DE1905468A1

DE1905468A1 - Clamp meter

Info

Publication number: DE1905468A1
Application number: DE19691905468
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Klemens Heumann
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1969-01-31
Filing date: 1969-01-31
Publication date: 1970-09-10
Also published as: FR2029803A1; CH504001A; SE354917B; NL7000485A

Description

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Licentia Patent-Verwaltungs GmbH 6 Frankfurt a.M., Theodor Stern Kai 1Licentia Patent-Verwaltungs GmbH 6 Frankfurt a.M., Theodor Stern Kai 1

Lehmann/1i Erf.-Nr. 80/525 Lehmann / 1i Erf.-Nr. 80/525

StrommeßzangeClamp meter

Die Erfindung bezieht sich auf eine Strommeßzange zur magnetischen Messung von Wechselströmen mit Wicklungen, die aus mehreren voneinander getrennten Teilspulen bestehen, wobei diejenigen Stellen, an denen die Spulenenden zusammenstossen, durch eine magnetische Abschirmung feldfrei gemacht sind.The invention relates to a clamp meter for magnetic Measurement of alternating currents with windings that consist of several separate sub-coils, where those points where the coil ends meet, are made field-free by a magnetic shield.

Das Prinzip eines magnetischen Spannungsmessers, beispielsweise zur Messung grosser Wechselströme, ist seit langem bekannt. Bei magnetischen Spannungsmessern, die aus einer zum Auftrennen eingerichteten Wicklungskonstruktion bestehen, entstehen durch die an den Stoßstellen fehlenden Wicklungsteile Fehler bei der Integration der Spannung.The principle of a magnetic voltmeter, for example for measuring large alternating currents, has been around for a long time known. In the case of magnetic voltmeters, which consist of a winding structure designed for separation, The missing winding parts at the joints result in errors in the integration of the voltage.

Zur Verringerung des Stossfugeneinflusses ist es bekannt, die Stossfuge in feldschwache Gebiete zu verlegen. Bei einer anderen Ausbildung wird der Stossfugeneinfluss dadurch ausgeschaltet, dass die Spulenenden an weit entfernte Stellen gleichförmigen magnetischen Feldverlaufes gelegt werden. Auch bei den beiden letztgenannten Ausbildungen treten die obengenannten Nachteile auf.To reduce the influence of the butt joint, it is known to relocate the butt joint in areas with a weak field. At a With other training, the butt joint influence is eliminated by placing the coil ends at distant places uniform magnetic field course are placed. Also in the last two training courses mentioned, the disadvantages mentioned above.

Sie werden durch einen bekannten magnetischen Spannungsmesser vermieden, dessen Wicklung aus mehreren voneinander getrennten Teilspulen besteht mit Vorkehrungen zum VerringernThey are avoided by a known magnetic voltmeter, the winding of which consists of several separate ones Partial coils exist with precautions to reduce

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des Einflusses der Stoßstellen zwischen den Spulenenden. Diejenigen Stellen, an denen die Spulenenden zusammenstossen, sind durch eine magnetische Abschirmung feldfrei gemacht. Zweckmässig besteht die magnetische Abschirmung aus ferromagnetische!!! Material, in das die Stoßstellen der miteinander zu verbindenden Spulenenden einführbar sind. Da es auch Schwierigkeiten bereitet, die für zuverlässige Messungen erforderliche Konstanz des Windungsquerschnittes und der Windungsdichte über die ganze Länge des Spannungsmessers praktisch zu verwirklichen, sind weiterhin die Wicklungen auf formbeständigen Wicklungsträgern gleichbleibenden Querschnitts mit gleichbleibender Windungsdichte angeordnet. Die erzeugte Spannung ist einem integrierenden Verstärker zugeführt, an dessen Ausgang der zeitliche Verlauf der Messgrösse auftritt..the influence of the joints between the coil ends. The places where the coil ends meet are made field-free by a magnetic shield. The magnetic shielding is expedient made of ferromagnetic !!! Material into which the joints of the coil ends to be connected can be inserted. Since it also causes difficulties, the constancy of the winding cross-section required for reliable measurements and the winding density over the entire length of the voltmeter are still practical Windings on dimensionally stable winding supports of constant cross-section with constant winding density arranged. The voltage generated is fed to an integrating amplifier, at whose output the time profile of the measurand occurs.

Derartigen bekannten magnetischen Spannungsmesserη haftet jedoch noch der Nachteil an, dass sie auf Grund ihrer baulichen Anordnungen eine geringe Handlichkeit aufweisen, insbesondere also nicht geeignet sind, mehrere Messungen an verschiedenen Stellen, z.B. in Halbleiteranlagen, ohne grösseren Umbau vorzunehmen.Such known magnetic voltmeter adheres however, there is still the disadvantage that, due to their structural arrangement, they are not very easy to handle, in particular are therefore not suitable for multiple measurements at different locations, e.g. in semiconductor systems, without to undertake major renovations.

Darüber hinaus sind sie nicht ohne weiteres einsetzbar wenn die Messgrössen eine Frequenz im Megaherzbereich aufweisen. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die vorgenannten Nachteile zu vermeiden. Die Erfindung betrifft eine Strommeßzange zur magnetischen Messung von Wechselströmen mit Wicklungen, die aus mehreren voneinander getrennten Teilspulen bestehen, wobei diejenigen Stellen, an denen die Spulenenden zusammenstossen, durch eine magnetische Abschirmung feldfrei gemacht sind. Erflndungsgemäss ist das Messobjekt von den Wicklungsträgern nach Art einer mechanischen Zange umschliessbar.In addition, they cannot be used without further ado if the measured variables have a frequency in the megahertz range. The object of the invention is to avoid the aforementioned disadvantages. The invention relates to a clamp meter for the magnetic measurement of alternating currents with windings that are made up of several separate ones Partial coils exist, with those points where the coil ends collide by a magnetic shielding are made field-free. According to the invention the measurement object can be enclosed by the winding supports like mechanical pliers.

In den Griff einer derartigen Zange ist in WeiterbildungThe grip of such a pair of pliers is in development

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der Erfindung ein an die Wicklungen angeschlossener breitbandiger Hessverstärker eingebaut. Seine Eigenversorgung erfolgt durch Speisung aus einer im Griff der Zange eingebauten Batterie. Dabei ist es vorteilhaft, dass der Messverstärker mit umschaltbaren geeichten Strombereichen ausgerüstet ist und gegebenenfalls von einem Integrationsverstärker dargestellt wird. Gegen elektrische Streueinflüsse ist der Messverstärker mit einer kapazitiven Abschirmung, die z.B. durch Kupferbleche erfolgen kann, ausgerüstet. of the invention a broadband connected to the windings Built-in Hess amplifier. Its self-sufficiency is provided by a supply from one in the grip of the pliers built-in battery. It is advantageous that the measuring amplifier has switchable calibrated current ranges is equipped and, if necessary, is represented by an integration amplifier. Against electrical stray influences If the measuring amplifier is equipped with a capacitive shield, which can be done e.g. with copper sheets.

Um die Strommeßzange zum Einsatz für Messgrössen, die eine Frequenz über etwa 1 Megaherz aufweisen, geeignet zu machen, erfolgt in Weiterbildung der Erfindung die Rückführung der homogenen Messwicklung über einen im Innern hohlen Wicklungsträger.In order to use the clamp meter for measured quantities that have a Have a frequency above about 1 megahertz, to make it suitable, the feedback takes place in a further development of the invention the homogeneous measuring winding via a winding carrier that is hollow inside.

Die vorstehend beschriebene aufklappbare Strommeßzange bildet also eine lageunabhängige, auf hohe Grenzfrequenzen ansprechende Gegeninduktivität, die durch einen im Griff eingebauten breitbandigen Integrationsverstärker ein handliches Messinstrument darstellt. Auf diese Weise sind leichte oszillographische Aufzeichnungen von Strömen, beispielsweise in Thyristor- und Diodenschaltungen, ohne Unterbrechung des Stromkreises potentialfrei auch im Bereich hoher Grenzfrequenzen möglich. Die vorstehende Einsatzmöglichkeit- bei hohen Frequenzen schliesst ihre Verwendbarkeit bei wesentlich niedrigeren Frequenzen natürlich nicht aus und auch die Messung von Stoßströmen ein.The above-described hinged clamp meter thus forms a position-independent, high cut-off frequency attractive mutual inductance, which is achieved by a broadband integration amplifier built into the handle represents a handy measuring instrument. In this way there are easy oscillographic recordings of currents, for example in thyristor and diode circuits, without interrupting the circuit, potential-free also in the area high cut-off frequencies possible. The above application possibility at high frequencies excludes their usability At much lower frequencies, of course, this does not work and the measurement of surge currents is also included.

Anhand einer Zeichnung sei ein schematisches Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es veranschaulicht die Fig. 1 die Gesamtdarstellung einer Messanordnung, während die Fig. 2 und 3 auf die konstruktiven Einzelheiten der Strommeßzange eingehen.A schematic exemplary embodiment of the invention will be explained with the aid of a drawing. It illustrates that 1 shows the overall representation of a measuring arrangement, while FIGS. 2 and 3 refer to the structural details of the Enter clamp meter.

In der Fig· 1 umschliessen die Wicklungstrager la und IbIn FIG. 1, the winding supports 1 a and 1 b enclose

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mit den darauf befindlichen, hier nicht näher dargestellten Wicklungen das Messobjekt 2 beispielsweise einer stromdurchflossenen Leitung innerhalb einer Schaltung. Die Wicklungen sind an einen Messverstärker 3, der vorzugsweise integrierenden Charakter aufweisen kann und dessen Ausgänge mit den Platten eines Oszillographen 4- verbunden sind, angeschlossen. with the windings located thereon, not shown in detail here, the measurement object 2, for example a current-carrying one Line within a circuit. The windings are connected to a measuring amplifier 3, which is preferably can have integrating character and whose outputs are connected to the plates of an oscilloscope 4- connected.

In der Fig. 2 sind die Wicklungsträger la und Ib mit den sich darauf befindenden, sich aus Teilspulen zusammensetzenden Wicklungen 5 erkennbar, die aneinander stossenden Spulenenden sind durch Abschirmungen 6a - 6d feldfrei gemacht, wobei letztere aus weichmagnetischen Eisen dünner Blechstärke oder Perriten zur Vermeidung von Wirbelströmen und Erzielung hoher Abschirmwirkungen auch bei hohen Frequenzen bestehen.In Fig. 2, the winding supports la and Ib are with the located thereon, composed of partial coils windings 5 can be seen, which abut one another Coil ends are made field-free by shields 6a-6d, the latter made of soft magnetic iron being thinner Sheet metal thickness or Perriten to avoid eddy currents and achieve high shielding effects even at high frequencies exist.

Die Fig. 3 zeigt eine Einzeldarstellung eines Wicklungsträgers, auf den die homogene Messwicklung 5 aufgebracht ist, wobei insbesondere jedoch die Rückführung 7 des Spulenendes im Innern des Wicklungsträgers erkennbar wird. Eine nicht näher dargestellte Alternativlösung bestände darin, die Rückführung mit hoher Steigung über die Messwicklung vorzunehmen, um ebenfalls eine niedrige Wicklungskapazität zu erreichen. 3 shows an individual illustration of a winding carrier to which the homogeneous measuring winding 5 is applied is, but in particular the return 7 of the coil end in the interior of the winding support can be seen. An alternative solution, not shown in detail, would be the return with a high gradient over the measuring winding in order to also achieve a low winding capacity.

4- S. Beschreibung
9 Patentansprüche
1 Bl.Zeichng. mit 3 Fig,4- See description
9 claims
1 sheet drawing. with 3 fig,

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Claims

Licentia Patent-Verwaltungs GmbH 6 Irankfurt a.M., Theodor Stern Kai 1Licentia Patent-Verwaltungs GmbH 6 Irankfurt a.M., Theodor Stern Kai 1

Lehmann/li Erf.-Hr. 80/325 Lehmann / left Erf.-Hr. 80/325

PatentansprücheClaims

Strommeßzange zur magnetischen Messung von Wechselströmen mit Wicklungen, die aus mehreren voneinander getrennten leilspulen bestehen, wobei diejenigen Stellen, an denen die Spulenenden zusammenstossen, durch eine magnetische Abschirmung feldfrei gemacht sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Messobjekt nach Art einer mechanischen Zange umschliessbar ist,Current clamps for magnetic measurement of alternating currents with windings that consist of several separate line coils, with those Places where the coil ends collide are made field-free by means of a magnetic shield are, characterized in that the measurement object can be enclosed in the manner of mechanical pliers is,

2.) Strammeßzange zur magnetischen Messung von Wechselströmen mit Wicklungen, die aus mehreren voneinander getrennten Teilspulen bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass in den Griff der Zange ein an die Wicklungen angeschlossener breitbandiger Messverstärker eingebaut ist.2.) Current clamps for magnetic measurement of alternating currents with windings that consist of several separate partial coils, characterized in that, that in the grip of the pliers a broadband measuring amplifier connected to the windings is built in.

5.) Strommeßzange nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Messverstärker ein Integrationsverstärk er ist.5.) clamp meter according to claim 2, characterized in that that the measuring amplifier is an integration amplifier he is.

4,) Strommeßzange zur magnetischen Messung von Wechselströmen mit Wicklungen, die aus mehreren voneinander getrennten Teilspulen bestehen, wobei diejenigen Stellen, an denen die Spulenenden zusammenstossen, durch eine magnetische Abschirmung feldfrei gemacht sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückführung4,) Current clamps for magnetic measurement of alternating currents with windings that consist of several separate sub-coils, with those Places where the coil ends collide are made field-free by means of a magnetic shield are characterized in that the return

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■ der homogenen Messwicklung im inneren hohlen Wicklungsträger angeordnet ist.■ the homogeneous measuring winding in the inner hollow winding carrier is arranged.

5«) Stromcießzange nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetische Abschirmung der Spulenenden zur Vermeidung von Wirbelstromen mit weichen magnetischen Eisen dünner Blechstärke oder Gerriten ausgeführt ist.5 «) Current pliers according to claims 1-4, characterized in that that the magnetic shielding of the coil ends to avoid eddy currents with soft magnetic iron is made of thin sheet metal or gerrites.

6.) Strommeßzange nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kessverstärker mit einer kapazitiven Abschirmung gegen elektrische Streueinflüsse ausgeführt ist.6.) clamp meter according to claim 1 and 2, characterized in that the Kess amplifier with a capacitive shielding against electrical stray influences is carried out.

?.) Strommeßzange nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Abschirmung Kupferbleche vorgesehen sind.?.) Current clamp according to claim 6, characterized in that that copper sheets are provided as shielding.

8.) Strommeß zange nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet dass die Eigenversorgung des Messverstärkers durch Speisung aus einer im Griff der Zange angeordneten Batterie erfolgt.8.) Current measuring pliers according to claim 2, characterized in that the self-supply of the measuring amplifier takes place by feeding from a battery arranged in the handle of the pliers.

9.) Strommeßzange nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Messverstärker mit umschaltbaren, geeichten Strombereichen ausgerüstet ist.9.) clamp meter according to claim 2, characterized in that that the measuring amplifier with switchable, calibrated current ranges is equipped.

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