DE102022121177A1

DE102022121177A1 - Sensorvorrichtung und sensoranordnung zur ermittlung eines elektrisch induzierten magnetfeldes

Info

Publication number: DE102022121177A1
Application number: DE102022121177.0A
Authority: DE
Inventors: Jörg Franke
Original assignee: TDK Micronas GmbH
Current assignee: TDK Micronas GmbH
Priority date: 2022-08-22
Filing date: 2022-08-22
Publication date: 2024-02-22
Also published as: US20240061022A1; CN117607757A

Abstract

Eine Sensorvorrichtung (10; 110) und eine Sensoranordnung (210; 310; 410; 510) zur Ermittlung eines elektrisch induzierten Magnetfeldes werden offenbart. Die Sensorvorrichtung (10; 110) umfasst eine Stromschiene (15; 115; 215; 216; 315; 316; 415; 416; 515, 516) und einen auf der ersten Stromschienenfläche angeordneten ersten Magnetfeldsensor (31). Die Stromschiene (15; 115; 215; 216; 315; 316; 415; 416; 515, 516) weist eine Stromschienenlängsachse (151; 161; 1151), eine erste Stromschienenfläche (15a; 16a; 115a), eine erste Aussparung (21) und eine zweite Aussparung (22) auf. Die erste Aussparung (21) und die zweite Aussparung (22) erstrecken sich im Wesentlichen orthogonal zu der ersten Stromschienenfläche (15a; 16a; 115a). Die erste Aussparung (21) und die zweite Aussparung (22) sind entlang der Stromschienenlängsachse (151; 161; 1151) voneinander beabstandet. Der erste Magnetfeldsensor (31) ist über eine der ersten Stromschienenfläche (15a; 16a; 115a) zugewandte Fläche vollflächig auf der ersten Stromschienenfläche (15a; 16a; 115a) zwischen der ersten Aussparung (31) und der zweiten Aussparung (32) angeordnet.

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ermittlung eines elektrisch induzierten Magnetfeldes mittels einer Sensoranordnung, welche eine Stromschiene umfasst.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Im Stand der Technik werden unterschiedliche Vorrichtungen für eine Bestimmung eines um einen stromdurchflossenen Leiter entstehenden Magnetfeldes vorgeschlagen. Diese Vorrichtungen verwenden Sensoren unterschiedlicher Art, um eine Stärke des elektrisch induzierten Magnetfeldes zu bestimmen. Die Messung des Magnetfeldes erlaubt die galvanisch entkoppelte (isolierte) Messung des Stroms im Leiter. Die dafür vorgesehenen Leiterabschnitte werden auch als Stromschienen bezeichnet.
Die U.S. Patentanmeldung US 5 041 780 A beschreibt einen Stromsensor, der bevorzugt zwei verbundene Flusssensorelemente umfasst, die auf gegenüberliegenden Seiten einer Stromschiene angeordnet sind. Die Flusssensorelemente sind hierbei in einem Bereich der Stromschiene angeordnet, der so geformt ist, dass der elektrische Fluss zwischen diesen Flusssensorelementen konzentriert wird. Diese Konzentration des elektrischen ermöglicht es, die Messgenauigkeit des Stromsensors zu verbessern.
Die Deutsche Patentschrift DE 10 2014 113 313 B4 beschreibt eine Stromsensorvorrichtung zum Erfassen eines Messstroms. Die Stromsensorvorrichtung umfasst einen Halbleiterchip, einen Leiter und eine Umverteilungsstruktur. Der Halbleiterchip umfasst ein magnetfeldsensitives Element und ist elektrisch isolierend auf dem Leiter aufgebracht. Das magnetfeldsensitive Element ist eingerichtet, um ein Magnetfeld zu erfassen, welches von einem durch einen Leiter fließend Strom erzeugt wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Vor diesem Hintergrund werden eine Sensorvorrichtung und eine Sensoranordnung zur Ermittlung eines elektrisch induzierten Magnetfeldes bereitgestellt. Die Sensorvorrichtung umfasst eine Stromschiene und einen auf der ersten Stromschienenfläche angeordneten ersten Magnetfeldsensor. Die Stromschiene weist eine Stromschienenlängsachse, eine erste Stromschienenfläche, eine erste Aussparung und eine zweite Aussparung auf. Die erste Aussparung und die zweite Aussparung erstrecken sich im Wesentlichen orthogonal zu der ersten Stromschienenfläche. Die erste Aussparung und die zweite Aussparung sind entlang der Stromschienenlängsachse voneinander beabstandet. Der erste Magnetfeldsensor ist über eine der ersten Stromschienenfläche zugewandte Fläche vollflächig auf der ersten Stromschienenfläche zwischen der ersten Aussparung und der zweiten Aussparung angeordnet.
Durch die Ausgestaltung der ersten Aussparung und der zweiten Aussparung kann die Stromdichte in der Stromschiene im Bereich des Magnetfeldsensors erhöht werden. Durch die Anordnung des ersten Magnetfeldsensors auf der ersten Stromschienenfläche kann eine Messung des elektrisch induzierten Magnetfeldes verbessert werden. Ferner kann durch die Anordnung des ersten Magnetfeldsensors auf der ersten Stromschienenfläche ein Erfassen von Störgrößen bei der Messung des elektrisch induzierten Magnetfeldes vermieden werden.
In einem Aspekt weist die Stromschiene eine zweite Stromschienenfläche auf, welche im Wesentlichen orthogonal zu der ersten Stromschienenfläche ist.
Durch die orthogonale Anordnung der zweiten Stromschienenfläche ist die Stromschiene einfach herstellbar.
In einem weiteren Aspekt erstreckt sich die zweite Stromschienenfläche sich im Wesentlichen parallel zu der Stromschienenlängsachse.
Durch das parallele Erstrecken der zweiten Stromschienenfläche ist die Stromschiene einfach herstellbar.
In einem weiteren Aspekt erstrecken sich die erste Aussparung und die zweite Aussparung im Wesentlichen orthogonal zu der Stromschienenlängsachse.
Durch das orthogonale Erstrecken der ersten Aussparung und der zweiten Aussparung kann die Stromdichte im Bereich des Magnetfeldsensors erhöht werden. Dies ermöglicht eine verbesserte Erfassung des elektrisch induzierten Magnetfeldes. Ferner kann durch die Erhöhung der Stromdichte im Bereich des Magnetfeldsensors ein Erfassen von Störgrö-ßen bei der Messung des elektrisch induzierten Magnetfeldes vermieden werden. Durch das orthogonale Erstrecken der ersten Aussparung und der zweiten Aussparung kann das elektrisch induzierte Magnetfeld um etwa 90° gedreht zu der Stromschiene ausgerichtet werden. Diese gedrehte Ausrichtung des elektrisch induzierten Magnetfeldes ermöglich es, die Störgrößenaussendung im Bereich des Magnetfeldsensors zu reduzieren und dadurch die Störgrößen bei der Messung des elektrisch induzierten Magnetfeldes in weiteren benachbarten Stromschienen zu reduzieren.
In einem weiteren Aspekt sind die erste Aussparung und die zweite Aussparung im Wesentlichen parallel zueinander.
Durch das parallele Anordnung der ersten Aussparung und der zweiten Aussparung kann die Stromdichte im Bereich des Magnetfeldsensors erhöht werden. Dies ermöglicht eine verbesserte Erfassung des elektrisch induzierten Magnetfeldes. Ferner kann durch die Erhöhung der Stromdichte im Bereich des Magnetfeldsensors ein Erfassen von Störgrößen bei der Messung des elektrisch induzierten Magnetfeldes vermieden werden. Durch die parallele Anordnung der ersten Aussparung und der zweiten Aussparung kann das elektrisch induzierte Magnetfeld gezielt relativ zu der Stromschiene ausgerichtet werden. Diese gezielte Ausrichtung des elektrisch induzierten Magnetfeldes ermöglich es, die Störgrößenaussendung im Bereich des Magnetfeldsensors zu reduzieren und dadurch die Störgrößen bei der Messung des elektrisch induzierten Magnetfeldes in weiteren benachbarten Stromschienen zu reduzieren.
In einem weiteren Aspekt weist die erste Aussparung eine erste Aussparungslänge auf. Die zweite Aussparung weist eine zweite Aussparungslänge auf.
Durch die Ausgestaltung der ersten Aussparung und der zweiten Aussparung kann die Stromdichte im Bereich des Magnetfeldsensors erhöht werden. Dies ermöglicht eine verbesserte Erfassung des elektrisch induzierten Magnetfeldes. Ferner kann durch die Erhöhung der Stromdichte im Bereich des Magnetfeldsensors ein Erfassen von Störgrößen bei der Messung des elektrisch induzierten Magnetfeldes vermieden werden.
In einem weiteren Aspekt ist eine Summe aus der ersten Aussparungslänge und der zweiten Aussparungslänge größer als eine Stromschienenbreite der Stromschiene, wobei die Stromschienenbreite orthogonal zur Stromschienenlängsachse bestimmt ist.
Durch die Ausgestaltung der ersten Aussparung und der zweiten Aussparung kann die Stromdichte im Bereich des Magnetfeldsensors erhöht werden. Dies ermöglicht eine verbesserte Erfassung des elektrisch induzierten Magnetfeldes. Ferner kann durch die Erhöhung der Stromdichte im Bereich des Magnetfeldsensors ein Erfassen von Störgrößen bei der Messung des elektrisch induzierten Magnetfeldes vermieden werden.
In einem weiteren Aspekt umfasst die Sensorvorrichtung ferner eine dritte Aussparung. Die dritte Aussparung erstreckt sich im Wesentlichen orthogonal zu der ersten Stromschienenfläche. Die dritte Aussparung ist zu der ersten Aussparung und der zweiten Aussparung entlang der Stromschienenlängsachse beabstandet.
Durch die dritte Aussparung kann ein Bereich mit erhöhter Stromdichte weiter vergrößert werden. Dies ermöglicht eine verbesserte Erfassung des elektrisch induzierten Magnetfeldes.
In einem weiteren Aspekt umfasst die Sensorvorrichtung ferner einen auf der ersten Stromschienenfläche angeordneten zweiten Magnetfeldsensor. Der zweite Magnetfeldsensor ist über eine der ersten Stromschienenfläche zugewandte Fläche vollflächig auf der ersten Stromschienenfläche zwischen der dritten Aussparung und der zweiten Aussparung oder zwischen der zweiten Aussparung und der ersten Aussparung angeordnet ist.
Durch die Verwendung des zweiten Magnetfeldsensors ist es möglich, eine differenzielle Messung der Magnetfeldstärke durchzuführen. Zudem kann bei Ausfall oder Versagen eines des ersten Magnetfeldsensors oder des zweiten Magnetfeldsensors weiterhin eine Messung der Magnetfeldstärke des Magnetfeldes durchgeführt werden.
In einem weiteren Aspekt umfasst bei der Sensorvorrichtung mindestens einer von dem ersten Magnetfeldsensor und dem zweiten Magnetfeldsensor mindestens eines von einem ein Hall-Sensorelement (vertikal oder horizontal), einem magnetoresistiven Sensorelement, oder ein Fluxgate-Sensorelement.
Durch die Verwendung unterschiedlicher Sensoren kann die Sensorvorrichtung für unterschiedliche Anwendungszwecke angepasst werden.
In einem weiteren Aspekt ist die Stromschiene der Sensorvorrichtung einstückig ausgebildet.
Durch die einstückige Ausgestaltung der Stromschiene kann die Herstellbarkeit der Stromschiene vereinfacht werden.
In einem weiteren Aspekt umfasst die Sensoranordnung zur Ermittlung eines elektrisch induzierten Magnetfeldes eine erste Stromschiene, eine zweite Stromschiene und einen auf mindestens einer von der ersten Stromschienenfläche der ersten Stromschiene oder der ersten Stromschienenfläche der zweiten Stromschiene angeordneten ersten Magnetfeldsensor.
Durch die Anordnung des ersten Magnetfeldsensors auf mindestens einer von der ersten Stromschienenfläche der ersten Stromschiene oder der ersten Stromschienenfläche der zweiten Stromschiene kann ein elektrisch induziertes Magnetfeld in mindestens einer von der ersten Stromschiene oder der zweiten Stromschiene ermittelt werden.
In einem weiteren Aspekt weist die erste Stromschiene eine Stromschienenlängsachse, eine Stromschienenfläche und mindestens eine erste Aussparung und eine zweite Aussparung auf. Die erste Aussparung und die zweite Aussparung erstrecken sich im Wesentlichen orthogonal zu der Stromschienenfläche. Die erste Aussparung und die zweite Aussparung sind entlang der Stromschienenlängsachse voneinander beabstandet.
Durch die Ausgestaltung der ersten Aussparung und der zweiten Aussparung kann die Stromdichte in der Stromschiene im Bereich des Magnetfeldsensors erhöht werden.
In einem weiteren Aspekt weist die zweite Stromschiene eine Stromschienenlängsachse, eine erste Stromschienenfläche und mindestens eine dritte Aussparung und eine vierte Aussparung auf. Die dritte Aussparung und die vierte Aussparung erstrecken sich im Wesentlichen orthogonal zu der ersten Stromschienenfläche. Die dritte Aussparung und die vierte Aussparung sind entlang der Stromschienenlängsachse voneinander beabstandet.
Durch die Ausgestaltung der dritten Aussparung und der vierten Aussparung kann die Stromdichte in der Stromschiene im Bereich des Magnetfeldsensors erhöht werden.
In einem weiteren Aspekt ist der erste Magnetfeldsensor über eine der ersten Stromschienenfläche zugewandte Fläche auf der ersten Stromschienenfläche der ersten Stromschiene vollflächig angeordnet oder ist über eine der der ersten Stromschienenfläche zugewandte Fläche auf der ersten Stromschienenfläche der zweiten Stromschiene vollflächig angeordnet.
Durch die Anordnung des ersten Magnetfeldsensors auf der ersten Stromschienenfläche kann eine Messung des elektrisch induzierten Magnetfeldes verbessert werden. Ferner kann durch die Anordnung des ersten Magnetfeldsensors auf der ersten Stromschienenfläche ein Erfassen von Störgrößen bei der Messung des elektrisch induzierten Magnetfeldes vermieden werden. Hierdurch wird ein Übersprechen reduziert.
In einem weiteren Aspekt erstrecken sich die erste Aussparung und die zweite Aussparung im Wesentlichen orthogonal zu der ersten Stromschienenlängsachse. Die dritte Aussparung und die vierte Aussparung erstrecken sich im Wesentlichen orthogonal zu der zweiten Stromschienenlängsachse.
Durch die orthogonale Anordnung der ersten Aussparung, der zweiten Aussparung, der dritten Aussparung und der vierten Aussparung kann eine Messung des elektrisch induzierten Magnetfeldes verbessert werden. Zudem wird durch die Anordnung der ersten Aussparung, der zweiten Aussparung, der dritten Aussparung und der vierten Aussparung ein Übersprechen reduziert. Durch das orthogonale Erstrecken der ersten Aussparung und der zweiten Aussparung kann das elektrisch induzierte Magnetfeld in der ersten Stromschiene orthogonal zu der ersten Stromschiene ausgerichtet werden. Durch das orthogonale Erstrecken der dritten Aussparung und der vierten Aussparung kann das elektrisch induzierte Magnetfeld in der zweiten Stromschiene orthogonal zu der zweiten Stromschiene ausgerichtet werden. Diese orthogonale Ausrichtung des elektrisch induzierten Magnetfeldes ermöglich es, Störgrößen bei der Messung des elektrisch induzierten Magnetfeldes zu reduzieren.
In einem weiteren Aspekt erstreckt sich die erste Aussparung im Wesentlichen parallel zu der zweiten Aussparung und die dritte Aussparung erstreckt sich im Wesentlichen parallel zu der vierten Aussparung.
Durch die parallele Anordnung der ersten Aussparung, der zweiten Aussparung, der dritten Aussparung und der vierten Aussparung kann eine Messung des elektrisch induzierten Magnetfeldes verbessert werden. Zudem wird durch die parallele Anordnung der ersten Aussparung, der zweiten Aussparung, der dritten Aussparung und der vierten Aussparung ein Übersprechen reduziert. Durch die parallele Anordnung der ersten Aussparung und der zweiten Aussparung kann das elektrisch induzierte Magnetfeld gezielt relativ zu der ersten Stromschiene ausgerichtet werden. Durch die parallele Anordnung der dritten Aussparung und der vierten Aussparung kann das elektrisch induzierte Magnetfeld gezielt relativ zu der zweiten Stromschiene ausgerichtet werden. Diese gezielte Ausrichtung des elektrisch induzierten Magnetfeldes ermöglich es, Störgrößen bei der Messung des elektrisch induzierten Magnetfeldes zu reduzieren.
In einem weiteren Aspekt erstrecken sich die erste Aussparung, die zweite Aussparung, die dritte Aussparung und die vierte Aussparung im Wesentlichen parallel.
Durch die parallele Anordnung der ersten Aussparung, der zweiten Aussparung, der dritten Aussparung und der vierten Aussparung kann eine Messung des elektrisch induzierten Magnetfeldes verbessert werden. Zudem wird durch die parallele Anordnung der ersten Aussparung, der zweiten Aussparung, der dritten Aussparung und der vierten Aussparung ein Übersprechen reduziert. Ferner wird durch die parallele Anordnung der ersten Aussparung, der zweiten Aussparung, der dritten Aussparung und der vierten Aussparung das elektrisch induzierte Magnetfeld gezielt relativ zu der Stromschiene ausgerichtet werden.
In einem weiteren Aspekt sind die erste Aussparung und die dritte Aussparung entlang einer ersten Achse angeordnet und die zweite Aussparung und die vierte Aussparung entlang einer zweiten Achse angeordnet.
Durch die Anordnung der ersten Aussparung und der der dritten Aussparung entlang einer Achse und der zweiten Aussparung, und der vierten Aussparung kann eine Messung des elektrisch induzierten Magnetfeldes verbessert werden. Zudem wird durch die parallele Anordnung der ersten Aussparung, der zweiten Aussparung, der dritten Aussparung und der vierten Aussparung ein Übersprechen reduziert. Ferner wird durch die parallele Anordnung der ersten Aussparung, der zweiten Aussparung, der dritten Aussparung und der vierten Aussparung das elektrisch induzierte Magnetfeld ausgerichtet. Diese Ausrichtung ermöglicht es, Störgrößen bei der Messung des elektrisch induzierten Magnetfeldes zu reduzieren.
In einem weiteren Aspekt ist erste Achse parallel zu der zweiten Achse und die erste Achse ist von der zweiten Achse verschieden.
Durch die parallele und beabstandete Anordnung der ersten Achse und der zweiten Achse kann eine Messung des elektrisch induzierten Magnetfeldes verbessert werden. Zudem wird durch die parallele und beabstandete Anordnung der ersten Achse und der zweiten Achse ein Übersprechen reduziert. Ferner wird durch die parallele Anordnung der ersten Achse und der zweiten Achse das elektrisch induzierte Magnetfeld ausgerichtet. Diese Ausrichtung ermöglicht es, Störgrößen bei der Messung des elektrisch induzierten Magnetfeldes zu reduzieren.
In einem weiteren Aspekt umfasst der erste Magnetfeldsensor mindestens eines von einem ein Hall-Sensorelement (vertikal oder horizontal), einem magnetoresistiven Sensorelement oder ein Fluxgate-Sensorelement.
Durch die Verwendung unterschiedlicher Sensoren kann die Sensorvorrichtung für unterschiedliche Anwendungszwecke angepasst werden.
In einem weiteren Aspekt umfasst eine Sensorvorrichtung eine Stromschiene welche einen ersten Stromschienenabschnitt, einen zweiten Stromschienenabschnitt und einen Stromschienenzwischenabschnitt umfasst. Der Stromschienenzwischenabschnitt ist zwischen dem ersten Stromschienenabschnitt und dem zweiten Stromschienenabschnitt angeordnet. Die Sensorvorrichtung umfasst ferner mindestens einen ersten Magnetfeldsensor. Der mindestens eine erste Magnetfeldsensor ist an dem Stromschienenzwischenabschnitt angeordnet.
Durch die Ausgestaltung der Stromschiene kann die Stromdichte lokal in dem Stromschienenzwischenabschnitt erhöht werden.
In einem weiteren Aspekt weist bei der Sensorvorrichtung der erste Stromschienenabschnitt eine erste Stromschienenlängsachse auf. Ferner weist der zweite Stromschienenabschnitt eine zweite Stromschienenlängsachse auf.
Durch die Ausgestaltung der Stromschiene kann die Stromdichte lokal in dem Stromschienenzwischenabschnitt erhöht werden.
In einem weiteren Aspekt sind die erste Stromschienenlängsachse und die zweite Stromschienenlängsachse im Wesentlichen parallel zueinander.
Durch die Ausgestaltung der Stromschiene kann Gegensprechen verhindert werden.
In einem weiteren Aspekt weist der Stromschienenzwischenabschnitt eine Stromschienenzwischenabschnittlängsachse und eine Stromschienenzwischenabschnittquerachse auf. Die Stromschienenzwischenabschnittlängsachse ist im Wesentlichen orthogonal zu der ersten Stromschienenlängsachse und der zweiten Stromschienenlängsachse. Die Stromschienenzwischenabschnittquerachse ist im Wesentlichen orthogonal zu der Stromschienenzwischenabschnittlängsachse. Die Stromschienenzwischenabschnittquerachse ist im Wesentlichen orthogonal zu der ersten Stromschienenlängsachse und der zweiten Stromschienenlängsachse.
Durch die Ausgestaltung der Stromschiene kann die Stromdichte lokal in dem Stromschienenzwischenabschnitt erhöht werden.
In einem weiteren Aspekt umfasst der Stromschienenzwischenabschnitt eine erste Aussparung. Die erste Aussparung erstreckt sich im Wesentlichen entlang der Stromschienenzwischenabschnittquerachse.
In einem weiteren Aspekt umfasst der Stromschienenzwischenabschnitt ferner eine zweite Aussparung. Die zweite Aussparung erstreckt sich im Wesentlichen entlang der Stromschienenzwischenabschnittquerachse.
Durch die Ausgestaltung der Stromschiene kann die Stromdichte lokal in dem Stromschienenzwischenabschnitt weiter erhöht werden.
In einem weiteren Aspekt umfasst eine Sensoranordnung zur Ermittlung eines elektrisch induzierten Magnetfeldes eine erste Stromschiene, eine zweite Stromschiene und mindestens einen ersten Magnetfeldsensor. Die erste Stromschiene weist einen ersten Stromschienenabschnitt, einen zweiten Stromschienenabschnitt und einen Stromschienenzwischenabschnitt auf. Der Stromschienenzwischenabschnitt ist zwischen dem ersten Stromschienenabschnitt und dem zweiten Stromschienenabschnitt angeordnet. Die zweite Stromschiene weist einen ersten Stromschienenabschnitt, einen zweiten Stromschienenabschnitt und einen Stromschienenzwischenabschnitt auf. Der Stromschienenzwischenabschnitt ist zwischen dem ersten Stromschienenabschnitt und dem zweiten Stromschienenabschnitt angeordnet. Der mindestens eine ersten Magnetfeldsensor, ist an mindestens einem von dem Stromschienenzwischenabschnitt der ersten Stromschiene und dem Stromschienenzwischenabschnitt der zweiten Stromschiene angeordnet. Durch die Ausgestaltung der Sensoranordnung kann die Stromdichte im Bereich des Magnetfeldsensors erhöht werden. Dies ermöglicht eine verbesserte Erfassung des elektrisch induzierten Magnetfeldes. Ferner kann durch die Erhöhung der Stromdichte im Bereich des Magnetfeldsensors ein Erfassen von Störgrößen bei der Messung des elektrisch induzierten Magnetfeldes vermieden werden.
In einem weiteren Aspekt der Sensoranordnung weist der erste Stromschienenabschnitt der ersten Stromschiene eine erste Stromschienenlängsachse, der zweite Stromschienenabschnitt der ersten Stromschiene eine zweite Stromschienenlängsachse, der erste Stromschienenabschnitt der zweiten Stromschiene eine erste Stromschienenlängsachse und der zweite Stromschienenabschnitt der zweiten Stromschiene eine zweite Stromschienenlängsachse auf.
Durch die Ausgestaltung der Sensoranordnung kann die Stromdichte im Bereich des Magnetfeldsensors erhöht werden. Dies ermöglicht eine verbesserte Erfassung des elektrisch induzierten Magnetfeldes. Ferner kann durch die Erhöhung der Stromdichte im Bereich des Magnetfeldsensors ein Erfassen von Störgrößen bei der Messung des elektrisch induzierten Magnetfeldes vermieden werden.
In einem weiteren Aspekt der Sensoranordnung sind die erste Stromschienenlängsachse der ersten Stromschiene, die erste Stromschienenlängsachse der zweiten Stromschiene, die zweite Stromschienenlängsachse der ersten Stromschiene und die zweite Stromschienenlängsachse der zweiten Stromschiene im Wesentlichen parallel zueinander sind. Ferner sind bei der Sensoranordnung die erste Stromschienenlängsachse der ersten Stromschiene, die erste Stromschienenlängsachse der zweiten Stromschiene, die zweite Stromschienenlängsachse der ersten Stromschiene und die zweite Stromschienenlängsachse der zweiten Stromschiene voneinander verschieden.
Durch die Ausgestaltung der Sensoranordnung kann die Stromdichte im Bereich des Magnetfeldsensors erhöht werden. Dies ermöglicht eine verbesserte Erfassung des elektrisch induzierten Magnetfeldes. Ferner kann durch die Erhöhung der Stromdichte im Bereich des Magnetfeldsensors ein Erfassen von Störgrößen bei der Messung des elektrisch induzierten Magnetfeldes vermieden werden.
In einem weiteren Aspekt der Sensoranordnung weist der Stromschienenzwischenabschnitt der ersten Stromschiene eine Stromschienenzwischenabschnittlängsachse und eine Stromschienenzwischenabschnittquerachse auf, der Stromschienenzwischenabschnitt der zweiten Stromschiene eine Stromschienenzwischenabschnittlängsachse und eine Stromschienenzwischenabschnittquerachse auf, wobei die Stromschienenzwischenabschnittlängsachse der ersten Stromschiene im Wesentlichen parallel zu der Stromschienenzwischenabschnittlängsachse der zweiten Stromschiene ist.
Durch die Ausgestaltung der Sensoranordnung kann die Stromdichte im Bereich des Magnetfeldsensors erhöht werden. Dies ermöglicht eine verbesserte Erfassung des elektrisch induzierten Magnetfeldes. Ferner kann durch die Erhöhung der Stromdichte im Bereich des Magnetfeldsensors ein Erfassen von Störgrößen bei der Messung des elektrisch induzierten Magnetfeldes vermieden werden.
In einem weiteren Aspekt der Sensoranordnung ist die Stromschienenzwischenabschnittlängsachse der ersten Stromschiene deckungsgleich mit der Stromschienenzwischenabschnittlängsachse der zweiten Stromschiene.
Durch die Ausgestaltung der Sensoranordnung kann die Stromdichte im Bereich des Magnetfeldsensors erhöht werden. Dies ermöglicht eine verbesserte Erfassung des elektrisch induzierten Magnetfeldes. Ferner kann durch die Erhöhung der Stromdichte im Bereich des Magnetfeldsensors ein Erfassen von Störgrößen bei der Messung des elektrisch induzierten Magnetfeldes vermieden werden.
In einem weiteren Aspekt umfasst die Sensoranordnung mindestens einen zweiten Magnetfeldsensor, wobei der mindestens eine zweite Magnetfeldsensor an dem anderen einen von dem Stromschienenzwischenabschnitt der ersten Stromschiene und dem Stromschienenzwischenabschnitt der zweiten Stromschiene angeordnet ist.
Durch die Ausgestaltung der Sensoranordnung kann die Stromdichte im Bereich des Magnetfeldsensors erhöht werden. Dies ermöglicht eine verbesserte Erfassung des elektrisch induzierten Magnetfeldes. Ferner kann durch die Erhöhung der Stromdichte im Bereich des Magnetfeldsensors ein Erfassen von Störgrößen bei der Messung des elektrisch induzierten Magnetfeldes vermieden werden.
Die Sensorvorrichtung sowie die Sensoranordnung werden in einem weiteren Aspekt zur Ermittlung eines elektrisch induzierten Magnetfeldes verwendet.
BESCHREIBUNG DER FIGUREN

1 zeigt eine Übersicht einer ersten Ausführungsform einer Sensorvorrichtung.
2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der in 1 dargestellten ersten Ausführungsform der Sensorvorrichtung.
3 zeigt eine Seitenansicht der in 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsform der Sensorvorrichtung.
4 zeigt eine Übersicht einer zweiten Ausführungsform einer Sensorvorrichtung.
5 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der in 4 dargestellten ersten Ausführungsform der Sensorvorrichtung.
6 zeigt eine Seitenansicht der in 4 und 5 dargestellten zweiten Ausführungsform der Sensorvorrichtung.
7 zeigt eine erste Ausführungsform einer Sensoranordnung zur Ermittlung eines elektrisch induzierten Magnetfeldes in einer ersten Stromschiene und/oder einer zweiten Stromschiene.
8 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Sensoranordnung zur Ermittlung eines elektrisch induzierten Magnetfeldes in einer ersten Stromschiene und/oder einer zweiten Stromschiene.
9 zeigt eine dritte Ausführungsform einer Sensoranordnung zur Ermittlung eines elektrisch induzierten Magnetfeldes in einer ersten Stromschiene und/oder einer zweiten Stromschiene.
10 zeigt eine vierte Ausführungsform einer Sensoranordnung zur Ermittlung eines elektrisch induzierten Magnetfeldes in einer ersten Stromschiene und einer zweiten Stromschiene.
11 zeigt eine dritte Ausführungsform einer Sensorvorrichtung.
12 zeigt eine Ausgestaltung der in 11 dargestellten dritten Ausführungsform der Sensorvorrichtung.
13 zeigt eine weitere Ausgestaltung der in 11 und 12 dargestellten dritten Ausführungsform der Sensorvorrichtung.
14 zeigt eine fünfte Ausführungsform einer Sensoranordnung zur Ermittlung eines elektrisch induzierten Magnetfeldes in einer ersten Stromschiene und einer zweiten Stromschiene.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung wird nun auf der Grundlage der Zeichnungen beschrieben. Es wird davon ausgegangen, dass die hier beschriebenen Ausführungsformen und Aspekte der Erfindung nur Beispiele sind und den Schutzumfang der Ansprüche in keiner Weise einschränken. Die Erfindung wird durch die Ansprüche und deren Äquivalente definiert. Es wird davon ausgegangen, dass Merkmale eines Aspekts oder einer Ausführungsform der Erfindung mit einem Merkmal eines anderen Aspekts oder anderer Aspekte und/oder Ausführungsformen der Erfindung kombiniert werden können.
1 zeigt eine Übersicht einer ersten Ausführungsform einer Sensorvorrichtung 10. Die Sensorvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform umfasst eine Stromschiene 15 und einen ersten Magnetfeldsensor 31. Die Stromschiene 15 weist eine Stromschienenlängsachse 151, eine Stromschienenlänge 15x, eine Stromschienenbreite 15y, eine erste Stromschienenfläche 15a, eine zweite Stromschienenfläche 15b und eine dritte Stromschienenfläche 15c auf. Die Stromschienenlängsachse 151 ist diejenige Mittelachse der Stromschiene 15, die einer Achse der größten räumlichen Ausdehnung der Stromschiene 15 entspricht. Die Stromschienenlängsachse 151 erstreckt sich parallel zu einer x-Richtung. Die Stromschienenlänge 15x entspricht einer räumlichen Ausdehnung der Stromschiene 15 in die x-Richtung. Die Stromschienenbreite 15y entspricht einer räumlichen Ausdehnung der Stromschiene 15 in eine y-Richtung. Die Stromschienendicke 15z entspricht einer räumlichen Ausdehnung der Stromschiene 15 in eine z-Richtung.
Die erste Stromschienenfläche 15a entspricht derjenigen Fläche, die eine größte Oberfläche der Stromschiene 15 umfasst und in positiver z-Richtung angeordnet ist. Die zweite Stromschienenfläche 15b entspricht derjenigen Fläche, die im Wesentlichen orthogonal zu der ersten Stromschienenfläche 15a in positiver y-Richtung angeordnet ist. Die zweite Stromschienenfläche 15b erstreckt sich im Wesentlichen parallel zu der Stromschienenlängsachse 151. Die dritte Stromschienenfläche 15c entspricht derjenigen Fläche, die im Wesentlichen orthogonal zu der ersten Stromschienenfläche 15a angeordnet ist. Die dritte Stromschienenfläche 15c erstreckt sich im Wesentlichen parallel zu der Stromschienenlängsachse 151.
Die Stromschiene 15 weist mindestens eine erste Aussparung 21 und eine zweite Aussparung 22 auf. Die erste Aussparung 21 weist eine erste Aussparungslänge 21y und eine erste Aussparungsbreite 21x auf. Die zweite Aussparung 22 weist eine zweite Aussparungslänge 22y und eine zweite Aussparungsbreite 22x auf. Die erste Aussparung 21 und die zweite Aussparung 22 erstrecken sich im Wesentlichen orthogonal zu der Stromschienenlängsachse 151. Die erste Aussparung 21 und die zweite Aussparung 22 sind im Wesentlichen parallel zueinander. Eine Summe aus der ersten Aussparungslänge 21y und der zweiten Aussparungslänge 22y ist größer als die Stromschienenbreite 15y.
Die erste Aussparung 21 und die zweite Aussparung 22 erstrecken sich im Wesentlichen orthogonal zu der Stromschienenlängsachse 151. Die erste Aussparung 21 und die zweite Aussparung 22 sind entlang der Stromschienenlängsachse 151 um einen Abstand D1 voneinander beabstandet.
2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der in 1 dargestellten ersten Ausführungsform der Sensorvorrichtung 10. Der erste Magnetfeldsensor 31 weist eine erste Magnetfeldsensorlänge 31x und eine erste Magnetfeldsensorbreite 31y auf. Der erste Magnetfeldsensor 31 umfasst beispielsweise ein Hall-Sensorelement (vertikal oder horizontal), ein magnetoresistives Sensorelement oder ein Fluxgate-Sensorelement. Bei dem Sensorelement kann es sich um ein vertikal (Bz) oder lateral (By) messendes Sensorelement handeln. Als lateral messende Sensorelement kommt beispielsweise ein magnetoresistives Sensorelement wie AMR, GMR und/oder TMR ein Fluxgate-Sensorelement oder ein Weigand-Sensorelement handeln. Aus Redundanzgründen kann das Sensorelement auch eine Vielzahl von Sensorelementen umfassen. Der erste Magnetfeldsensor 31 ist über eine der ersten Stromschienenfläche 15a zugewandte Fläche vollflächig auf der ersten Stromschienenfläche 15a zwischen der ersten Aussparung 21 und der zweiten Aussparung 22 angeordnet. Aufgrund der Lage der Aussparungen 21, 22, wird die Stromschiene 15 auch als „einfach S-förmig gekerbte Stromschiene“ bezeichnet.
Der erste Magnetfeldsensor 31 ist in der ersten Ausführungsform der Sensorvorrichtung 10 vorzugsweise zwischen der ersten Aussparung 21 und der zweiten Aussparung 22 angeordnet. Bevorzugt ist eine Summe aus der ersten Aussparungslänge 21y, der zweiten Aussparungslänge 22y und der ersten Magnetfeldsensorbreite 31y gleich oder größer als die Stromschienenbreite 15y. Beispielsweise kann ein Verhältnis der ersten Aussparungslänge 21y, der zweiten Aussparungslänge 22y, der Stromschienenbreite 15y, der ersten Magnetfeldsensorbreite 31y und des Abstands D1 wie in nachfolgenden Gleichungen dargestellt beschrieben sein. $f ü r 31 y ≪ D 1 g i l t : 21 y + 22 y - D 1 = 15 y$
$f ü r 31 y \geq D 1 g i l t : 21 y + 22 y - 31 = 15 y$
An der Stromschiene 15 liegt eine Spannung U an. Diese Spannung U liegt beispielsweise in der negativen x-Richtung der Stromschiene an. In Antwort auf die an der Stromschiene 15 anliegende Spannung U kommt es zum Fluss eines Stroms I in der Stromschiene 15. Durch den in der Stromschiene 15 fließenden Strom I wird ein Magnetfeld B induziert. Eine Magnetfeldstärke des Magnetfeldes B ist abhängig von einer Stromstärke des Stroms I.
Die Stromschiene 15 verfügt über einen Querschnitt 15Q. Der Querschnitt 15Q der Stromschiene 15 ist entlang der Stromschiene 15 im Wesentlichen konstant. Im Bereich der ersten Aussparung 21 und der zweiten Aussparung 22 sowie im Bereich zwischen der ersten Aussparung 21 und der zweiten Aussparung 22 ist der Querschnitt 15Q der Stromschiene 15 durch die erste Aussparung 21 und die zweite Aussparung 22 reduziert.
Bei dieser Reduktion des Querschnitts 15Q der Stromschiene 15 handelt es sich um eine lokale Reduktion der Querschnittsfläche 15Q bezogen auf einen Ausgangsquerschnitt 15Q der Stromschiene 15 im Bereich entfernt von der ersten Aussparung 21 und der zweiten Aussparung 22. Durch die Verjüngung der Stromschiene 15 im Bereich der ersten Aussparung 21 und der zweiten Aussparung 22 sowie im Bereich zwischen der ersten Aussparung 21 und der zweiten Aussparung 22 entsteht lokal eine erhöhte Stromdichte J. Die Stromdichte J ist als der Quotient aus der Stromstärke I und der Querschnittsfläche 15Q an einer jeweiligen Position der Stromschiene 15 definiert.
Im Bereich der erhöhten Stromdichte J ist die Magnetfeldstärke des Magnetfeldes B erhöht. Der erste Magnetfeldsensor 31 wird in der ersten Ausführungsform der Sensorvorrichtung 10 im Bereich der erhöhten Magnetfeldstärke angeordnet. Bevorzugt ist der erste Magnetfeldsensor 31 entlang der x-Achse gesehen mittig zwischen der ersten Aussparung 21 und der zweiten Aussparung 22 angeordnet. Bevorzugt ist der erste Magnetfeldsensor 31 entlang der y-Achse gesehen mittig im Bereich zwischen einem in die Stromschiene 15 ragenden Ende der ersten Aussparung 21 und einem in die Stromschiene 15 ragenden Ende der zweiten Aussparung 22 angeordnet. Durch diese Anordnung des ersten Magnetfeldsensors 31 wird eine Genauigkeit einer Messung der Magnetfeldstärke des Magnetfeldes B erhöht. Über die ermittelte Magnetfeldstärke sind beispielsweise Rückschlüsse auf einen in der Stromschiene 15 fließenden Strom I möglich. Hierdurch kann eine relatives Messergebnis Signal/Noise, Signal/Offset oder Signal/Fremdfeld verbessert werden. Das Fremdfeld kann beispielsweise ein Erdmagnetfeld, ein durch einen benachbarten stromführenden Leiter generiertes Magnetfeld oder ein durch eine Magnetquelle erzeugtes Magnetfeld sein.
3 zeigt eine Seitenansicht der in 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsform der Sensorvorrichtung 10. Der erste Magnetfeldsensor 31 ist über die der ersten Stromschienenfläche 15a zugewandte Fläche vollflächig auf der ersten Stromschienenfläche 15a zwischen der ersten Aussparung 21 und der zweiten Aussparung 22 angeordnet. Die der ersten Stromschienenfläche 15a zugewandte Fläche des ersten Magnetfeldsensors 31 kann direkt mit der ersten Stromschienenfläche 15a in Kontakt stehen. Die der ersten Stromschienenfläche 15a zugewandte Fläche des ersten Magnetfeldsensors 31 kann auch über ein zusätzliches Element (nicht dargestellt) mit der ersten Stromschienenfläche 15a in Kontakt stehen. Das zusätzliche Element umfasst beispielsweise ein Dielektrikum. Das Dielektrikum kann beispielsweise aus einem Keramikmaterial, einem Glas, einem silikonbasierten Material oder einem polymerbasierten Material hergestellt sein. Ferner kann das Dielektrikum auch Luft sein. Das Dielektrikum ist beispielsweise ein elektrisch zumindest teilweise isolierendes Material.
4 zeigt eine Übersicht einer zweiten Ausführungsform einer Sensorvorrichtung 110. Die Sensorvorrichtung 110 der zweiten Ausführungsform umfasst im Wesentlichen die Komponenten der ersten Ausführungsform der Sensorvorrichtung 10. In Anbetracht der Ähnlichkeit zwischen der ersten und der zweiten Ausführungsform werden die Komponenten der zweiten Ausführungsform, die die gleiche Funktion und/oder Struktur wie die Komponenten der ersten Ausführungsform haben der Kürze halber nicht erneut erläutert bzw. beschrieben.
Die Sensorvorrichtung 110 der zweiten Ausführungsform umfasst eine Stromschiene 115, den ersten Magnetfeldsensor 31 und einen zweiten Magnetfeldsensor 32. Die Stromschiene 115 weist eine Stromschienenlängsachse 1151, eine Stromschienenlänge 115x, eine Stromschienenbreite 115y, eine erste Stromschienenfläche 115a, eine zweite Stromschienenfläche 115b und eine dritte Stromschienenfläche 115c auf. Die Stromschienenlängsachse 1151 ist diejenige Mittelachse der Stromschiene 115, die einer Achse der größten räumlichen Ausdehnung der Stromschiene 115 entspricht. Die Stromschienenlängsachse 1151 erstreckt sich parallel zu der x-Richtung. Die Stromschienenlänge 115x entspricht einer räumlichen Ausdehnung der Stromschiene 115 in die x-Richtung. Die Stromschienenbreite 115y entspricht einer räumlichen Ausdehnung der Stromschiene 115 in die y-Richtung. Die Stromschienendicke 115z entspricht einer räumlichen Ausdehnung der Stromschiene 115 in die z-Richtung.
Die erste Stromschienenfläche 115a entspricht derjenigen Fläche, die eine größte Oberfläche der Stromschiene 115 umfasst und in positiver z-Richtung angeordnet ist. Die zweite Stromschienenfläche 115b entspricht derjenigen Fläche, die im Wesentlichen orthogonal zu der ersten Stromschienenfläche 115a in positiver y-Richtung angeordnet ist. Die zweite Stromschienenfläche 115b erstreckt sich im Wesentlichen parallel zu der Stromschienenlängsachse 1151. Die dritte Stromschienenfläche 115c entspricht derjenigen Fläche, die im Wesentlichen orthogonal zu der ersten Stromschienenfläche 115a angeordnet ist. Die dritte Stromschienenfläche 115c erstreckt sich im Wesentlichen parallel zu der Stromschienenlängsachse 1151.
Die Stromschiene 115 weist mindestens eine erste Aussparung 21, eine zweite Aussparung 22 und eine dritte Aussparung 23 auf. Die erste Aussparung 21 weist die erste Aussparungslänge 21y und die erste Aussparungsbreite 21x auf. Die zweite Aussparung 22 weist die zweite Aussparungslänge 22y und die zweite Aussparungsbreite 22x auf. Die dritte Aussparung 23 weist eine dritte Aussparungslänge 23y und eine dritte Aussparungsbreite 23x auf. Die erste Aussparung 21, die zweite Aussparung 22 und die dritte Aussparung 23 erstrecken sich im Wesentlichen orthogonal zu der Stromschienenlängsachse 1151. Die erste Aussparung 21, die zweite Aussparung 22 und die dritte Aussparung 23 sind im Wesentlichen parallel zueinander. Die Summe aus der ersten Aussparungslänge 21y und der zweiten Aussparungslänge 22y ist größer als die Stromschienenbreite 115y. Eine Summe aus der ersten Aussparungslänge 21y und der dritten Aussparungslänge 23y ist größer als die Stromschienenbreite 115y. Eine Summe aus der zweiten Aussparungslänge 22y und der dritten Aussparungslänge 23y ist größer als die Stromschienenbreite 115y. Aufgrund der Lage der Aussparungen 21, 22, 23 wird die Stromschiene 115 auch als „zweifach S-förmig gekerbte Stromschiene“ bezeichnet.
Die erste Aussparung 21, die zweite Aussparung 22 und die dritte Aussparung 23 erstrecken sich im Wesentlichen orthogonal zu der Stromschienenlängsachse 1151. Die zweite Aussparung 22 und die dritte Aussparung 23 sind entlang der Stromschienenlängsachse 1151 um einen Abstand D2 voneinander beabstandet.
5 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der in 4 dargestellten zweiten Ausführungsform der Sensorvorrichtung 110. Der erste Magnetfeldsensor 31 weist die erste Magnetfeldsensorlänge 31x und die erste Magnetfeldsensorbreite 31y auf. Der erste Magnetfeldsensor 31 ist über die der ersten Stromschienenfläche 15a zugewandte Fläche vollflächig auf der ersten Stromschienenfläche 15a zwischen der ersten Aussparung 21 und der zweiten Aussparung 22 angeordnet. Der zweite Magnetfeldsensor 32 weist eine zweite Magnetfeldsensorlänge 32x und eine zweite Magnetfeldsensorbreite 32y auf. Der zweite Magnetfeldsensor 32 umfasst beispielsweise ein Hall-Sensorelement (vertikal oder horizontal), ein magnetoresistives Sensorelement oder ein Fluxgate-Sensorelement. Bei dem Sensorelement kann es sich um ein vertikal (Bz) oder lateral (By) messendes Sensorelement handeln. Als lateral messende Sensorelement kommt beispielsweise ein magnetoresistives Sensorelement wie AMR, GMR und/oder TMR ein Fluxgate-Sensorelement oder ein Weigand-Sensorelement handeln. Aus Redundanzgründen kann das Sensorelement auch eine Vielzahl von Sensorelementen umfassen. Der zweite Magnetfeldsensor 32 ist über eine der ersten Stromschienenfläche 15a zugewandte Fläche vollflächig auf der ersten Stromschienenfläche 15a zwischen der zweiten Aussparung 22 und der dritten Aussparung 23 angeordnet.
Der erste Magnetfeldsensor 31 ist in der zweiten Ausführungsform der Sensorvorrichtung 110 vorzugsweise zwischen der ersten Aussparung 21 und der zweiten Aussparung 22 angeordnet. Der zweite Magnetfeldsensor 32 ist in der zweiten Ausführungsform der Sensorvorrichtung 110 vorzugsweise zwischen der zweiten Aussparung 22 und der dritten Aussparung 23 angeordnet. Bevorzugt ist die Summe aus der ersten Aussparungslänge 21y, der zweiten Aussparungslänge 22y und der ersten Magnetfeldsensorbreite 31y gleich oder größer als die Stromschienenbreite 115y. Bevorzugt ist eine Summe aus der zweiten Aussparungslänge 22y, der dritten Aussparungslänge 23y und der zweiten Magnetfeldsensorbreite 32y gleich oder größer als die Stromschienenbreite 115y. Beispielsweise kann ein Verhältnis der ersten Aussparungslänge 21y, der zweiten Aussparungslänge 22y, der Stromschienenbreite 115y, der ersten Magnetfeldsensorbreite 31y und des Abstands D1 wie in nachfolgenden Gleichungen dargestellt beschrieben sein. $f ü r 31 y ≪ D 1 g i l t : 21 y + 22 y - D 1 = 115 y$
$f ü r 31 y \geq D 1 g i l t : 21 y + 22 y - 31 y = 115 y$
An der Stromschiene 115 liegt die Spannung U an. Die Stromschiene 115 verfügt über einen Querschnitt 115Q. Der Querschnitt 115Q der Stromschiene 115 ist entlang der Stromschiene 115 im Wesentlichen konstant. Im Bereich der ersten Aussparung 21, der zweiten Aussparung 22 und der dritten Aussparung 23 sowie im Bereich zwischen der ersten Aussparung 21 und der zweiten Aussparung 22 und sowie im Bereich zwischen der zweiten Aussparung 22 und der dritten Aussparung 23 ist der Querschnitt 115Q der Stromschiene 15 durch die erste Aussparung 21, die zweite Aussparung 22 und die dritte Aussparung 23 reduziert.
Bei dieser Reduktion des Querschnitts 115Q der Stromschiene 115 handelt es sich um eine lokale Reduktion der Querschnittsfläche 115Q bezogen auf einen Ausgangsquerschnitt 115Q der Stromschiene 115 im Bereich entfernt von der ersten Aussparung 21, der zweiten Aussparung 22 und der dritten Aussparung 23. Durch die Verjüngung der Stromschiene 115 im Bereich der ersten Aussparung 21, der zweiten Aussparung 22 und der dritten Aussparung 23 sowie im Bereich zwischen der ersten Aussparung 21 und der zweiten Aussparung 22 sowie im Bereich zwischen der zweiten Aussparung 22 und der dritten Aussparung 23 entsteht lokal die erhöhte Stromdichte J. Die Stromdichte J ist als der Quotient aus der Stromstärke I und der Querschnittsfläche 115Q an einer jeweiligen Position der Stromschiene 115 definiert.
Im Bereich der erhöhten Stromdichte J ist die Magnetfeldstärke des Magnetfeldes B erhöht. Der erste Magnetfeldsensor 31 und der zweite Magnetfeldsensor werden in der zweiten Ausführungsform der Sensorvorrichtung 110 im Bereich der erhöhten Magnetfeldstärke angeordnet. Bevorzugt ist der erste Magnetfeldsensor 31 entlang der x-Achse gesehen mittig zwischen der ersten Aussparung 21 und der zweiten Aussparung 22 angeordnet. Bevorzugt ist der zweite Magnetfeldsensor 32 entlang der x-Achse gesehen mittig zwischen der zweiten Aussparung 22 und der dritten Aussparung 23 angeordnet. Bevorzugt ist der erste Magnetfeldsensor 31 entlang der y-Achse gesehen mittig im Bereich zwischen einem in die Stromschiene 115 ragenden Ende der ersten Aussparung 21 und einem in die Stromschiene 115 ragenden Ende der zweiten Aussparung 22 angeordnet.
Bevorzugt ist der zweite Magnetfeldsensor 32 entlang der y-Achse gesehen mittig im Bereich zwischen dem in die Stromschiene 115 ragenden Ende der zweiten Aussparung 22 und einem in die Stromschiene 115 ragenden Ende der dritten Aussparung 23 angeordnet. Durch diese Anordnung des ersten Magnetfeldsensors 31 und des zweiten Magnetfeldsensors 32 wird eine Genauigkeit einer Messung der Magnetfeldstärke des Magnetfeldes B weiter erhöht. Sofern die Sensorvorrichtung 110 der zweiten Ausführungsform den ersten Magnetfeldsensor 31 und den zweiten Magnetfeldsensor 32 umfasst, wird über eine differenzielle Messung der Magnetfeldstärke die Genauigkeit der Messung der Magnetfeldstärke des Magnetfeldes B zusätzlich erhöht. Zudem kann bei Ausfall oder Versagen eines des ersten Magnetfeldsensors 31 oder des zweiten Magnetfeldsensors 32 weiterhin eine Messung der Magnetfeldstärke des Magnetfeldes B durchgeführt werden. Ferner kann durch die differenzielle Messung ein Einfluss von den Fremdfeldern auf das Messergebnis reduziert werden. Diese redundante Anordnung kann beispielsweise zur Sicherheit der Sensorvorrichtung 110 beitragen.
6 zeigt eine Seitenansicht der in 4 und 5 dargestellten zweiten Ausführungsform der Sensorvorrichtung 110. Der erste Magnetfeldsensor 31 ist über die der ersten Stromschienenfläche 115a zugewandte Fläche vollflächig auf der ersten Stromschienenfläche 115a zwischen der ersten Aussparung 21 und der zweiten Aussparung 22 angeordnet. Der zweite Magnetfeldsensor 32 ist über die der ersten Stromschienenfläche 115a zugewandte Fläche vollflächig auf der ersten Stromschienenfläche 115a zwischen der zweiten Aussparung 22 und der dritten Aussparung 23 angeordnet. Die der ersten Stromschienenfläche 115a zugewandte Fläche des ersten Magnetfeldsensors 32 kann direkt mit der ersten Stromschienenfläche 115a in Kontakt stehen. Die der ersten Stromschienenfläche 115a zugewandte Fläche des ersten Magnetfeldsensors 31 kann auch über ein erstes zusätzliches Element (nicht dargestellt) mit der ersten Stromschienenfläche 115a in Kontakt stehen. Die der ersten Stromschienenfläche 115a zugewandte Fläche des zweiten Magnetfeldsensors 32 kann direkt mit der ersten Stromschienenfläche 115a in Kontakt stehen. Die der ersten Stromschienenfläche 115a zugewandte Fläche des zweiten Magnetfeldsensors 32 kann auch über ein zweites zusätzliches Element (nicht dargestellt) mit der ersten Stromschienenfläche 115a in Kontakt stehen. Das erste zusätzliche Element und das zweite zusätzliche Element umfassen beispielsweise ein Dielektrikum. Das Dielektrikum kann beispielsweise aus einem Keramikmaterial, einem Glas, einem silikonbasierten Material oder einem polymerbasierten Material hergestellt sein. Ferner kann das Dielektrikum auch Luft sein. Das Dielektrikum ist beispielsweise ein elektrisch zumindest teilweise isolierendes Material.
7 zeigt eine erste Ausführungsform einer Sensoranordnung 210 zur Ermittlung eines elektrisch induzierten Magnetfeldes in einer ersten Stromschiene 215 und/oder einer zweiten Stromschiene 216. Die erste Ausführungsform der Sensoranordnung 210 umfasst die erste Stromschiene 215 und die zweite Stromschiene 216. Die erste Stromschiene 215 und die zweite Stromschiene 216 entsprechen im Wesentlichen der Stromschiene 15 aus der ersten Ausführungsform der Sensorvorrichtung 10. Die erste Stromschiene 215 und die zweite Stromschiene 216 verfügen im Wesentlichen über die Merkmale der Stromschiene 15 der ersten Ausführungsform der Sensorvorrichtung 10.
Ziel der Sensoranordnung 210 ist es, das elektrisch induzierte Magnetfeld in der ersten Stromschiene 215 und/oder der zweiten Stromschiene 216 unter Reduktion einer elektromagnetischen Wechselwirkung zwischen der der ersten Stromschiene 215 und der zweiten Stromschiene 216 zu ermitteln. Bei einer Anordnung der Stromschienen 215, 216 nebeneinander kann es zu einem sog. „Übersprechen“ (auch als „Nebensprechen“ bezeichnet; engl. „cross-talk“) kommen. Unter diesem Übersprechen wird eine unerwünschte gegenseitige Beeinflussung unabhängiger elektrischer Elemente bzw. Komponenten verstanden. Bei der Messung des elektrisch induzierten Magnetfeldes in der ersten Stromschiene 215 kann eine Beeinflussung durch das elektrisch induzierte Magnetfeld der zweiten Stromschiene 216 auftreten. Ebenso kann bei der Messung des elektrisch induzierten Magnetfeldes in der zweiten Stromschiene 216 eine Beeinflussung durch das elektrisch induzierte Magnetfeld der ersten Stromschiene 215 auftreten. Dieses Übersprechen zwischen dem elektrisch induzierten Magnetfeld der ersten Stromschiene 215 und der zweiten Stromschiene 216 wird durch die bevorzugte Anordnung der vorgeschlagenen Ausführungsform reduziert bzw. weitestgehend verhindert.
Die erste Stromschiene 215 und die zweite Stromschiene 216 weisen beispielweise eine Stromschienenlängsachse 151, 161, eine Stromschienenlänge 15x, 16x, eine Stromschienenbreite 15y, 16y, eine erste Stromschienenfläche 15a, 16a, eine zweite Stromschienenfläche 15b, 16b und eine dritte Stromschienenfläche 15c, 16c auf. Die Stromschienenlängsachse 151, 161 ist diejenige Mittelachse der Stromschiene 215, 216, die einer Achse der größten räumlichen Ausdehnung der Stromschiene 215, 216 entspricht. Die Stromschienenlängsachse 151, 161 erstreckt sich ebenfalls parallel zu der x-Richtung. Die Stromschienenlänge 15x, 16x entspricht einer räumlichen Ausdehnung der Stromschiene 215, 216 in die x-Richtung. Die Stromschienenbreite 15y, 16y entspricht einer räumlichen Ausdehnung der Stromschiene 215, 216 in die y-Richtung. Die Stromschienendicke 15z, 16z entspricht einer räumlichen Ausdehnung der Stromschiene 215, 216 in die z-Richtung.
Die erste Stromschiene 215 und die zweite Stromschiene 216 sind in einer ersten Ausgestaltung der ersten Ausführungsform der Sensoranordnung 210 identisch. Natürlich können die erste Stromschiene 215 und die zweite Stromschiene 216 in einer weiteren Ausgestaltung der ersten Ausführungsform der Sensoranordnung 210 auch unterschiedlich sein. Beispielsweise können die erste Stromschiene 215 und die zweite Stromschiene 216 unterschiedliche Stromschienenbreiten 15y, 16y aufweisen. Beispielsweise können die erste Stromschiene 215 und die zweite Stromschiene 216 ferner unterschiedliche Werkstoffe aufweisen.
Die erste Stromschiene 215 weist mindestens die erste Aussparung 21 und die zweite Aussparung 22 auf. Die zweite Stromschiene 216 weist mindestens eine dritte Aussparung 23 und eine vierte Aussparung 24 auf. Die erste Aussparung 21 und die dritte Aussparung 23 sind in der ersten Ausgestaltung identisch. Die zweite Aussparung 22 und die vierte Aussparung 24 sind in der ersten Ausgestaltung identisch. Natürlich können die erste Aussparung 21, die zweite Aussparung 22, die dritte Aussparung 23 und die vierte Aussparung 24 in einer weiteren Ausgestaltung der ersten Ausführungsform der Sensoranordnung 210 auch unterschiedlich sein. Beispielsweise können die Aussparungslängen 21y, 22y, 23y, 24y unterschiedlich sein. Beispielsweise können die Aussparungsbreiten 21x, 22x, 23x, 24x unterschiedlich sein.
Die erste Aussparung 21 und die zweite Aussparung 22 erstrecken sich im Wesentlichen orthogonal zu der Stromschienenlängsachse 151. Die dritte Aussparung 23 und die vierte Aussparung 24 erstrecken sich im Wesentlichen orthogonal zu der Stromschienenlängsachse 161. Die erste Aussparung 21 und die zweite Aussparung 22 sind im Wesentlichen parallel zueinander. Die dritte Aussparung 23 und die vierte Aussparung 24 sind im Wesentlichen parallel zueinander. Eine Summe aus der ersten Aussparungslänge 21y und der zweiten Aussparungslänge 22y ist größer als die Stromschienenbreite 15y der ersten Stromschiene 215. Eine Summe aus der dritten Aussparungslänge 23y und der vierten Aussparungslänge 24y ist größer als die Stromschienenbreite 16y der zweiten Stromschiene 216.
Die erste Aussparung 21 erstreckt sich im Wesentlichen parallel zu der zweiten Aussparung 22. Die dritte Aussparung 23 erstreckt sich im Wesentlichen parallel zu der vierten Aussparung 24. Die erste Aussparung 21, die zweite Aussparung 22, die dritte Aussparung 23 und die vierte Aussparung 24 erstrecken sich im Wesentlichen parallel zueinander. Die erste Aussparung 21 und die dritte Aussparung 23 sind entlang einer ersten Achse 225 angeordnet. Die zweite Aussparung 22 und die vierte Aussparung 24 sind entlang einer zweiten Achse 226 angeordnet sind.
Die erste Aussparung 21 und die zweite Aussparung 22 sind entlang der Stromschienenlängsachse 151 der ersten Stromschiene 215 um einen Abstand D 1 voneinander beabstandet. Die dritte Aussparung 23 und die vierte Aussparung 24 sind entlang der Stromschienenlängsachse 161 der zweiten Stromschiene 216 um den Abstand D1 voneinander beabstandet. Die erste Achse 225 ist orthogonal zu der Stromschienenlängsachse 151, 161 und erstreckt sich in y-Richtung. Die zweite Achse 226 ist orthogonal zu der Stromschienenlängsachse 151, 161 und erstreckt sich in y-Richtung. Die erste Achse 225 ist parallel zu der zweiten Achse 226. Die erste Achse 225 ist verschieden von der zweiten Achse 226. Die erste Achse 225 ist um einen Abstand D1 entlang der x-Achse gesehen von der zweiten Achse 226 beabstandet.
Durch die Anordnung der ersten Aussparung 21 und der dritten Aussparung 23 entlang der ersten Achse 225 und der zweiten Aussparung 22 und der vierten Aussparung 24 entlang der zweiten Achse 226 wird das Übersprechen zwischen der ersten Stromschiene 215 und der zweiten Stromschiene 216 reduziert.
In einer ersten Ausgestaltung umfasst die Sensoranordnung 210 einen auf einer von der Stromschienenfläche 15a oder der Stromschienenfläche 16a angeordneten ersten Magnetfeldsensor 31. In dieser ersten Ausgestaltung ist der erste Magnetfeldsensor 31 über die der Stromschienenfläche 15a zugewandte Fläche vollflächig auf der Stromschienenfläche 15a der ersten Stromschiene 215 angeordnet. Alternativ kann in dieser ersten Ausgestaltung der erste Magnetfeldsensor 31 auch über eine der ersten Stromschienenfläche 16a zugewandte Fläche vollflächig auf der der ersten Stromschienenfläche 16a der zweiten Stromschiene 216 angeordnet sein.
In einer zweiten Ausgestaltung umfasst die Sensoranordnung 210 den ersten Magnetfeldsensoren 31 und einen zweiten Magnetfeldsensor 32. Der zweite Magnetfeldsensor 32 ist im Wesentlichen gleich dem ersten Magnetfeldsensor 31 aus der ersten Ausgestaltung. In dieser zweiten Ausgestaltung ist der erste Magnetfeldsensor 31 auf der ersten Stromschiene 21 und der zweite Magnetfeldsensor 31 auf der zweiten Stromschiene 22 angeordnet. Durch die Verwendung der Magnetfeldsensoren 31, 32 ist es möglich, die Stärke des elektrisch induzierten Magnetfeldes in der ersten Stromschiene 215 und in der zweiten Stromschiene 216 zu ermitteln. Hierdurch wird eine genaue Messung der Magnetfeldstärke des elektrisch induzierten Magnetfeldes B ermöglicht. Über die ermittelte Magnetfeldstärke sind beispielsweise Rückschlüsse auf einen in der ersten Stromschiene 215 fließenden Strom I und/oder einen in der zweiten Stromschiene 216 fließenden Strom I möglich.
8 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Sensoranordnung 310 zur Ermittlung eines elektrisch induzierten Magnetfeldes in einer ersten Stromschiene 315 und/oder einer zweiten Stromschiene 316. Die erste Stromschiene 315 ist im Wesentlichen gleich der ersten Stromscheine 215 aus der ersten Ausführungsform. Die zweite Stromschiene 316 ist im Wesentlichen gleich der zweiten Stromschiene 216 aus der ersten Ausführungsform. In der vorliegenden Ausführungsform sind die dritte Aussparung 23 und die vierte Aussparung 24 jedoch um die x-Achse gespiegelt angeordnet. Durch diese gespiegelte Anordnung der dritten Aussparung 23 und der vierten Aussparung 24 wird eine Orientierung des elektromagnetisch induzierten Magnetfeldes um 180° (180 Grad) bezogen auf die z-Achse gedreht. Hierdurch wird das Übersprechen zwischen der ersten Stromschiene 315 und der zweiten Stromschiene 316 reduziert.
9 zeigt eine dritte Ausführungsform einer Sensoranordnung 410 zur Ermittlung eines elektrisch induzierten Magnetfeldes in einer ersten Stromschiene 415 und/oder einer zweiten Stromschiene 416. Die dritte Ausführungsform der Sensoranordnung 410 umfasst die erste Stromschiene 415 und die zweite Stromschiene 416. Die erste Stromschiene 415 und die zweite Stromschiene 416 entsprechen im Wesentlichen der Stromschiene 115 aus der zweiten Ausführungsform der Sensorvorrichtung 110. Die erste Stromschiene 415 und die zweite Stromschiene 416 verfügen im Wesentlichen über die Merkmale der Stromschiene 115 der zweiten Ausführungsform der Sensorvorrichtung 110. In Anbetracht der Ähnlichkeit zwischen der zweiten und der dritten Ausführungsform werden die Komponenten der dritten Ausführungsform, die die gleiche Funktion und/oder Struktur wie die Komponenten der zweiten Ausführungsform haben der Kürze halber nicht erneut erläutert bzw. beschrieben.
Ziel der Sensoranordnung 410 ist es, das elektrisch induzierte Magnetfeld in der ersten Stromschiene 415 und/oder der zweiten Stromschiene 416 unter Reduktion einer elektromagnetischen Wechselwirkung zwischen der der ersten Stromschiene 415 und der zweiten Stromschiene 416 zu ermitteln und gleichzeitig eine Messgenauigkeit und Redundanz weiter zu erhöhen. Hierfür wird das Übersprechen zwischen dem elektrisch induzierten Magnetfeld der ersten Stromschiene 415 und der zweiten Stromschiene 416 durch die bevorzugte Anordnung der vorgeschlagenen Ausführungsform reduziert bzw. weitestgehend verhindert.
Die erste Stromschiene 415 und die zweite Stromschiene 416 weisen beispielweise die Stromschienenlängsachse 1151, 1161, die Stromschienenlänge 115x, 116x, die Stromschienenbreite 115y, 116y, die erste Stromschienenfläche 115a, 116a, die zweite Stromschienenfläche 115b, 116b und die dritte Stromschienenfläche 115c, 116c auf.
Die erste Stromschiene 415 und die zweite Stromschiene 416 sind in einer ersten Ausgestaltung der dritten Ausführungsform der Sensoranordnung 410 identisch. Natürlich können die erste Stromschiene 415 und die zweite Stromschiene 416 in einer weiteren Ausgestaltung der ersten Ausführungsform der Sensoranordnung 410 auch unterschiedlich sein. Beispielsweise können die erste Stromschiene 415 und die zweite Stromschiene 416 unterschiedliche Stromschienenbreiten 115y, 116y aufweisen. Beispielsweise können die erste Stromschiene 415 und die zweite Stromschiene 416 ferner unterschiedliche Werkstoffe aufweisen.
Die erste Stromschiene 415 weist die erste Aussparung 21, die zweite Aussparung 22 und die fünfte Aussparung 25 auf. Die zweite Stromschiene 416 weist die dritte Aussparung 23, die vierte Aussparung 24 und eine sechste Aussparung 26 auf. Die erste Aussparung 21, die zweite Aussparung 22, die dritte Aussparung 23, die vierte Aussparung 24, die fünfte Aussparung 25 und die sechste Aussparung 26 sind in der ersten Ausgestaltung der dritten Ausführungsform identisch. Natürlich können die erste Aussparung 21, die zweite Aussparung 22, die dritte Aussparung 23, die vierte Aussparung 24, die fünfte Aussparung 25 und die sechste Aussparung 26 in einer weiteren Ausgestaltung der dritten Ausführungsform der Sensoranordnung 210 auch unterschiedlich sein. Beispielsweise können die Aussparungslängen 21y, 22y, 23y, 24y, 25y, 26y unterschiedlich sein. Beispielsweise können die Aussparungsbreiten 21x, 22x, 23x, 24x, 25x, 26x unterschiedlich sein.
Die erste Aussparung 21, die zweite Aussparung 22 und die fünfte Aussparung 25 erstrecken sich im Wesentlichen orthogonal zu der Stromschienenlängsachse 151. Die dritte Aussparung 23, die vierte Aussparung 24 und die sechste Aussparung 26 erstrecken sich im Wesentlichen orthogonal zu der Stromschienenlängsachse 161. Die erste Aussparung 21 und die zweite Aussparung 22 sind im Wesentlichen parallel zueinander. Die dritte Aussparung 23 und die vierte Aussparung 24 sind im Wesentlichen parallel zueinander. Die fünfte Aussparung 25 und die sechste Aussparung 26 sind im Wesentlichen parallel zueinander. Eine Summe aus der ersten Aussparungslänge 21y und der zweiten Aussparungslänge 22y ist größer als die Stromschienenbreite 115y der ersten Stromschiene 415. Eine Summe aus der zweiten Aussparungslänge 22y und der fünften Aussparungslänge 25y ist größer als die Stromschienenbreite 115y der ersten Stromschiene 415. Eine Summe aus der dritten Aussparungslänge 23y und der vierten Aussparungslänge 24y ist größer als die Stromschienenbreite 116y der zweiten Stromschiene 416. Eine Summe aus der vierten Aussparungslänge 24y und der sechsten Aussparungslänge 26y ist größer als die Stromschienenbreite 116y der zweiten Stromschiene 416.
Die erste Aussparung 21 erstreckt sich im Wesentlichen parallel zu der zweiten Aussparung 22. Die dritte Aussparung 23 erstreckt sich im Wesentlichen parallel zu der vierten Aussparung 24. Die fünfte Aussparung 25 erstreckt sich im Wesentlichen parallel zu der sechsten Aussparung 26. Die erste Aussparung 21, die zweite Aussparung 22, die dritte Aussparung 23, die vierte Aussparung 24, die fünfte Aussparung 25 und die sechste Aussparung 26 erstrecken sich im Wesentlichen parallel zueinander. Die erste Aussparung 21 und die dritte Aussparung 23 sind entlang einer ersten Achse 225 angeordnet. Die zweite Aussparung 22 und die vierte Aussparung 24 sind entlang einer zweiten Achse 226 angeordnet.
Die erste Aussparung 21 und die zweite Aussparung 22 sind entlang der Stromschienenlängsachse 151 der Stromschiene 415 um einen Abstand D1 voneinander beabstandet. Die dritte Aussparung 23 und die vierte Aussparung 24 sind entlang der Stromschienenlängsachse 161 der zweiten Stromschiene 416 um den Abstand D1 voneinander beabstandet. Die zweite Aussparung 22 und die fünfte Aussparung 25 sind entlang der Stromschienenlängsachse 151 der Stromschiene 415 um einen Abstand D2 voneinander beabstandet. Die vierte Aussparung 24 und die sechste Aussparung 26 sind entlang der Stromschienenlängsachse 161 der zweiten Stromschiene 416 um den Abstand D2 voneinander beabstandet. Die erste Achse 425 ist orthogonal zu der Stromschienenlängsachse 151, 161 und erstreckt sich in y-Richtung. Die zweite Achse 426 ist orthogonal zu der Stromschienenlängsachse 151, 161 und erstreckt sich in y-Richtung. Die dritte Achse 427 ist orthogonal zu der Stromschienenlängsachse 151, 161 und erstreckt sich in y-Richtung. Die erste Achse 425, die zweite Achse 426 und die dritte Achse 427 sind parallel zueinander. Die erste Achse 425, die zweite Achse 426 und die dritte Achse 427 sind verschieden voneinander.
Durch die Anordnung der ersten Aussparung 21 und der dritten Aussparung 23 entlang der ersten Achse 425, die Anordnung der zweiten Aussparung 22 und der vierten Aussparung 24 entlang der zweiten Achse 426 sowie die Anordnung der fünften Aussparung 25 und der sechsten Aussparung 26 entlang der dritten Achse 427 wird das Übersprechen zwischen der ersten Stromschiene 415 und der zweiten Stromschiene 416 reduziert.
In einer ersten Ausgestaltung umfasst die Sensoranordnung 410 den ersten Magnetfeldsensor 31 und einen dritten Magnetfeldsensor 33. Die Sensoranordnung 410 umfasst in dieser ersten Ausgestaltung den auf der ersten Stromschienenfläche 15a der ersten Stromschiene 415 angeordneten ersten Magnetfeldsensor 31 sowie den auf der der ersten Stromschienenfläche 16a der zweiten Stromschiene 416 angeordneten dritten Sensor 23. In dieser ersten Ausgestaltung ist der erste Magnetfeldsensor 31 über die der Stromschienenfläche 15a zugewandte Fläche vollflächig auf der Stromschienenfläche 15a der ersten Stromschiene 415 und der dritte Magnetfeldsensor 33 über die der Stromschienenfläche 16a zugewandte Fläche vollflächig auf der Stromschienenfläche 16a der zweiten Stromschiene 416 angeordnet. Durch die Anordnung der Magnetfeldsensoren 31, 33 wird eine Messung der Magnetfeldstärke in der ersten Stromschiene 415 und der zweiten Stromschiene 416 ermöglicht.
In einer zweiten Ausgestaltung umfasst die die Sensoranordnung 410 den ersten Magnetfeldsensor 31, den zweiten Magnetfeldsensor 32 sowie einen von dem dritten Magnetfeldsensor 33 oder einem vierten Magnetfeldsensor 34. Die Sensoranordnung 410 umfasst in dieser zweiten Ausgestaltung den auf der ersten Stromschienenfläche 15a der ersten Stromschiene 415 angeordneten ersten Magnetfeldsensor 31 sowie den auf der der ersten Stromschienenfläche 16a der zweiten Stromschiene 416 angeordneten dritten Sensor 23. In dieser zweiten Ausgestaltung ist der erste Magnetfeldsensor 31 über die der Stromschienenfläche 15a zugewandte Fläche vollflächig auf der Stromschienenfläche 15a der ersten Stromschiene 415 und der dritte Magnetfeldsensor 33 über die der Stromschienenfläche 16a zugewandte Fläche vollflächig auf der Stromschienenfläche 16a der zweiten Stromschiene 416 angeordnet.
In der zweiten Ausgestaltung umfasst die Sensoranordnung 410 ferner den auf der ersten Stromschienenfläche 15a der ersten Stromschiene 415 angeordneten zweiten Magnetfeldsensor 32 oder den auf der ersten Stromschienenfläche 16a der zweiten Stromschiene 416 angeordneten vierten Magnetfeldsensor 34. Sofern die Sensoranordnung 410 den zweiten Magnetfeldsensor 32 umfasst, ist der zweite Magnetfeldsensor 32 über eine der ersten Stromschienenfläche 15a zugewandte Fläche vollflächig auf der ersten Stromschienenfläche 15a der ersten Stromschiene 415 angeordnet. Sofern die Sensoranordnung 410 den vierten Magnetfeldsensor 34 umfasst, ist der vierte Magnetfeldsensor 34 über eine der ersten Stromschienenfläche 16a zugewandte Fläche vollflächig auf der ersten Stromschienenfläche 16a der ersten Stromschiene 416 angeordnet.
Durch die Verwendung des ersten Magnetfeldsensors 31, des zweiten Magnetfeldsensors 32 und einem von dem dritten Magnetfeldsensor 33 oder dem vierten Magnetfeldsensor 34 ist es möglich, die Stärke des elektrisch induzierten Magnetfeldes B in der ersten Stromschiene 415 und in der zweiten Stromschiene 416 zu ermitteln. Zudem ist es durch die Verwendung der Magnetfeldsensoren 31, 32, 33, 34 möglich, in der ersten Stromschiene 415 oder in der zweiten Stromschiene 416 eine differenzielle Messung der Magnetfeldstärke durchzuführen. Hierdurch wird eine genaue Messung der Magnetfeldstärke des elektrisch induzierten Magnetfeldes B ermöglicht. Über die ermittelte Magnetfeldstärke sind beispielsweise Rückschlüsse auf einen in der ersten Stromschiene 415 fließenden Strom I und/oder einen in der zweiten Stromschiene 416 fließenden Strom I möglich.
In einer dritten Ausgestaltung umfasst die Sensoranordnung 410 den ersten Magnetfeldsensor 31, den zweiten Magnetfeldsensor 32, den dritten Magnetfeldsensor 33 und den vierten Magnetfeldsensor 34. Die Sensoranordnung 410 umfasst in dieser dritten Ausgestaltung den auf der ersten Stromschienenfläche 15a der ersten Stromschiene 415 angeordneten ersten Magnetfeldsensor 31 und den auf der ersten Stromschienenfläche 15a der ersten Stromschiene 415 angeordneten zweiten Magnetfeldsensor 32. Die Sensoranordnung 410 umfasst in dieser dritten Ausgestaltung zudem den auf der ersten Stromschienenfläche 16a der zweiten Stromschiene 416 angeordneten dritten Sensor 23 sowie den auf der ersten Stromschienenfläche 16a der zweiten Stromschiene 416 angeordneten Sensor 34. In dieser dritten Ausgestaltung sind der erste Magnetfeldsensor 31 und der zweite Magnetfeldsensor 32 über die der Stromschienenfläche 15a zugewandte Fläche vollflächig auf der Stromschienenfläche 15a der ersten Stromschiene 415 angeordnet. In dieser dritten Ausgestaltung sind zudem der dritte Magnetfeldsensor 33 und der vierte Magnetfeldsensor 34 über die der Stromschienenfläche 16a zugewandte Fläche vollflächig auf der Stromschienenfläche 16a der zweiten Stromschiene 416 angeordnet.
Durch die Verwendung der Magnetfeldsensoren 31, 32, 33, 34 ist es möglich, die Stärke des elektrisch induzierten Magnetfeldes in der ersten Stromschiene 415 und in der zweiten Stromschiene 416 zu ermitteln. Zudem ist es durch die Verwendung der Magnetfeldsensoren 31, 32, 33, 34 möglich, in der ersten Stromschiene 415 und in der zweiten Stromschiene 416 eine differenzielle Messung der Magnetfeldstärke durchzuführen. Hierdurch wird eine genaue Messung der Magnetfeldstärke des elektrisch induzierten Magnetfeldes ermöglicht. Über die ermittelte Magnetfeldstärke sind beispielsweise Rückschlüsse auf einen in der ersten Stromschiene 415 fließenden Strom I und/oder einen in der zweiten Stromschiene 416 fließenden Strom I möglich.
10 zeigt eine vierte Ausführungsform einer Sensoranordnung 510 zur Ermittlung eines elektrisch induzierten Magnetfeldes in einer ersten Stromschiene 515 und einer zweiten Stromschiene 516. Die vierte Ausführungsform der Sensoranordnung 510 umfasst die erste Stromschiene 515 und die zweite Stromschiene 516. Die erste Stromschiene 515 entspricht im Wesentlichen der Stromschiene 15 aus der ersten Ausführungsform der Sensorvorrichtung 10. Die erste Stromschiene 515 verfügt im Wesentlichen über die Merkmale der Stromschiene 15 der ersten Ausführungsform der Sensorvorrichtung 10. Die zweite Stromschiene 516 entspricht im Wesentlichen der Stromschiene 115 aus der zweiten Ausführungsform der Sensorvorrichtung 110. Die zweite Stromschiene 516 verfügt im Wesentlichen über die Merkmale der Stromschiene 115 der zweiten Ausführungsform der Sensorvorrichtung 110. In Anbetracht der Ähnlichkeit zwischen der ersten und der fünften sowie der zweiten und der vierten Ausführungsform werden die Komponenten der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform, die die gleiche Funktion und/oder Struktur wie die Komponenten der vierte Ausführungsform haben der Kürze halber nicht erneut erläutert bzw. beschrieben.
Auf der ersten Stromschiene 515 ist der erste Magnetfeldsensor 31 angeordnet. Auf der zweiten Stromschiene 516 sind ein erster Magnetfeldsensor 531 und ein zweiter Magnetfeldsensor 532 angeordnet. Die Magnetfeldsensoren 31, 531, 532 sind im Wesentlichen identisch. Natürlich können die Magnetfeldsensoren 31, 531, 532 in einer weiteren Ausgestaltung der fünften Ausführungsform der Sensoranordnung 510 auch unterschiedlich sein.
Durch die Verwendung des Magnetfeldsensoren 31, 531, 532 ist es möglich, die Stärke des elektrisch induzierten Magnetfeldes B in der ersten Stromschiene 515 und in der zweiten Stromschiene 516 zu ermitteln. Zudem ist es durch die Verwendung der Magnetfeldsensoren 531, 532 möglich, in der zweiten Stromschiene 516 eine differenzielle Messung der Magnetfeldstärke durchzuführen. Hierdurch wird eine genaue Messung der Magnetfeldstärke des elektrisch induzierten Magnetfeldes B ermöglicht. Über die ermittelte Magnetfeldstärke sind beispielsweise Rückschlüsse auf einen in der ersten Stromschiene 515 fließenden Strom I und/oder einen in der zweiten Stromschiene 516 fließenden Strom I möglich.
11 zeigt eine dritte Ausführungsform einer Sensorvorrichtung 610 zur Ermittlung eines elektrisch induzierten Magnetfelds. Die Sensorvorrichtung 610 stimmt im Wesentlichen mit den Sensorvorrichtungen 10, 110 der ersten bis zweiten Ausführungsform überein. Die Sensorvorrichtung 610 ist jedoch abgewinkelt. Die Sensorvorrichtung 610 der dritten Ausführungsform umfasst eine Stromschiene 615, 616. Die Stromschiene 615, 616 weist einen ersten Stromschienenabschnitt 615p1, 616p1, einen zweiten Stromschienenabschnitt 615p2, 616p2 und einen Stromschienenzwischenabschnitt 615m, 616m auf. Der Stromschienenzwischenabschnitt 615m, 616m ist zwischen dem ersten Stromschienenabschnitt 615p1, 616p1 und dem zweiten Stromschienenabschnitt 615p2, 616p2 angeordnet. Die Stromschiene 615, 616 aufweisend den ersten Stromschienenabschnitt 615p1, 616p1, den zweiten Stromschienenabschnitt 615p2, 616p2 und den Stromschienenzwischenabschnitt 615m, 616m kann integral oder mehrteilig gebildet werden. Bevorzugt ist die Stromschiene 615, 616 integral gebildet.
Bei der Sensorvorrichtung 610 weist der erste Stromschienenabschnitt 615p1, 616p1 eine erste Stromschienenlängsachse 61511, 61611 auf. Bei der Sensorvorrichtung 610 weist der zweite Stromschienenabschnitt 615p2, 616p2 eine zweite Stromschienenlängsachse 61512, 61612 auf. Die erste Stromschienenlängsachse 61511, 61611 und die zweite Stromschienenlängsachse 61512, 61612 sind im Wesentlichen parallel zueinander.
Der Stromschienenzwischenabschnitt 615m, 616m weist eine Stromschienenzwischenabschnittlängsachse 61513, 61613 und eine Stromschienenzwischenabschnittquerachse 615q3, 616q3 auf. Die Stromschienenzwischenabschnittlängsachse 61513, 61613 ist im Wesentlichen orthogonal zu der ersten Stromschienenlängsachse 61511, 61611 und ist im Wesentlichen orthogonal der zweiten Stromschienenlängsachse 61512, 61612. Die Stromschienenzwischenabschnittquerachse 615q3, 616q3 ist im Wesentlichen orthogonal zu der Stromschienenzwischenabschnittlängsachse 61513, 61613. Die Stromschienenzwischenabschnittquerachse 615q3, 616q3 ist im Wesentlichen orthogonal zu der ersten Stromschienenlängsachse 61511, 61611 und ist im Wesentlichen orthogonal zu der zweiten Stromschienenlängsachse 61512, 61612.
12 zeigt eine Ausgestaltung der in 11 dargestellten dritten Ausführungsform der Sensorvorrichtung 610. Die Sensorvorrichtung 610 umfasst ferner mindestens einen ersten Magnetfeldsensor 31. Der mindestens eine erste Magnetfeldsensor 31 ist an dem Stromschienenzwischenabschnitt 615m, 616m angeordnet. Die Sensorvorrichtung 610 ist bevorzugt vollflächig auf dem Stromschienenzwischenabschnitt 615m, 616m angeordnet.
Bei der Sensorvorrichtung 610 umfasst der Stromschienenzwischenabschnitt 615m, 616m bevorzugt eine erste Aussparung 621. Diese Aussparung 621 des Stromschienenzwischenabschnitt 615m, 616m erstreckt sich im Wesentlichen entlang der Stromschienenzwischenabschnittquerachse 615q3, 616q3. In dieser Ausgestaltung der fünften Ausführungsform ist der Magnetfeldsensor 31 auf einem Bereich Stromschienenzwischenabschnitts 615m, 616m angeordnet, der nicht die Aussparung 621 umfasst.
13 zeigt eine weitere Ausgestaltung der in 11 und 12 dargestellten dritten Ausführungsform der Sensorvorrichtung 610. Bei der Sensorvorrichtung 610 umfasst der Stromschienenzwischenabschnitt 615m, 616m besonders bevorzugt die erste Aussparung 621 und eine zweite Aussparung 622. Diese zweite Aussparung 622 erstreckt sich im Wesentlichen entlang der Stromschienenzwischenabschnittquerachse 615q3, 616q3. In dieser besonders bevorzugten Ausgestaltung der fünften Ausführungsform ist der Magnetfeldsensor 31 auf einem Bereich Stromschienenzwischenabschnitts 615m, 616m angeordnet, der nicht die Aussparung 621 und die Aussparung 622 umfasst. Beispielsweise ist der Magnetfeldsensor 31 auf einem Bereich Stromschienenzwischenabschnitts 615m, 616m zwischen der ersten Aussparung 621 und der zweite Aussparung 622 angeordnet.
14 zeigt eine fünfte Ausführungsform einer Sensoranordnung 710 zur Ermittlung eines elektrisch induzierten Magnetfeldes in einer ersten Stromschiene 615 und einer zweiten Stromschiene 616. Die Sensoranordnung 710 umfasst eine erste Stromschiene 615, eine zweite Stromschiene 616 und mindestens einen ersten Magnetfeldsensor 31. Die erste Stromschiene 615 entspricht im Wesentlichen der zweiten Stromschiene 616. Die erste Stromschiene 615 weist einen ersten Stromschienenabschnitt 615p1, einen zweiten Stromschienenabschnitt 615p2 und einen Stromschienenzwischenabschnitt 615m auf. Der Stromschienenzwischenabschnitt 615m der ersten Stromschiene 615 ist zwischen dem ersten Stromschienenabschnitt 615p1 und dem zweiten Stromschienenabschnitt 615p2 angeordnet. Die zweite Stromschiene 616 weist einen ersten Stromschienenabschnitt 616p1, einen zweiten Stromschienenabschnitt 616p2 und einen Stromschienenzwischenabschnitt 616m auf. Der Stromschienenzwischenabschnitt 616m der zweiten Stromschiene 616 ist zwischen dem ersten Stromschienenabschnitt 616p1 und dem zweiten Stromschienenabschnitt 616p2 angeordnet.
Der erste Stromschienenabschnitt 615p1 der ersten Stromschiene 615 weist eine erste Stromschienenlängsachse 61511 auf. Der zweite Stromschienenabschnitt 615p2 der ersten Stromschiene 615 weist eine zweite Stromschienenlängsachse 61512 auf. Der erste Stromschienenabschnitt 616p1 der zweiten Stromschiene 616 weist eine erste Stromschienenlängsachse 61611 auf. Der zweite Stromschienenabschnitt 616p2 der zweiten Stromschiene 616 weist eine zweite Stromschienenlängsachse 61612 auf.
Bei der Sensoranordnung 710 der fünften Ausführungsform sind die erste Stromschienenlängsachse 61511 der ersten Stromschiene 615, die erste Stromschienenlängsachse 61611 der zweiten Stromschiene 616, die zweite Stromschienenlängsachse 61512 der ersten Stromschiene 615 und die zweite Stromschienenlängsachse 61612 der zweiten Stromschiene 616 im Wesentlichen parallel zueinander.
Ferner sind bei der Sensoranordnung 710 der fünften Ausführungsform die erste Stromschienenlängsachse 61511 der ersten Stromschiene 615, die erste Stromschienenlängsachse 61611 der zweiten Stromschiene 616, die zweite Stromschienenlängsachse 61512 der ersten Stromschiene 615 und die zweite Stromschienenlängsachse 61612 der zweiten Stromschiene 616 voneinander verschieden.
Ferner weist bei der Sensoranordnung 710 der fünften Ausführungsform der Stromschienenzwischenabschnitt 615m der ersten Stromschiene 615 eine Stromschienenzwischenabschnittlängsachse 61513 und eine Stromschienenzwischenabschnittquerachse 615q3 auf. Der Stromschienenzwischenabschnitt 616m der zweiten Stromschiene 616 weist eine Stromschienenzwischenabschnittlängsachse 61613 und eine Stromschienenzwischenabschnittquerachse 616q3 auf. Die Stromschienenzwischenabschnittlängsachse 61513 der ersten Stromschiene 615 ist im Wesentlichen parallel zu der Stromschienenzwischenabschnittlängsachse 61613 der zweiten Stromschiene 616.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Sensoranordnung 710 gemäß der fünften Ausführungsform ist die Stromschienenzwischenabschnittlängsachse 61513 der ersten Stromschiene 615 deckungsgleich mit der Stromschienenzwischenabschnittlängsachse 61613 der zweiten Stromschiene 616.
Der mindestens eine erste Magnetfeldsensor 31 ist in der Sensoranordnung 710 gemäß der fünften Ausführungsform an mindestens einem von dem Stromschienenzwischenabschnitt 615m der ersten Stromschiene 615 und dem Stromschienenzwischenabschnitt 616m der zweiten Stromschiene 616 angeordnet. Hierdurch ist es möglich, das elektrisch induzierte Magnetfeld in der ersten Stromschiene 615 oder der zweiten Stromschiene 616 zu ermitteln. Der mindestens eine erste Magnetfeldsensor 31 ist vollflächig auf einem von dem Stromschienenzwischenabschnitt 615m der ersten Stromschiene 615 und dem Stromschienenzwischenabschnitt 616m der zweiten Stromschiene 616 angeordnet.
In einer weiteren Ausgestaltung der Sensoranordnung 710 gemäß der fünften Ausführungsform umfasst die Sensoranordnung 710 ferner einen zweiten Magnetfeldsensor 32. Der wobei der mindestens eine zweite Magnetfeldsensor 32 ist an dem anderen einen von dem Stromschienenzwischenabschnitt 615m der ersten Stromschiene 615 und dem Stromschienenzwischenabschnitt 616m der zweiten Stromschiene 616 angeordnet. Sofern die Sensoranordnung 710 der fünften Ausführungsform den ersten Magnetfeldsensor 31 und den zweiten Magnetfeldsensor 32 umfasst, wird über eine differenzielle Messung der Magnetfeldstärke die Genauigkeit der Messung der Magnetfeldstärke des Magnetfeldes B zusätzlich erhöht.
Zudem kann bei Ausfall oder Versagen eines des ersten Magnetfeldsensors 31 oder des zweiten Magnetfeldsensors 32 weiterhin eine Messung der Magnetfeldstärke des Magnetfeldes B an der ersten Stromschiene 615 oder der zweiten Stromschiene 616 durchgeführt werden. Ferner kann durch die differenzielle Messung ein Einfluss von den Fremdfeldern auf das Messergebnis reduziert werden. Diese redundante Anordnung kann beispielsweise zur Sicherheit der Sensoranordnung 710 beitragen.
Bezugszeichenliste

10; 110; 610: Sensorvorrichtung
15; 115; 215; 216; 315; 316; 415; 416; 515, 516; 615, 616: Stromschiene
615p1; 616p1: erster Stromschienenabschnitt
615p2; 616p2: zweiter Stromschienenabschnitt
615m; 616m: Stromschienenzwischenabschnitt
15a; 16a; 115a: erste Stromschienenfläche
15b; 16b; 115b: zweite Stromschienenfläche
15c; 16c; 115c: dritte Stromschienenfläche
151; 161; 1151: Stromschienenlängsachse
61511, 61611: erste Stromschienenlängsachse
61512, 61612: zweite Stromschienenlängsachse
15x; 16x; 115x: Stromschienenlänge
15y; 16y; 115y: Stromschienenbreite
15z; 16z; 115z: Stromschienendicke
61513, 61613: Stromschienenzwischenabschnittlängsachse
615q3, 616q3: Stromschienenzwischenabschnittquerachse
21: erste Aussparung
21x: erste Aussparungsbreite
21y: erste Aussparungslänge
22: zweite Aussparung
22x: zweite Aussparungsbreite
22y: zweite Aussparungslänge
23: dritte Aussparung
23x: dritte Aussparungsbreite
23y: dritte Aussparungslänge
24: vierte Aussparung
24x: vierte Aussparungsbreite
24y: vierte Aussparungslänge
25: fünfte Aussparung
25x: fünfte Aussparungsbreite
25y: fünfte Aussparungslänge
26: sechste Aussparung
26x: sechste Aussparungsbreite
26y: sechste Aussparungslänge
31: erster Magnetfeldsensor
31x: erste Magnetfeldsensorlänge
31y: erste Magnetfeldsensorbreite
32: zweiter Magnetfeldsensor
32x: zweite Magnetfeldsensorlänge
32y: zweite Magnetfeldsensorbreite
33: dritter Magnetfeldsensor
33x: dritte Magnetfeldsensorlänge
33y: dritte Magnetfeldsensorbreite
34: vierter Magnetfeldsensor
34x: vierte Magnetfeldsensorlänge
34y: vierte Magnetfeldsensorbreite
210; 310; 410; 510: Sensoranordnung
225; 325; 425; 525: erste Achse
226; 326; 426; 526: zweite Achse
427: dritte Achse
B: Magnetfeld
I: Strom
J: Stromdichte
U: Spannung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 5041780 A [0003]
DE 102014113313 B4 [0004]

Claims

Sensorvorrichtung (10; 110) zur Ermittlung eines elektrisch induzierten Magnetfeldes, die Sensorvorrichtung (10; 110) umfassend: eine Stromschiene (15; 115; 215; 216; 315; 316; 415; 416; 515, 516) aufweisend eine Stromschienenlängsachse (151; 161; 1151), eine erste Stromschienenfläche (15a; 16a; 115a), eine erste Aussparung (21) und eine zweite Aussparung (22), wobei sich die erste Aussparung (21) und die zweite Aussparung (22) im Wesentlichen orthogonal zu der ersten Stromschienenfläche (15a; 16a; 115a) erstrecken und wobei die erste Aussparung (21) und die zweite Aussparung (22) entlang der Stromschienenlängsachse (151; 161; 1151) voneinander beabstandet sind; und einen auf der ersten Stromschienenfläche (15a; 16a; 115a) angeordneten ersten Magnetfeldsensor (31), wobei der erste Magnetfeldsensor (31) über eine der ersten Stromschienenfläche (15a; 16a; 115a) zugewandte Fläche vollflächig auf der ersten Stromschienenfläche (15a; 16a; 115a) zwischen der ersten Aussparung (21) und der zweiten Aussparung (22) angeordnet ist.
Sensorvorrichtung (10; 110) nach Anspruch 1, bei welcher die Stromschiene (15; 115; 215; 216; 315; 316; 415; 416; 515, 516) eine zweite Stromschienenfläche (15b; 16b; 115b) aufweist, welche im Wesentlichen orthogonal zu der ersten Stromschienenfläche (15a; 16a; 115a) ist.
Sensorvorrichtung (10; 110) nach Anspruch 2, bei welcher sich die zweite Stromschienenfläche (15b; 16b; 115b) im Wesentlichen parallel zu der Stromschienenlängsachse (151; 161; 1151) erstreckt.
Sensorvorrichtung (10; 110) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welcher sich die erste Aussparung (21) und die zweite Aussparung (22) im Wesentlichen orthogonal zu der Stromschienenlängsachse (151; 161; 1151) erstrecken.
Sensorvorrichtung (10; 110) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welcher die erste Aussparung (21) und die zweite Aussparung (22) im Wesentlichen parallel zueinander sind.
Sensorvorrichtung (10; 110) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welcher die erste Aussparung (21) eine erste Aussparungslänge (21y) und die zweite Aussparung (22) eine zweite Aussparungslänge (22y) aufweist.
Sensorvorrichtung (10; 110) nach Anspruch 6, bei welcher eine Summe aus der ersten Aussparungslänge (21y) und der zweiten Aussparungslänge (22y) größer als eine Stromschienenbreite (15y; 16y; 115y) der Stromschiene (15; 115; 215; 216; 315; 316; 415; 416; 515, 516) ist, wobei die Stromschienenbreite (15y; 16y; 115y) orthogonal zur Stromschienenlängsachse (151; 161; 1151) bestimmt ist.
Sensorvorrichtung (110) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner umfassend: eine dritte Aussparung (23), wobei sich die dritte Aussparung (23) im Wesentlichen orthogonal zu der ersten Stromschienenfläche (115a) erstreckt und wobei die dritte Aussparung (23) zu der ersten Aussparung (21) und der zweiten Aussparung (22) entlang der Stromschienenlängsachse (151; 161; 1151) beabstandet ist.
Sensorvorrichtung (110) nach Anspruch 8, ferner umfassend einen auf der ersten Stromschienenfläche (115a) angeordneten zweiten Magnetfeldsensor (32), wobei der zweite Magnetfeldsensor (32) über eine der ersten Stromschienenfläche (115a) zugewandte Fläche vollflächig auf der ersten Stromschienenfläche (115a) zwischen der dritten Aussparung (23) und der zweiten Aussparung (22) oder zwischen der zweiten Aussparung (22) und der ersten Aussparung (21) angeordnet ist.
Sensorvorrichtung (10; 110) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welcher mindestens eines von dem ersten Magnetfeldsensor (31) und dem zweiten Magnetfeldsensor (32) mindestens eines von einem ein Hall-Sensorelement, einem magnetoresistiven Sensorelement oder ein Fluxgate-Sensorelement umfasst.
Sensorvorrichtung (10; 110) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei welcher die Stromschiene (15; 115; 215; 216; 315; 316; 415; 416; 515, 516) einstückig ausgebildet ist.
Sensoranordnung (210; 310; 410; 510) zur Ermittlung eines elektrisch induzierten Magnetfeldes, die Sensoranordnung (210; 310; 410; 510) umfassend: eine erste Stromschiene (15; 115; 215; 315; 415; 515) aufweisend eine Stromschienenlängsachse (151; 161; 1151), eine Stromschienenfläche (15a; 16a; 115a) und mindestens eine erste Aussparung (21) und eine zweite Aussparung (22), wobei sich die erste Aussparung (21) und die zweite Aussparung (22) im Wesentlichen orthogonal zu der Stromschienenfläche (15a; 16a; 115a) erstrecken und wobei die erste Aussparung (21) und die zweite Aussparung (22) entlang der Stromschienenlängsachse (151; 161; 1151) voneinander beabstandet sind; eine zweite Stromschiene (216; 316; 416; 516) aufweisend eine Stromschienenlängsachse (161), eine erste Stromschienenfläche (16a) und mindestens eine dritte Aussparung (23) und eine vierte Aussparung (24) wobei sich die dritte Aussparung (23) und die vierte Aussparung (24) im Wesentlichen orthogonal zu der ersten Stromschienenfläche (16a) erstrecken und wobei die dritte Aussparung (23) und die vierte Aussparung (24) entlang der Stromschienenlängsachse (161) voneinander beabstandet sind; und einen auf mindestens einer von der ersten Stromschienenfläche (15a; 16a; 115a) der ersten Stromschiene (15; 115; 215; 315; 415; 515) oder der ersten Stromschienenfläche (16a) der zweiten Stromschiene (216; 316; 416; 516) angeordneten ersten Magnetfeldsensor (31), wobei der erste Magnetfeldsensor (31) über eine der ersten Stromschienenfläche (15a; 115a) zugewandte Fläche auf der ersten Stromschienenfläche (15a; 115a) der ersten Stromschiene (15; 115; 215; 315; 415; 515) vollflächig angeordnet ist oder wobei der erste Magnetfeldsensor (31) über eine der ersten Stromschienenfläche (16a) zugewandte Fläche auf der ersten Stromschienenfläche (16a) der zweiten Stromschiene (216; 316; 416; 516) vollflächig angeordnet ist.
Sensoranordnung (210; 310; 410; 510) nach Anspruch 12, bei welcher sich die erste Aussparung (21) und die zweite Aussparung (22) im Wesentlichen orthogonal zu der ersten Stromschienenlängsachse (151; 161; 1151) erstrecken; und wobei sich die dritte Aussparung (23) und die vierte Aussparung (24) im Wesentlichen orthogonal zu der zweiten Stromschienenlängsachse (161) erstrecken.
Sensoranordnung (210; 310; 410; 510) nach Anspruch 12 oder 13, bei welcher sich die erste Aussparung (21) im Wesentlichen parallel zu der zweiten Aussparung (22) erstreckt; und sich die dritte Aussparung (23) im Wesentlichen parallel zu der vierten Aussparung (24) erstreckt.
Sensoranordnung (210; 310; 410; 510) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, bei welcher sich die erste Aussparung (21), die zweite Aussparung (22), die dritte Aussparung (23) und die vierte Aussparung (24) im Wesentlichen parallel erstrecken.
Sensoranordnung (210; 310; 410; 510) nach einem der Ansprüche 12 bis 15, bei welcher die erste Aussparung (21) und die dritte Aussparung (23) entlang einer ersten Achse (225; 325; 425; 525) angeordnet sind; und wobei die zweite Aussparung (22) und die vierte Aussparung (24) entlang einer zweiten Achse (226; 326; 426; 526) angeordnet sind.
Sensoranordnung (210; 310; 410; 510) nach Anspruch 16, bei welcher die erste Achse (225; 325; 425; 525) parallel zu der zweiten Achse (226; 326; 426; 526) ist; und wobei die erste Achse (225; 325; 425; 525) von der zweiten Achse (226; 326; 426; 526) verschieden ist.
Sensoranordnung (210; 310; 410; 510) nach einem der Ansprüche 12 bis 17, bei welcher der erste Magnetfeldsensor (31) mindestens eines von einem ein Hall-Sensorelement, einem magnetoresistiven Sensorelement oder ein Fluxgate-Sensorelement umfasst.
Sensorvorrichtung (610) zur Ermittlung eines elektrisch induzierten Magnetfeldes, die Sensorvorrichtung (610) umfassend: eine Stromschiene (615, 616) aufweisend einen ersten Stromschienenabschnitt (615p1, 616p1), einen zweiten Stromschienenabschnitt (615p2, 616p2) und einen Stromschienenzwischenabschnitt (615m, 616m), wobei der Stromschienenzwischenabschnitt (615m, 616m) zwischen dem ersten Stromschienenabschnitt (615p1, 616p1) und dem zweiten Stromschienenabschnitt (615p2, 616p2) angeordnet ist; und mindestens einen ersten Magnetfeldsensor (31), wobei der mindestens eine erste Magnetfeldsensor (31) an dem Stromschienenzwischenabschnitt (615m, 616m) angeordnet ist.
Sensorvorrichtung (610) nach Anspruch 19, bei welcher der erste Stromschienenabschnitt (615p1, 616p1) eine erste Stromschienenlängsachse (61511, 61611) aufweist; und der zweite Stromschienenabschnitt (615p2, 616p2) eine zweite Stromschienenlängsachse (61512, 61612) aufweist.
Sensorvorrichtung (610) nach einem der Ansprüche 19 bis 20, bei welcher die erste Stromschienenlängsachse (61511, 61611) und die zweite Stromschienenlängsachse (61512, 61612) im Wesentlichen parallel zueinander sind.
Sensorvorrichtung (610) nach einem der Ansprüche 19 bis 21, bei welcher der Stromschienenzwischenabschnitt (615m, 616m) eine Stromschienenzwischenabschnittlängsachse (61513, 61613) und eine Stromschienenzwischenabschnittquerachse (615q3, 616q3) aufweist, wobei die Stromschienenzwischenabschnittlängsachse (61513, 61613) im Wesentlichen orthogonal zu der ersten Stromschienenlängsachse (61511, 61611) und der zweiten Stromschienenlängsachse (61512, 61612) ist, und wobei die Stromschienenzwischenabschnittquerachse (615q3, 616q3) im Wesentlichen orthogonal zu der Stromschienenzwischenabschnittlängsachse (61513, 61613) ist, und wobei die Stromschienenzwischenabschnittquerachse (615q3, 616q3) im Wesentlichen orthogonal zu der ersten Stromschienenlängsachse (61511, 61611) und der zweiten Stromschienenlängsachse (61512, 61612) ist.
Sensorvorrichtung (610) nach einem der Ansprüche 19 bis 22, bei welcher der Stromschienenzwischenabschnitt (615m, 616m) eine erste Aussparung (621) umfasst, wobei sich die erste Aussparung (621) im Wesentlichen entlang der Stromschienenzwischenabschnittquerachse (615q3, 616q3) erstreckt.
Sensorvorrichtung (610) nach Anspruch 23, bei welcher der Stromschienenzwischenabschnitt (615m, 616m) ferner eine zweite Aussparung (22) umfasst, wobei sich die zweite Aussparung (622) im Wesentlichen entlang der Stromschienenzwischenabschnittquerachse (615q3, 616q3) erstreckt.
Sensoranordnung (710) zur Ermittlung eines elektrisch induzierten Magnetfeldes, die Sensoranordnung (710) umfassend: eine erste Stromschiene (615) aufweisend einen ersten Stromschienenabschnitt (615p1), einen zweiten Stromschienenabschnitt (615p2) und einen Stromschienenzwischenabschnitt (615m), wobei der Stromschienenzwischenabschnitt (615m) zwischen dem ersten Stromschienenabschnitt (615p1) und dem zweiten Stromschienenabschnitt (615p2) angeordnet ist; eine zweite Stromschiene (616) aufweisend einen ersten Stromschienenabschnitt (616p1), einen zweiten Stromschienenabschnitt (616p2) und einen Stromschienenzwischenabschnitt (616m), wobei der Stromschienenzwischenabschnitt (616m) zwischen dem ersten Stromschienenabschnitt (616p1) und dem zweiten Stromschienenabschnitt (616p2) angeordnet ist; und mindestens einen ersten Magnetfeldsensor (31), wobei der mindestens eine erste Magnetfeldsensor (31) an mindestens einem von dem Stromschienenzwischenabschnitt (615m) der ersten Stromschiene (615) und dem Stromschienenzwischenabschnitt (616m) der zweiten Stromschiene (616) angeordnet ist.
Sensoranordnung (710) nach Anspruch 25, bei welcher der erste Stromschienenabschnitt (615p1) der ersten Stromschiene (615) eine erste Stromschienenlängsachse (61511) aufweist; der zweite Stromschienenabschnitt (615p2) der ersten Stromschiene (615) eine zweite Stromschienenlängsachse (61512) aufweist; der erste Stromschienenabschnitt (616p1) der zweiten Stromschiene (616) eine erste Stromschienenlängsachse (61611) aufweist; und der zweite Stromschienenabschnitt (616p2) der zweiten Stromschiene (616) eine zweite Stromschienenlängsachse (61612) aufweist.
Sensoranordnung (710) nach einem der Ansprüche 25 bis 26, bei welcher die erste Stromschienenlängsachse (61511) der ersten Stromschiene (615), die erste Stromschienenlängsachse (61611) der zweiten Stromschiene (616), die zweite Stromschienenlängsachse (61512) der ersten Stromschiene (615) und die zweite Stromschienenlängsachse (61612) der zweiten Stromschiene (616) im Wesentlichen parallel zueinander sind; und wobei erste Stromschienenlängsachse (61511) der ersten Stromschiene (615), die erste Stromschienenlängsachse (61611) der zweiten Stromschiene (616), die zweite Stromschienenlängsachse (61512) der ersten Stromschiene (615) und die zweite Stromschienenlängsachse (61612) der zweiten Stromschiene (616) voneinander verschieden sind.
Sensoranordnung (710) nach einem der Ansprüche 25 bis 27, bei welcher der Stromschienenzwischenabschnitt (615m) der ersten Stromschiene (615) eine Stromschienenzwischenabschnittlängsachse (61513) und eine Stromschienenzwischenabschnittquerachse (615q3) aufweist, der Stromschienenzwischenabschnitt (616m) der zweiten Stromschiene (616) eine Stromschienenzwischenabschnittlängsachse (61613) und eine Stromschienenzwischenabschnittquerachse (616q3) aufweist, wobei die Stromschienenzwischenabschnittlängsachse (61513) der ersten Stromschiene (615) im Wesentlichen parallel ist zu der Stromschienenzwischenabschnittlängsachse (61613) der zweiten Stromschiene (616).
Sensoranordnung (710) nach einem der Ansprüche 25 bis 28, bei welcher die Stromschienenzwischenabschnittlängsachse (61513) der ersten Stromschiene (615) deckungsgleich mit der Stromschienenzwischenabschnittlängsachse (61613) der zweiten Stromschiene (616) ist.
Sensoranordnung (710) nach einem der Ansprüche 25 bis 29, ferner umfassend: mindestens einen zweiten Magnetfeldsensor (32), wobei der mindestens eine zweite Magnetfeldsensor (32) an dem anderen einen von dem Stromschienenzwischenabschnitt (615m) der ersten Stromschiene (615) und dem Stromschienenzwischenabschnitt (616m) der zweiten Stromschiene (616) angeordnet ist.
Verwendung der Sensorvorrichtung (10; 110) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 und/oder der Sensorvorrichtung (610) nach einem der Ansprüche 19 bis 24, der Sensoranordnung (210; 310; 410; 510) nach einem der Ansprüche 12 bis 18 und/oder der Sensoranordnung (710) nach einem der Ansprüche 25 bis 30 zur Ermittlung eines elektrisch induzierten Magnetfeldes.