were to apply a voltage to the coils and a current would flow, then the current would flow from an adjacent section (not shown here) via the connection conductor 34a in the coil 30a flow in and flow from outside to inside following the turns.

In der Mitte der Spule 30a angekommen würde der Strom über die innenliegende Ankontaktierung der Leiterbahn an die durchkontaktierte Bohrung 32a von der Seite 22 zur Seite 21 fließen. Dort würde er die dortige, an die Bohrung 32a ankontaktierte Leiterbahn bzw. die Windungen der Spule 30b von innen nach außen durchlaufen und über die Verbindungsleitung 34b auf den Abschnitt 20b übersetzen.In the middle of the coil 30a The current would arrive via the internal Ankontaktierung the trace to the plated-through hole 32a of the page 22 to the side 21 flow. There he would the local, to the hole 32a Ankontaktierte trace or the turns of the coil 30b go through from inside to outside and over the connecting line 34b on the section 20b translate.

Die Windungen der dortige Spule 30c würde der Strom wieder von außen nach innen durchlaufen und über die weitere, durchkontaktierte Bohrung 32b wieder zurück zur Seite 21 des Trägers fließen. Nachdem er die dortige Spule 30d wiederum von innen nach außen durchlaufen hätte, würde er über die Verbindungsleitung 34c zum nächsten benachbarten Abschnitt (nicht dargestellt) übersetzen.The windings of the local coil 30c the current would again pass from outside to inside and over the further, through-hole 32b back to the side 21 flow of the carrier. After seeing the local coil 30d in turn would have gone through from the inside out, he would over the connecting line 34c translate to the next adjacent section (not shown).

Dies setzt sich über alle Abschnitte bzw. alle Planarspulen eines Trägers 10 fort. Auf diese Weise sind alle Spulen oder beliebig viele Spulen eines Trägers elektrisch leitend miteinander verbunden.This settles on all sections or all planar coils of a carrier 10 continued. In this way, all coils or any number of coils of a carrier are electrically connected to each other.

23 zeigt einen Träger 10, bei dem die Planarspulen 30 in einer weiteren Ausführungsform nur auf der Vorderseite 21 des Trägers aufgebracht sind. Lediglich die für die Serienschaltung der Planarspulen notwendigen Verbindungsleiter 34 sind teilweise auf der Rückseite angeordnet, genauer gesagt sind es die Verbindungsleiter 34 zwischen zwei Planarspulen 30 die jeweils über die innenliegenden und durchkontaktierten Bohrungen 32 miteinander verbunden sind. 23 shows a carrier 10 in which the planar coils 30 in a further embodiment only on the front side 21 the carrier are applied. Only the connection conductors necessary for the series connection of the planar coils 34 are partially arranged on the back, more precisely, they are the connecting conductors 34 between two planar coils 30 each via the internal and plated through holes 32 connected to each other.

Entsprechend dem vorherigen Ausführungsbeispiel würde der Strom bei einer angelegten Spannung und einem Stromfluss durch den Verbindungsleiter 34a auf der Seite 21 in die Spule 30a hineinfließen und den Windungen folgend von außen nach innen fließen (23). In der Mitte der Spule 30a angekommen würde der Strom über die innenliegende, durchkontaktierte Bohrung 32a von der Vorderseite 21 zur Rückseite fließen. Dort würde er über den dortigen Verbindungsleiter 34b zur nächsten durchkontaktierten Bohrung 32b weiterfließen und wieder zurück auf die Vorderseite 21 in die nächste Planarspule 30b geleitet werden und die Windungen von innen nach außen durchlaufen sowie über die Verbindungsleitung 34c auf den nächsten Abschnitt bzw. entsprechend durch alle weiteren Planarspulen fließen (nicht dargestellt).According to the previous embodiment, the current would be at an applied voltage and a current flow through the connection conductor 34a on the website 21 in the coil 30a flow in and flow from outside to inside following the turns ( 23 ). In the middle of the coil 30a the current would arrive via the inside, through-hole 32a from the front 21 flow to the back. There he would go over the local connection 34b to the next through-hole 32b continue to flow and back to the front 21 in the next planar coil 30b be passed and the turns from the inside to the outside and through the connecting line 34c to the next section or to flow through all other planar coils (not shown).

Wie bereits beschrieben wird der Träger zickzack gefaltet und sternförmig angeordnet, wobei die Abschnitte der jeweiligen Enden des Trägers zwar nicht miteinander verbunden sind, aber entsprechend so zueinander positioniert werden. An diesen freien Enden entsteht so eine Öffnung 26, womit sich später dort der streifenförmige Träger öffnen läßt, so dass dort ein elektrischer Leiter, z.B. ein Kabel eingelegt oder auch wieder entnommen werden kann, um mit der Vorrichtung einen Wechselstrom im elektrischen Leiter nach dem Prinzip der Rogowski Spule zu erfassen. Die Vorrichtung kann auch dazu benutzt werden, um um einen größeren, eher unbeweglichen elektrischen Leiter herum positioniert zu werden.As already described, the carrier is zigzag folded and arranged in a star shape, wherein the sections of the respective ends of the carrier, although not connected to each other, but are positioned according to each other. At these free ends so creates an opening 26 , with which later there the strip-shaped carrier can be opened, so that there is an electrical conductor, for example, a cable inserted or can be removed again, with the device an alternating current in the electrical conductor after the Principle of Rogowski coil to capture. The device can also be used to be positioned around a larger, more immovable electrical conductor.

24 zeigt eine weitere Ausführungsform des vorherigen Beispiels. Allerdings ist der Träger 10 so breit, dass Abschnitte 20 nicht nur in der Längsrichtung des Träges 10 hintereinander, sondern auch quer zur Längsrichtung L nebeneinander angeordnet sind. 24 shows a further embodiment of the previous example. However, the carrier is 10 so wide that sections 20 not only in the longitudinal direction of the support 10 one behind the other, but also transversely to the longitudinal direction L are arranged side by side.

Die auf den so zueinander angeordneten Abschnitten 20 enthaltenen Planarspulen 30 können in mehreren Varianten miteinander verschaltet werden.The on the thus arranged to each other sections 20 contained planar coils 30 can be interconnected in several variants.

Als ein Ausführungsbeispiel können auf einem Träger 10 mehrere separate gleiche oder auch ungleiche Toroidspulen bereitgestellt werden, z.B. Spulen mit unterschiedlicher Windungszahl. Dazu werden die in Längsrichtung des Trägers 10 jeweils auf einer Linie, sozusagen in einem „Strang“ angeordneten Planarspulen als Teil einer Spule gesehen und entsprechend miteinander lediglich über die quer zur Längsrichtung verlaufenden Faltlinien F von Abschnitt 20 zu Abschnitt 20 mit einem Verbindungsleiter 34 miteinander verbunden (24). Diese Ausführung kann mit Planarspulen auf nur einer Seite oder auch auf beiden Seiten des Trägers erfolgen, wobei die Durchkontaktierungen im Inneren einer Planarspule wie bereits beschrieben jeweils eine Planarspule auf der gegenüberliegenden Seite und nachfolgend einen Verbindungsleiter 34 oder direkt nur einen Verbindungsleiter 34 ankontaktiert und der Verbindungsleiter 34 dann weiter zum nächsten angrenzenden Abschnitt 20 geführt ist. Wird der Träger 10 dann anschließend an den Faltlinien F gefaltet und sternförmig angeordnet, so erhält man eine Anordnung mit 2 parallel zueinander ausgerichteten Toroidspulen (nicht dargestellt).As an embodiment, on a support 10 several separate identical or unequal Toroidspulen be provided, for example, coils with different number of turns. These are done in the longitudinal direction of the carrier 10 each seen on a line, so to speak in a "strand" arranged planar coils as part of a coil and corresponding to each other only over the transverse to the longitudinal direction fold lines F from section 20 to section 20 with a connection conductor 34 connected with each other ( 24 ). This embodiment can be carried out with planar coils on only one side or on both sides of the carrier, wherein the plated-through holes in the interior of a planar coil, as already described, each have a planar coil on the opposite side and subsequently a connecting conductor 34 or directly only one connection conductor 34 contacted and the connection conductor 34 then on to the next adjacent section 20 is guided. Will the carrier 10 then at the fold lines F folded and arranged in a star shape, we obtain an arrangement with 2 mutually parallel toroidal coils (not shown).

In Weiterbildung der letzten Ausführungsform können die einzelnen Stränge aus jeweils auf einer parallel zur Längsache L des Trägers 10 liegenden Linie und miteinander elektrisch leitend verbundenen Planarspulen auch wiederum miteinander in Serie geschaltet werden, so dass eine Gesamtspule aus allen Strängen gebildet wird ( 25). Dazu wird die letzte Planarspule 30d1 eines ersten Strangs mit der ersten Planarspule 30a2 des nächsten Strangs und so weiter verbunden. Die so miteinander verbundenen Stränge fungieren dann als Windungen. Je breiter der Streifen wird, umso mehr Abschnitte 20 würden sich quer zur Längsrichtung L nebeneinander anordnen lassen und umso mehr Windungen aus den einzelnen Strängen würde dann eine Gesamtspule erhalten.In a further development of the last embodiment, the individual strands can each consist of a parallel to Längsache L of the carrier 10 lying line and mutually electrically connected planar coils are also in turn connected to each other in series, so that a total coil is formed from all strands ( 25 ). This is the last planar coil 30d1 a first strand with the first planar coil 30a2 connected to the next strand and so on. The strands thus interconnected then act as turns. The wider the strip, the more sections 20 would be arranged transversely to the longitudinal direction L side by side and the more turns of the individual strands would then receive a total coil.

Die zwei vorherigen beschriebenen Beispiele passen also auch für Ausführungen mit beliebiger Breite des Trägers 10 und entsprechender Anzahl von quer zur Längsachse L des Trägers 10 nebeneinander angeordneten Planarspulen.The two examples described above thus also fit for versions with any width of the carrier 10 and corresponding number of transverse to the longitudinal axis L of the carrier 10 arranged side by side planar coils.

In einer weiteren Ausführungsform wird ein Träger mit zumindest 2 quer zur Längsachse L des Trägers 10 enthaltenen Abschnitten und entsprechenden Planarspulen 30 auf einer Seite des Trägers 10 bereitgestellt (26). Die Planarspulen 30 sind bei dieser Ausführung immer abwechselnd sowohl quer zu Längsachse L als auch parallel zur Längsachse L mit einem Verbindungsleiter 34 wie bereits weiter oben beschrieben miteinander verbunden. Anschließend wird der Träger zuerst längs an der Faltlinie F_L gefaltet, so dass die quer zur Längsachse enthaltenen Abschnitte übereinander liegen, entweder mit den enthaltenen Planarspulen 30 einander zu oder voneinander abgewandt. Anschließend wird der so gefaltete Träger 10 wie bereits oben beschrieben an den Faltlinien F_Q in jeweils wechselnden Richtungen R2 und R3 wieder zickzack gefaltet und sternförmig angeordnet (nicht dargestellt).In a further embodiment, a carrier is at least 2 transverse to the longitudinal axis L of the carrier 10 contained sections and corresponding Planarspulen 30 on one side of the carrier 10 provided ( 26 ). The planar coils 30 are always alternately both transversely to the longitudinal axis in this embodiment L as well as parallel to the longitudinal axis L with a connection conductor 34 as already described above interconnected. Subsequently, the carrier is first longitudinally along the fold line F _L folded, so that the sections contained transversely to the longitudinal axis are superimposed, either with the planar coils contained 30 facing each other or away from each other. Subsequently, the so-folded carrier 10 as already described above on the fold lines F _Q in each changing directions R2 and R3 again zigzag folded and arranged in a star shape (not shown).

27 zeigt die vorherige Ausführung mit an beiden Seiten des Trägers 10 angeordneten Planarspulen, wobei die auf der Oberseite 21 angeordneten Spulen jeweils über die Faltlinien F_Q und die auf der Unterseite angeordneten Spulen jeweils an der Faltlinie F_L mit einem Verbindungsleiter 34 miteinander verbunden sind. 27 shows the previous version with on both sides of the carrier 10 arranged planar coils, with the on the top 21 arranged coils each about the fold lines F _Q and the coils arranged on the underside each at the fold line F _L with a connection conductor 34 connected to each other.

28 zeigt schematisch die eben beschriebene Ausführung mit den auf einem Träger 10 enthaltenen Abschnitten mit jeweils einer Oberseite 21 und jeweils einer durch eine Diagonale getrennte Unterseite 22. Ein Verbindungsleiter 34 verläuft auf der Oberseite und kontaktiert eine Spule (nicht dargestellt). Analog zu dem bereits oben beschrieben Beispiel würde ein Strom zuerst auf der Oberseite 21 fließen, würde dann durch eine mit einem Kreuz symbolisierte Durchkontaktierung von der Oberseite 21 zur Unterseite 22 durchgeleitet werden, würde dort über die Faltinie F_L auf den quer zur Längsachse des Trägers 10 benachbarten Abschnitt weitergeleitet werden und würde dort mit einem Punkt symbolisierte Durchkontaktierung wieder auf die Vorderseite 21 geleitet werden, um dann über eine Faltlinie F_Q zum nächsten, parallel zur Längsachse des Trägers 10 benachbarten Abschnitt zu wechseln. Dies setzt sich so lange fort, bis alle Abschnitte eines Trägers durchlaufen sind. 28 shows schematically the embodiment just described with the on a support 10 contained sections, each with a top 21 and each one separated by a diagonal bottom 22 , A connecting conductor 34 runs on top and contacts a coil (not shown). Analogous to the example already described above, a current would be on top first 21 flow would then be through a through-hole symbolized by a cross from the top 21 to the bottom 22 would be passed through there, over the fold line F _L on the transverse to the longitudinal axis of the carrier 10 be forwarded to the adjacent section and there would be a dot symbolized via again on the front 21 to be guided then to a fold line F _Q to the next, parallel to the longitudinal axis of the carrier 10 change adjacent section. This continues until all sections of a wearer have passed through.

29 zeigt schematisch eine Seitenansicht eines entlang der Längsachse gefalteten Träger 10 mit zwei nunmehr übereinanderliegenden Teilschichten 10a und 10b, die nach der Längsfaltung nochmals zickzack gefaltet und anschließend sternförmig angeordnet wurden (30). 29 schematically shows a side view of a carrier folded along the longitudinal axis 10 with two now superimposed partial layers 10a and 10b , which were zigzag folded after the longitudinal folding and then arranged in a star shape ( 30 ).

31 zeigt eine Vorrichtung 100 zum Messen von Stromstärken eines Wechselstroms mit einem Gehäuse 60 und einer von dem Gehäuse zentralen Öffnung 27. Das Gehäuse 60 schützt den darin befindlichen Träger sowie dessen Abschnitte mitsamt den Planarspulen und hält die Abschnitte bzw. die Planarspulen in einer zumindest größtenteils oder annähernd definierten Position. Das Gehäuse 60 ist an einer Seite mit einem Klappscharnier 62 und auf der gegenüberliegenden Seite mit einem Verschluss 64 ausgestattet. 31 shows a device 100 for measuring currents of an alternating current with a housing 60 and a central opening of the housing 27 , The housing 60 protects the carrier therein and its sections together with the planar coils and holds the sections or the planar coils in an at least largely or approximately defined position. The housing 60 is on one side with a hinged hinge 62 and on the opposite side with a clasp 64 fitted.

In 32 ist der Verschluss entriegelt und das Gehäuse 60 geöffnet, so dass auf die zentrale Öffnung 27 zugegriffen werden kann. In der Praxis wird dort ein zu vermessender elektrischer Leiter eingelegt (nicht dargestellt) und das Gehäuse 60 wieder geschlossen, so dass die Abschnitte möglichst gleichmäßig um den Leiter herum angeordnet sind. Es sind zusätzlich Fixiermittel 66 z.B. in Form von Filzen oder geschäumten Elementen vorgesehen, die den eingelegten Leiter zusätzlich fixieren oder zentrieren, oder die eine an einem elektrischen Leiter angeordnete Vorrichtung 100 festklemmen und fixieren.In 32 the lock is unlocked and the case 60 open, leaving on the central opening 27 can be accessed. In practice, there is inserted an electrical conductor to be measured (not shown) and the housing 60 closed again, so that the sections are arranged as uniformly as possible around the conductor. There are also fixatives 66 For example, provided in the form of felts or foamed elements, which additionally fix or center the inserted conductor, or the one arranged on an electrical conductor device 100 clamp and fix.

Wird der elektrische Leiter mit einer Wechselspannung beaufschlagt und fließt aufgrund eines aktivierten Verbrauchers ein entsprechender Strom, so wird dabei um den elektrischen Leiter herum ein zum Stromfluss proportional veränderliches Magnetfeld aufgebaut. Dieses wechselnde Magnetfeld wirkt auf die Anordnung im Endeffekt einer Rogowski Spule ein und induziert eine Spannung Ui.If the electrical conductor is subjected to an alternating voltage and a corresponding current flows due to an activated consumer, a magnetic field proportional to the flow of current is thereby built up around the electrical conductor. This alternating magnetic field acts on the arrangement in the end effect of a Rogowski coil and induces a voltage Ui.

Diese Spannung Ui ist unter Bildung des Zeitintegrals proportional zur Stärke des Strom I_L im elektrischen Leiter und kann so über den Anschluss 68 der Vorrichtung 100 abgegriffen und zur Messung der Stromstärke I_L herangezogen werden.This voltage Ui is proportional to the magnitude of the current, forming the time integral I _L in the electrical conductor and so can over the connection 68 the device 100 tapped and used to measure the current I _L be used.

In 33 ist eine weitere Möglichkeit zur Gestaltung des Gehäuses 60 in Form einer Zange dargestellt, wobei die gefalteten Abschnitte in den Backen der Zange untergebracht sind. Die Backen umschließen die, für die Aufnahme des zu vermessenden elektrischen Leiters 40 vorgesehene, zentrale Öffnung 27. Eine Backe der Zange ist beweglich, so dass sich diese zur Einlage oder Entnahme des elektrischen Leiters 40 öffnen und schließen lässt. Die ermittelten Messergebnisse können wie in den vorher beschriebenen Figuren über einen Anschluss 68 ausgelesen werden oder können auch gleich durch eine integrierte Auswerteeinheit 70 ermittelt und angezeigt werden.In 33 is another way to design the case 60 represented in the form of a pair of pliers, wherein the folded portions are housed in the jaws of the pliers. The jaws enclose the, for receiving the electrical conductor to be measured 40 provided, central opening 27 , A jaw of the pliers is movable, so that these for insertion or removal of the electrical conductor 40 open and close. The determined measurement results can, as in the previously described figures via a connection 68 can be read out or even immediately by an integrated evaluation unit 70 determined and displayed.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

100100 Vorrichtungcontraption AA Achseaxis 1010 Trägercarrier F, F_L, F_Q F, F _L , F _Q Faltliniefold line 2020 Abschnittsection GNDGND MasseDimensions 2121 Vorderseitefront DD Dickethickness 2222 Rückseiteback LL Längsachselongitudinal axis 2323 BasisBase MK1, MK2MK1, MK2 Messkreismeasuring circuit 2424 FaltsegmentFaltsegment SS Schaltungcircuit 2525 Klebstoffadhesive 2626 Öffnungopening 2727 Sensorzellesensor cell 3030 Planarspulenplanar coils 3131 Windungconvolution 3232 Bohrungdrilling 3333 Isolierunginsulation 3434 Verbindungsleiterconnecting conductors 35 35 Teilerleitungdivider line 3737 Leiterbahnconductor path 3838 Anschlusskontaktconnection contact 3939 Kontaktpadcontact pad 4040 Stromleiter, zu messenderElectric conductor, to be measured 5050 Gesamtspuletotal coil 6060 Gehäusecasing 6262 Scharnierhinge 6464 Verschlussshutter 6666 Fixiermittelfixer 6868 Anschlussconnection 7070 Auswerteeinheitevaluation

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

• US 5414400 A [0008]US 5414400 A [0008]
• EP 1012609 B1 [0009]EP 1012609 B1 [0009]
• EP 0587491 B1 [0010]EP 0587491 B1 [0010]
• DE 101613370 A1 [0012]DE 101613370 A1 [0012]

Claims (18)

Vorrichtung (100) zum Messen von Strom, aufweisend einen streifenförmigen Träger (10), mehrere, entlang der Längsachse L des Trägers (10) angeordnete Abschnitte (20), wobei der Träger jeweils zwischen den Abschnitten (20) an einer Faltlinie (F) quer zu seiner Längsachse (L) in jeweils entgegengesetzter Richtung (R1, R2) zickzack gefaltet ist und der Träger (10) mit den gefalteten Abschnitten (20) radial um eine zentrale Achse (A) herum sternförmig aufgefächert angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf zumindest einer ersten Seite (21) eines Abschnitts (20) zumindest eine Planarspule (30) angeordnet ist.A device (100) for measuring current, comprising a strip-shaped carrier (10), a plurality of sections (20) arranged along the longitudinal axis L of the carrier (10), the carrier being arranged in each case between the sections (20) at a fold line (F). transverse to its longitudinal axis (L) in each opposite direction (R1, R2) is folded zigzag and the carrier (10) with the folded portions (20) arranged radially radially fanned around a central axis (A), characterized in that at least one planar coil (30) is arranged on at least one first side (21) of a section (20). Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer zweiten Seite (22) eines Abschnitts (20) zumindest eine weitere Planarspule (30) angeordnet ist.Device (100) according to Claim 1 , characterized in that on a second side (22) of a portion (20) at least one further planar coil (30) is arranged. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass erster Abschnitt (20) und letzter Abschnitt (20) des Trägers (10) nicht miteinander verbunden sind, so dass dort zwischen ersten und letzten Abschnitt (20) eine Öffnung (26) angeordnet ist.Device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the first section (20) and the last section (20) of the carrier (10) are not connected to one another, so that there is an opening (26) between the first and last section (20) ) is arranged. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (10) so um die Achse A herum angeordnet ist, dass eine zentrale Aussparung als Sensorzelle (27) zur Aufnahme eines Stromleiters (40) gebildet ist.Device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier (10) is arranged around the axis A such that a central recess is formed as a sensor cell (27) for receiving a current conductor (40). Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Windungen (31) der Planarspulen (30) jeweils annähernd in der Ebene der Achse A erstrecken.Device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the turns (31) of the planar coils (30) each extend approximately in the plane of the axis A. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulen (30) eines Abschnitts (20) über zumindest eine durchkontaktierte Bohrung (32) miteinander in Serie verschaltet sind, indem die Bohrung (32) ein Ende einer Windung (31) zumindest einer Spule (30) der ersten Seite (21) mit einem Ende einer Windung (31) zumindest einer Spule (30) der zweiten Seite (22) elektrisch leitend miteinander verbindet.Device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the coils (30) of a section (20) are connected to each other in series via at least one through-contacted bore (32) in that the bore (32) has one end of a turn (31 ) at least one coil (30) of the first side (21) with one end of a turn (31) of at least one coil (30) of the second side (22) electrically conductively interconnects. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Planarspule (30) eines Abschnitts (20) mit zumindest einer Planarspule (30) eines benachbarten Abschnitts (20) über einen Verbindungsleiter (33) elektrisch leitend miteinander verbunden und in Serie geschaltet ist.Device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one planar coil (30) of a section (20) with at least one planar coil (30) of an adjacent section (20) via a connecting conductor (33) electrically conductively connected to each other and in Series is switched. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die miteinander in Serie verschalteten Planarspulen (30) und deren radial um die Achse A erfolgte Anordnung eine Gesamtspule (50) in Form eines Toroids gebildet ist.Device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that a total coil (50) in the form of a toroid is formed by the planar coils (30) interconnected in series and their arrangement radially around the axis A. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest einer Stelle innerhalb der Gesamtspule (50) eine Teilerleitung (35) für die Masse (GND) ankontaktiert ist, so dass zumindest ein erster Messkreis (MK1) und ein zweiter Messkreis (MK2) gebildet sind.Device (100) according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one point within the total coil (50) a Teilerleitung (35) for the ground (GND) is contacted, so that at least a first measuring circuit (MK1) and a second Measuring circuit (MK2) are formed. Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der gefaltete und sternförmige angeordnete Träger (10) in einem Gehäuse (60) montiert ist, so dass die gefalteten und sternförmig angeordneten Abschnitte (20) zumindest bei einem geschlossenen Gehäuse gleichmäßig zueinander positioniert sind.Device (100) according to any one of the preceding claims, characterized in that the folded and star-shaped carrier (10) is mounted in a housing (60), so that the folded and star-shaped portions (20) at least in a closed housing evenly to each other are positioned. Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung (100) nach den Ansprüchen 1-10, mit den Schritten: - Bereitstellen eines Trägers (10), - Erzeugen der Planarspulen (30) in den Abschnitten (20) sowie alle weiteren erforderlichen Leiterbahnen (37), insbesondere der Verbindungsleiter (34), der Teilerleitung (35) und Anschlussleitungen (38) - Einbringen der Bohrungen (32), Durchkontaktierungen sowie Herstellen der Serienschaltung, - Falten des Trägerstreifens (100), - radiales Anordnen der gefalteten Abschnitte (20) um eine zentrale Achse (A) herum.Method for producing a device (100) according to Claims 1 - 10 comprising the steps of: - providing a carrier (10), - generating the planar coils (30) in the sections (20) and all other required printed conductors (37), in particular the connecting conductor (34), the divider line (35) and connecting lines ( 38) - inserting the holes (32), vias and making the series connection, - folding the carrier strip (100), - radially arranging the folded portions (20) about a central axis (A) around. Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Erzeugen der Leiterbahnen (37) und / oder vor dem Falten der Abschnitte (20) die Faltlinien (F) geschwächt werden.Method for producing a device (100) according to the preceding claim, characterized in that the fold lines (F) are weakened before the production of the strip conductors (37) and / or before the folding of the sections (20). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 11-12, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnen (37) konventionell nass-chemisch erzeugt, aus einer vollflächigen, elektrisch leitfähigen Beschichtung herausgearbeitet und / oder mit einem Drucker und einem elektrisch leitfähigen Medium aufgedruckt werden. Method according to one of the preceding Claims 11 - 12 , characterized in that the conductor tracks (37) conventionally produced wet-chemically, worked out of a full-surface, electrically conductive coating and / or printed with a printer and an electrically conductive medium. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 11-13, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnen (37) an ihrer vom Träger (10) entgegengesetzten Oberfläche elektrisch isoliert werden.Method according to one of the preceding Claims 11 - 13 , characterized in that the conductor tracks (37) are electrically insulated at their surface opposite from the carrier (10). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 11-14, dadurch gekennzeichnet, dass die Faltsegmente (24) an ihren gegenüberliegenden Seiten zumindest teilweise miteinander verklebt werden.Method according to one of the preceding Claims 11 - 14 , characterized in that the folding segments (24) are at least partially glued together at their opposite sides. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 11-15, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (10) in einem Gehäuse (60) montiert wird.Method according to one of the preceding Claims 11 - 15 , characterized in that the carrier (10) is mounted in a housing (60). Verfahren zur Durchführung einer Messung mit einer Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1-10, mit den Schritten: - Öffnen des Gehäuses 60 oder des Trägers (10), - Einlegen eines elektrischen Leiters (40) in die Sensorzelle (27) oder positionieren der Vorrichtung (100) um einen elektrischen Leiter (40) herum, so dass der elektrische Leiter (40) in der Sensorzelle (27) positioniert ist, - verschließen des Gehäuses (60) oder des Trägers (10), - Durchführen der Messung anhand einer Differenzsignalmethode.Method for carrying out a measurement with a device (100) according to one of the Claims 1 - 10 , comprising the steps of: - opening the housing 60 or the carrier (10), - inserting an electrical conductor (40) in the sensor cell (27) or positioning the device (100) around an electrical conductor (40), so that electrical conductor (40) is positioned in the sensor cell (27), - closing the housing (60) or the carrier (10), - performing the measurement using a differential signal method. Verfahren zur Durchführung einer Messung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Durchführung der Messung die beiden Messkreise MK1 und MK2 austariert werden.Method for carrying out a measurement according to the preceding claim, characterized in that before performing the measurement, the two measuring circuits MK1 and MK2 are balanced.

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