DE19908652C1 - Meßvorrichtung zur Bestimmung eines einen elektrischen Leiter durchfließenden Stromes - Google Patents
Meßvorrichtung zur Bestimmung eines einen elektrischen Leiter durchfließenden StromesInfo
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Abstract
Eine Meßvorrichtung (1) zur Bestimmung eines einen elektrischen Leiter (2) durchfließenden Stromes (I¶ges¶) weist zwei magnetfeldempfindliche Sensoren (3) zur Messung des magnetischen Feldes, das durch den den Leiter (2) durchfließenden Strom (I¶ges¶) erzeugt wird, auf. Die Sensoren (3) sind in einem Aufnahmebereich (4) zwischen zwei quer zur Stromrichtung (Pf1) voneinander beabstandeten, im wesentlichen parallel zueinander angeordneten Leiterzweigen (5) des stromführenden Leiters (2) angeordnet und mit einer Auswertungseinrichtung (11) verbunden. Die Sensoren (3) sind mit ihrer Detektionsrichtung jeweils quer zu einer ersten Ebene verlaufend angeordnet, die parallel zur Längserstreckungsrichtung der Leiterzweige (5) und rechtwinklig zu einer durch die Längsachsen der Leiterzweige (5) aufgespannten zweiten Ebene orientiert ist. Die Sensoren (3) sind in unterschiedlichen, jeweils parallel zur zweiten Ebene verlaufenden Meßfeldebenen angeordnet oder durchsetzen diese jeweils. Der Leiter (2) ist für eine in beiden Leiterzweigen (5) gleichgerichtete Stromflußrichtung beschaltbar oder beschaltet. Die Auswerteeinrichtung (11) weist ein Differenzglied (12) zur Bildung der Differenz der Meßsignale der Sensoren (3) auf (Figur 1).
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Meßvorrichtung zur Bestimmung
eines einen elektrischen Leiter durchfließenden Stromes mit zwei
magnetfeldempfindlichen Sensoren zur Messung des magnetischen Feldes,
das durch den den Leiter durchfließenden Strom erzeugt wird, wobei
die Sensoren in einem Aufnahmebereich zwischen zwei quer zur
Stromrichtung voneinander beabstandeten, im wesentlichen parallel
zueinander angeordneten Leiterzweigen des stromführenden Leiters
angeordnet sind, sowie mit einer mit den Sensoren verbundenen
Auswertungseinrichtung.
Aus der DE-OS 195 49 181 A1 ist eine Meßvorrichtung bekannt, bei
der ein Sensor zwischen zwei parallel zueinander verlaufenden
Leiterzweigen eines U-förmigen Leiters angeordnet ist. Der Sensor
weist einen Meßsignal-Ausgang auf, an dem bei einem Stromfluß in
dem Leiter ein zu dem von dem Stromfluß bewirkten Magnetfeld
proportionales Ausgangssignal anliegt. Der Meßsignal-Ausgang des
Sensors ist zum Ermitteln des in dem Leiter fließenden Stromes mit
dem Eingang einer Auswerteeinrichtung verbunden. Dabei ist jedoch
nachteilig, daß auf den Sensor einwirkende magnetische Störfelder,
beispielsweise durch einen weiteren, benachbart zu dem Leiter
angeordneten stromdurchflossenen Leiter, das Meßergebnis verfälschen
können.
In der EP 0 578 948 A1 ist eine Meßvorrichtung zur Messung von
Leistungs- und/oder Stromkomponenten einer Impedanz vorbeschrieben,
welche einen zu einer Spule mit mindestens einer Windung ausge
bildeten elektrischen Leiter aufweist. Innerhalb des Spulen-
Innenraums ist zumindest ein Hallelement zur Messung einer
Leistungs- und/oder Stromkomponente angeordnet. Mehrere magnetfeld
empfindliche Sensoren werden zur Messung unterschiedlicher Meßgrößen
verwendet. Eine Verbesserung des Meßergebnisses wird mit dieser
Meßvorrichtung jedoch nicht erreicht. Von diesem Stand der Technik
geht der Gegenstand des Patentanspruches 1 aus.
In der US 5 041 780 ist eine Meßvorrichtung beschrieben, bei der
zwei magnetfeldempfindliche Sensoren beidseits eines Leiters
angeordnet sind. Die Meßsignal-Ausgänge der beiden Sensoren sind
mit den Eingängen eines Differenzglieds verbunden, wodurch am Ausgang
des Differenzgliedes ein Ausgangssignal anliegt, das proportional
zu dem den elektrischen Leiter durchfließenden Strom ist und bei
dem der Einfluß von Störgrößen zumindest reduziert ist. Um jedoch
die gewünschte Reduzierung des Störgrößen-Einflusses zu erzielen,
ist eine präzise Justierung der Sensoren in diametraler und
symmetrischer Lage relativ zu dem Leiter erforderlich.
Aus der gattungsfremden CH 630 466 kennt man ebenfalls eine
Strommeßanordnung zur Messung des in einem Leiter fließenden
elektrischen Stroms. Bei dieser Anordnung weist der Leiter zur
Erzeugung eines relativ hohen, stromproportionalen Magnetfeldes
einen Isthmus auf, um den mindestens ein magnetfeldabhängiges Element
angeordnet ist. Mit dieser Anordnung sollen Störungen durch
selbsterzeugte elektromagnetische Felder vermieden werden. Eine
Reduzierung des Einflusses von außen auf den Leiter einwirkender
Störgrößen auf das Meßergebnis ist nicht vorgesehen.
Es besteht daher die Aufgabe, eine Meßvorrichtung der eingangs
genannten Art zu schaffen, die auch beim Vorhandensein von
magnetischen Störfeldern eine genaue Messung des elektrischen Stromes
ermöglicht. Zudem soll die Vorrichtung unempfindlich sein gegenüber
Lagetoleranzen der magnetfeldempfindlichen Sensoren.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß die beiden
Sensoren mit ihrer Detektionsrichtung
jeweils quer zu einer ersten Ebene verlaufend angeordnet sind, die parallel
zur Längserstreckungsrichtung der Leiterzweige und
rechtwinklig zu einer durch die Längsachsen der Leiterzweige
aufgespannten zweiten Ebene orientiert ist, daß die Sensoren in unter
schiedlichen, jeweils parallel zur zweiten Ebene verlaufenden
Meßfeldebenen angeordnet sind oder diese jeweils durchsetzen, daß
der Leiter für eine in beiden Leiterzweigen gleich gerichtete
Stromflußrichtung beschaltet ist und daß die
Auswerteeinrichtung ein Differenzglied zur Bildung der Differenz
der Meßsignale der Sensoren aufweist.
Bei einem Stromfluß in dem Leiter bildet sich in dem Aufnahmebereich
durch Überlagerung der die beiden Leiterzweige umgebenden
Magnetfelder ein resultierendes Magnetfeld aus, das in den einzelnen
Meßfeldebenen jeweils homogen ist, in Richtung einer Normalen auf
die Meßfeldebenen im wesentlichen linear verläuft und eine
Vorzeichenumkehr erfährt. Die in der jeweiligen Detektionsrichtung
verlaufende magnetische Feldstärke am Ort der Sensoren ist dem zu
messenden Strom proportional. Die Meßsignale an den Signalausgängen
der beiden Sensoren werden in der Auswertungseinrichtung subtraktiv
verknüpft. Der resultierende Differenzwert ist ebenfalls dem zu
messenden Strom proportional, der so aus dem Differenzwert ermittelt
werden kann. Durch die Differenzmessung werden Meßfehler durch
homogene magnetische Störfelder eliminiert, da ein homogenes Störfeld
gleichermaßen auf beide Sensoren einwirkt. Meßungenauigkeiten durch
inhomogene Störfelder können mit der erfindungsgemäßen Meßvor
richtung zumindest reduziert werden.
Die Sensoren können an beliebiger Position innerhalb einer jeweiligen
Meßfeldebene angeordnet sein, da innerhalb jeder Meßfeldebene das
Magnetfeld jeweils homogen ist. Dadurch ist die erfindungsgemäße
Meßvorrichtung besonders unempfindlich gegenüber Lagetoleranzen
der Sensoren, was konstante Langzeitgenauigkeit der Strommessung
ergibt.
Die Detektionsrichtung eines Sensors ist jeweils die Richtung, in
die ein Sensor innerhalb eines Magnetfeldes ausgerichtet ist, um
bei einer jeweiligen magnetischen Feldstärke ein größtmögliches
Meßsignal zu erhalten.
Besondere Ausführungsarten der Erfindung sind in den Unter
ansprüchen angegeben.
Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, daß die Sensoren beidseits
einer durch die Längsmittelachsen der Leiterzweige aufgespannten
Mittelebene angeordnet sind, und daß die Sensoren insbesondere
entlang einer Normalen auf diese Mittelebene angeordnet sind und
jeweils den gleichen Abstand zur Mittelebene aufweisen. Innerhalb
der Mittelebene ist das magnetische Feld gleich Null und steigt
mit zunehmender Entfernung von der Mittelebene betragsmäßig linear
an, wobei die Richtung des Magnetfelds auf beiden Seiten der
Mittelebene entgegengesetzt zueinander ist. Durch die vorbeschriebene
Anordnung der Sensoren ergibt sich ein symmetrischer Aufbau der
Meßvorrichtung und die Positionierung der Sensoren innerhalb des
Aufnahmebereiches ist vereinfacht.
Es ist zweckmäßig, wenn der Abstand der beiden Sensoren in Richtung
einer Normalen auf die Meßfeldebenen klein ist gegenüber der Tiefe
des Aufnahmebereiches. Die Abweichung der jeweiligen Fehleranteile,
die durch ein inhomogenes Störfeld die Meßsignale der Sensoren
verfälschen, ist dadurch gering und die Fehleranteile können durch
Differenzbildung weitgehend eliminiert werden, so daß auch bei
inhomogenen Störfeldern eine hohe Meßgenauigkeit erreicht ist.
Das Magnetfeld innerhalb des Aufnahmebereiches ist besonders homogen,
wenn die einander zugewandten Innenseiten der Leiterzweige parallel
zueinander angeordnete, ebene Oberflächenbereiche aufweisen und
wenn der von diesen Oberflächenbereichen seitlich begrenzte Raum
den Aufnahmebereich für die Sensoren bildet. Somit ist die
erfindungsgemäße Meßvorrichtung besonders unempfindlich gegenüber
Lagetoleranzen der Sensoren und die Genauigkeit der Strommessung
ist auch bei temperaturbedingter Lagedrift näherungsweise konstant.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Meßvorrichtung sieht vor,
daß der Aufnahmebereich für die Sensoren durch einen im Leiter
befindlichen, sich quer zur Stromrichtung erstreckenden Durchbruch
oder eine Ausnehmung gebildet ist, dessen seitliche, in Stromrichtung
verlaufende Begrenzungswandungen die voneinander beabstandeten
Leiterzweige bilden. Die Herstellung der Meßvorrichtung ist dadurch
vereinfacht. Eine solche Ausnehmung kann auch nachträglich in einen
vorhandenen Leiter eingebracht werden. Die dadurch sich ergebenden
Leiterzweige sind dann parallel zueinander angeordnet, wodurch
innerhalb des Aufnahmebereiches ein besonders homogenes Magnetfeld
erreicht wird. Separate, kostenintensive Bauelemente zur Bildung
der Leiterzweige sind nicht erforderlich.
Es kann zweckmäßig sein, wenn der Durchbruch oder die Ausnehmung
schlitzartig ausgebildet ist und eine lichte Weite aufweist, die
geringfügig größer ist als die Dicke der Sensoren. Je schmaler der
Durchbruch beziehungsweise die Ausnehmung ausgebildet ist, desto
größer ist die Homogenität des sich darin ausbildenden Magnetfeldes,
und umso genauer ist somit die Strommessung. Idealerweise ist die
lichte Weite des Durchbruches beziehungsweise der Ausnehmung so
groß, daß die Sensoren gerade in den Aufnahmebereich eingesetzt
werden können.
Es kann zudem zweckmäßig sein, wenn der lichte Abstand der beiden
Leiterzweige beziehungsweise die lichte Weite des Aufnahmebereiches
schmal ist gegenüber der Dicke beziehungsweise der äußeren Weite
des Leiters, insbesondere maximal halb so breit ist. Der stromführen
de Querschnitt des Leiters wird dabei durch den Aufnahmebereich
nur unwesentlich beeinträchtigt, wodurch sich ein entsprechend
starkes Magnetfeld zwischen den beiden Leiterzweigen ausbildet.
Die Meßempfindlichkeit beziehungsweise -genauigkeit der Meßvor
richtung ist dadurch erhöht.
Es ist vorteilhaft, wenn die beiden im Bereich des Aufnahmebereiches
benachbarten Leiterzweige den gleichen Querschnitt und insbesondere
die gleiche Querschnittsform und Ausrichtung aufweisen. Die beiden
Leiterzweige weisen dabei den gleichen ohmschen Widerstand auf und
werden von gleich großen Teilströmen durchflossen, wodurch sich
in dem Aufnahmebereich ein besonders homogenes Magnetfeld
ausbildet.
Eine Ausführungsform sieht vor, daß die Sensoren magnetoresistive
Sensoren sind. Der magnetfeldabhängige elektrische Widerstand eines
Sensors stellt somit ein Maß für den zu messenden Strom dar.
Eine andere, bevorzugte Ausführungsform sieht vor, daß die Sensoren
Hallelemente sind. Deren Ausgangsspannung beziehungsweise die
Differenz der Ausgangsspannungen der beiden Sensoren ist dabei
proportional dem zu messenden Strom. Somit ergibt sich eine direkte
Proportionalität zwischen der Differenz der Hallspannungen und dem
zu messenden Strom.
Anhand der Polarität der induzierten Hallspannungen kann zudem die
Richtung des in dem Leiter fließenden Stromes ermittelt werden.
Hallsensoren ermöglichen somit eine inhärente Stromrichtungs
erfassung.
Für die Sensoren der Meßvorrichtung lassen sich kostengünstige
Standard-Bauelemente verwenden, die platzsparend in die Meßvor
richtung integriert werden können. Die Standard-Bauelemente sind
zudem für einen großen Betriebstemperaturbereich ausgelegt, so daß
die Meßvorrichtung auch bei hohen Temperaturen, beispielsweise bis
150°C betrieben werden kann.
Es ist vorteilhaft, wenn die Sensoren in einem gemeinsamen Gehäuse
angeordnet und als monolithisch integrierter Schaltkreis ausgebildet
sind. Das Einsetzen der Sensoren in den Aufnahmebereich ist dadurch
vereinfacht.
Es ist zudem vorteilhaft, wenn die Meßvorrichtung modulartig
ausgebildet ist und vorzugsweise in einem platinenbestückbaren
Gehäuse angeordnet ist, an dem Anschlußstellen für die Versorgungs
spannung und die Signalleitungen der Sensoren sowie Stromanschluß
stellen für den zu messenden Strom vorgesehen sind. Die Meßvor
richtung kann dann besonders einfach und platzsparend in ein System,
in dem ein Strom gemessen werden soll, integriert werden. Eine
modulartige Meßvorrichtung kann auch in größeren Stückzahlen
bevorratet werden, da sie universell für unterschiedliche Anwendungen
verwendet werden kann.
Eine weitere, vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß der
Auswertungseinrichtung eine Vergleichseinrichtung zum Vergleichen
des Meßwertes mit einem Referenzwert zugeordnet ist, und daß
gegebenenfalls eine Unterbrechungseinrichtung zum Unterbrechen des
den Leiter durchfließenden Stromes bei Überschreitung des
Referenzwertes vorgesehen ist. Mit der erfindungsgemäßen Meßvor
richtung kann so eine Schutzschaltung realisiert werden, die einen
Strompfad unterbricht, wenn der zu messende Strom einen vorgegebenen
oder vorgebbaren Referenzwert überschreitet, beispielsweise bei
einem Kurzschluß.
Nachstehend sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen
Meßvorrichtung anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigt in schematischer Darstellung:
Fig. 1 eine Meßvorrichtung mit zwei in einer Ausnehmung eines
Leiters angeordneten magnetfeldempfindlichen Sensoren,
Fig. 2 zwei separate Leiterzweige, deren einander zugewandten
Innenseiten einen Aufnahmebereich für Sensoren bilden,
mit mehreren schematisch dargestellten Meßfeldebenen,
Fig. 3 eine graphische Darstellung des Magnetfeldverlaufes in
Richtung einer Normalen auf die Meßfeldebenen gemäß
Fig. 2,
Fig. 4 eine Meßvorrichtung mit zwei in einem gemeinsamen Gehäuse
angeordneten Sensoren und
Fig. 5 ein Blockschaltbild eines monolithisch integrierten
Schaltkreises mit zwei magnetfeldempfindlichen Sensoren
und einer Signalverarbeitungsschaltung.
Eine im ganzen mit 1 bezeichnete Meßvorrichtung zur Bestimmung eines
einen elektrischen Leiter 2 durchfließenden Stromes Iges weist zwei
magnetfeldempfindliche Sensoren 3 zur Messung des magnetischen
Feldes, das durch den den Leiter 2 durchfließenden Strom Iges erzeugt
wird, auf. Die Stärke des Magnetfeldes am jeweiligen Ort der Sensoren
ist dabei dem zu messenden Strom Iges proportional, so daß aus den
Meßwerten der Sensoren 3 der Strom ermittelt werden kann. Die
Sensoren 3 sind dazu mit einer Auswertungseinrichtung 11 verbunden.
Die Messung erfolgt potentialfrei und ohne Leistungsverluste durch
die Meßvorrichtung 1.
Gemäß Fig. 1 sind die Sensoren 3 in einem Aufnahmebereich 4 zwischen
zwei quer zur Stromrichtung (Pf1) voneinander beabstandeten, parallel
zueinander angeordneten Leiterzweigen 5 des stromführenden Leiters
2 angeordnet. Die einander zugewandten Innenseiten 6 der Leiterzweige
5 sind parallel zueinander angeordnete, ebene Flächen. Der von diesen
Flächen seitlich begrenzte Raum bildet den Aufnahmebereich 4 für
die Sensoren 3. Durch die Teilströme I1 und I2 in den beiden
Leiterzweigen 5 wird jeweils ein Magnetfeld erzeugt, und durch
Überlagerung der beiden Magnetfelder entsteht in dem Aufnahmebereich
4 ein resultierendes Magnetfeld, das in einzelnen, jeweils parallel
zu einer durch die Längsmittelachsen 7 der Leiterzweige aufgespannten
Mittelebene 8 (Fig. 2) angeordneten Meßfeldebenen (9a, 9b) homogen
ist, in Richtung einer Normalen auf die Meßfeldebenen (9a, 9b) einen
im wesentlichen linearen Verlauf hat (Fig. 3) und an der Mittelebene
8, innerhalb derer sich die beiden Magnetfelder der Leiterzweige
kompensieren, einen Vorzeichenwechsel erfährt.
Die Sensoren 3 sind auf unterschiedlichen Seiten der Mittelebene
8 angeordnet und messen die Feldstärke an unterschiedlichen Punkten
innerhalb des Aufnahmebereichs 4. Aufgrund des stetigen Verlaufs
des Magnetfelds innerhalb des Aufnahmebereichs 4 sind die Meßwerte
beider Sensoren unterschiedlich. Aus der Differenz beider Meßwerte
kann in einer Auswertungseinrichtung 11 (Fig. 5) die Stromstärke
Iges ermittelt werden. Durch die Differenzbildung wird der Einfluß
homogener magnetischer Störfelder eliminiert, da ein homogenes
Störfeld gleichermaßen auf beide Sensoren 3 einwirkt und den Meßwert
jedes Sensors 3 um einen bestimmten, an beiden Sensoren 3 gleichen
Feldstärkewert verfälscht. Die Meßgenauigkeit der erfindungsgemäßen
Meßvorrichtung 1 ist dadurch gegenüber einer Meßvorrichtung mit
nur einem Sensor erhöht und die Störempfindlichkeit ist reduziert.
Aufgrund des im wesentlichen linearen Magnetfeldverlaufs innerhalb
des Aufnahmebereichs 4 (Fig. 3) erlaubt die Meßvorrichtung 1 eine
hohe Positioniertoleranz für die Sensoren 3, wodurch die Herstellung
vereinfacht ist. Aufwendige Positionierungsvorgänge sind nicht
erforderlich.
Der Aufnahmebereich 4 für die Sensoren 3 ist durch einen im Leiter
2 befindlichen, sich quer zur Stromrichtung (Pf1) erstreckenden
Durchbruch gebildet. Der Aufnahmebereich ist somit einfach
herstellbar, beispielsweise durch Ausfräsen aus einem vorhandenen
Leiter.
Die Sensoren 3 sind von dem Leiter 2 beabstandet angeordnet. Somit
ist der Leiter 2 von den Sensoren 3 thermisch isoliert. Änderungen
der Temperatur des Leiters 2 und damit verbundene Widerstands
änderungen im Leiter haben dadurch keinen Einfluß auf die Messung
des Stromes Iges. Zudem sind Hallsensoren üblicherweise temperatur
kompensiert.
Die magnetfeldempfindlichen Sensoren können beispielsweise magneto
resistive Sensoren oder Hall-Elemente sein. Mit Hall-Elementen kann
zusätzlich zur Stromstärke Iges über die Polarität der induzierten
Hallspannungen auch die Stromrichtung ermittelt werden. Dabei können
für die Sensoren 3 kostengünstige Standard-Sensoren verwendet werden.
Spezielle, kostenintensive Sonderanfertigungen sind nicht
erforderlich.
Fig. 4 zeigt eine Anordnung mit zwei voneinander beabstandeten
Leiterzweigen 5 und zwei zwischen den Leiterzweigen 5 angeordneten
Sensoren 3, die in einem gemeinsamen Gehäuse 10 angeordnet sind.
Durch das gemeinsame Gehäuse 10 ist das Einsetzen der Sensoren 3
in den Aufnahmebereich 4 vereinfacht.
Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild eines monolithisch integrierten
Schaltkreises mit zwei magnetfeldempfindlichen Sensoren 3 und einer
Auswerteeinrichtung 11 mit einem Differenzglied 12 zur Auswertung
der Meßsignale der Sensoren 3. Mit der Auswerteeinrichtung 11 können
die Meßsignale verstärkt und ein Differenzsignal aus den Meßsignalen
gebildet werden. Durch diese Verknüpfung der beiden Meßsignale können
durch homogene Magnetfelder erzeugte Störsignale eliminiert werden.
Der Ausgang 13 der Auswerteeinrichtung 11 kann mit einem Eingang
einer nachgeordneten Schaltung verbunden werden, um den gesuchten,
den Leiter durchfließenden Strom zu ermitteln. An dem monolithisch
integrierten Schaltkreis sind weitere Anschlußstellen für die
Versorgungsspannung und gegebenenfalls Signalausgänge für die
Meßsignale der einzelnen Sensoren 3 vorgesehen.
Claims (13)
1. Meßvorrichtung (1) zur Bestimmung eines einen elektrischen
Leiter (2) durchfließenden Stromes (Iges) mit zwei magnetfeld
empfindlichen Sensoren (3) zur Messung des magnetischen Feldes,
das durch den den Leiter (2) durchfließenden Strom (Iges)
erzeugt wird, wobei die Sensoren (3) in einem Aufnahmebereich
(4) zwischen zwei quer zur Stromrichtung (Pf1) voneinander
beabstandeten, im wesentlichen parallel zueinander angeordneten
Leiterzweigen (5) des stromführenden Leiters (2) angeordnet
sind, sowie mit einer mit den Sensoren (3) verbundenen
Auswertungseinrichtung (11), dadurch gekennzeichnet, daß die
beiden Sensoren (3) mit ihrer Detektionsrichtung jeweils quer
zu einer ersten Ebene verlaufend angeordnet sind, die parallel
zur Längserstreckungsrichtung der Leiterzweige (5) und
rechtwinklig zu einer durch die Längsachsen der Leiterzweige
(5) aufgespannten zweiten Ebene orientiert ist, daß die
Sensoren (3) in unterschiedlichen, jeweils parallel zur zweiten
Ebene verlaufenden Meßfeldebenen angeordnet sind oder diese
jeweils durchsetzen, daß der Leiter (2) für eine in beiden
Leiterzweigen (5) gleich gerichtete Stromflußrichtung beschaltet
ist, und daß die Auswerteeinrichtung (11) ein Differenzglied
(12) zur Bildung der Differenz der Meßsignale der Sensoren
(3) aufweist.
2. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Sensoren (3) beidseits einer durch die Längsmittelachsen
(7) der Leiterzweige (5) aufgespannten Mittelebene (8)
angeordnet sind, und daß die Sensoren (3) insbesondere entlang
einer Normalen auf diese Mittelebene (8) angeordnet und
gleichmäßig von der Mittelebene (8) beabstandet sind.
3. Meßvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Abstand (a) der beiden Sensoren (3) in Richtung einer
Normalen auf die Meßfeldebenen (9a, 9b) klein ist gegenüber
der Tiefe (t) des Aufnahmebereiches (4).
4. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die einander zugewandten Innenseiten (6)
der Leiterzweige (5) parallel zueinander angeordnete, ebene
Flächen sind und daß der von diesen Flächen seitlich begrenzte
Raum den Aufnahmebereich (4) für den Sensor bildet.
5. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Aufnahmebereich (4) für die Sensoren
(3) durch einen im Leiter (2) befindlichen, sich quer zur
Stromrichtung (Pf1) erstreckenden Durchbruch oder eine
Ausnehmung gebildet ist, dessen seitliche, in Stromrichtung
(Pf1) verlaufende Begrenzungswandungen die voneinander
beabstandeten Leiterzweige (5) bilden.
6. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Durchbruch oder die Ausnehmung
schlitzartig ausgebildet ist und eine lichte Weite aufweist,
die geringfügig größer ist als die Dicke der Sensoren.
7. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß der lichte Abstand der beiden Leiterzweige
beziehungsweise die lichte Weite des Aufnahmebereiches schmal
ist gegenüber der Dicke beziehungsweise der äußeren Weite des
Leiters.
8. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die beiden im Bereich des Aufnahmebereiches
(4) benachbarten Leiterzweige (5) den gleichen Querschnitt
und insbesondere die gleiche Querschnittsform und Ausrichtung
aufweisen.
9. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Sensoren (3) magnetoresistive Sensoren
sind.
10. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Sensoren (3) Hallelemente sind.
11. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Sensoren (3) in einem gemeinsamen
Gehäuse (10) angeordnet und als monolithisch integrierter
Schaltkreis ausgebildet sind.
12. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung (1) modulartig
ausgebildet ist und vorzugsweise in einem platinenbestückbaren
Gehäuse angeordnet ist, an dem Anschlußstellen für die
Versorgungsspannung und die Signalleitungen der Sensoren (3)
sowie Stromanschlußstellen für den zu messenden Strom (Iges)
vorgesehen sind.
13. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß der Auswertungseinrichtung eine Vergleichs
einrichtung zum Vergleichen des Meßwertes mit einem Referenz
wert zugeordnet ist, und daß gegebenenfalls eine Unter
brechungseinrichtung zum Unterbrechen des den Leiter (2)
durchfließenden Stromes bei Überschreitung des Referenzwertes
vorgesehen ist.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19908652A DE19908652C1 (de) | 1998-11-02 | 1999-02-27 | Meßvorrichtung zur Bestimmung eines einen elektrischen Leiter durchfließenden Stromes |
Applications Claiming Priority (2)
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---|---|---|---|
DE29819486U DE29819486U1 (de) | 1998-11-02 | 1998-11-02 | Meßvorrichtung zur Bestimmung eines einen elektrischen Leiters durchfließenden Stromes |
DE19908652A DE19908652C1 (de) | 1998-11-02 | 1999-02-27 | Meßvorrichtung zur Bestimmung eines einen elektrischen Leiter durchfließenden Stromes |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19908652C1 true DE19908652C1 (de) | 2000-04-20 |
Family
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE29819486U Expired - Lifetime DE29819486U1 (de) | 1998-11-02 | 1998-11-02 | Meßvorrichtung zur Bestimmung eines einen elektrischen Leiters durchfließenden Stromes |
DE19908652A Expired - Lifetime DE19908652C1 (de) | 1998-11-02 | 1999-02-27 | Meßvorrichtung zur Bestimmung eines einen elektrischen Leiter durchfließenden Stromes |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE29819486U Expired - Lifetime DE29819486U1 (de) | 1998-11-02 | 1998-11-02 | Meßvorrichtung zur Bestimmung eines einen elektrischen Leiters durchfließenden Stromes |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (2) | DE29819486U1 (de) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10051160A1 (de) * | 2000-10-16 | 2002-05-02 | Infineon Technologies Ag | Sensoranordnung zur kontaktlosen Messung eines Stroms |
DE10054016A1 (de) * | 2000-11-01 | 2002-05-08 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und Vorrichtung zur Strommessung |
DE102006006314A1 (de) * | 2005-05-25 | 2006-11-30 | Conti Temic Microelectronic Gmbh | Vorrichtung zur Messung der Stromstärke |
EP1939635A1 (de) | 2006-12-27 | 2008-07-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Vorrichtung zur Messung der Stromstärke in einem Leiter |
DE102008002305A1 (de) | 2008-06-09 | 2009-12-10 | Robert Bosch Gmbh | Anordnung zur Strommessung an einem elektrischen Leiter |
US7915885B2 (en) | 2008-08-04 | 2011-03-29 | Infineon Technologies Ag | Sensor system and method |
WO2014124038A1 (en) | 2013-02-05 | 2014-08-14 | Texas Instruments Incorporated | Apparatus and method for in situ current measurement in a conductor |
DE102004050019B4 (de) * | 2004-10-13 | 2014-12-24 | Ssg Semiconductor Systems Gmbh | Galvanisch getrennte Strommessung |
US9651581B2 (en) | 2011-09-28 | 2017-05-16 | Infineon Technologies Ag | High current sensors |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002131342A (ja) * | 2000-10-19 | 2002-05-09 | Canon Electronics Inc | 電流センサ |
US8975889B2 (en) | 2011-01-24 | 2015-03-10 | Infineon Technologies Ag | Current difference sensors, systems and methods |
DE102019106927B3 (de) * | 2019-03-19 | 2020-06-04 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Strommessanordnung mit thermischer Isolation |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH630466A5 (en) * | 1978-08-31 | 1982-06-15 | Sprecher & Schuh Ag | Current measuring arrangement |
US5041780A (en) * | 1988-09-13 | 1991-08-20 | California Institute Of Technology | Integrable current sensors |
EP0578948A1 (de) * | 1992-07-14 | 1994-01-19 | Landis & Gyr Technology Innovation AG | Einrichtung zur Messung von Leistungs- und/oder Stromkomponenten einer Impedanz |
DE19549181A1 (de) * | 1995-12-30 | 1997-07-03 | Bosch Gmbh Robert | Vorrichtung zur Messung eines in einem Leiter fließenden Stromes |
-
1998
- 1998-11-02 DE DE29819486U patent/DE29819486U1/de not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-02-27 DE DE19908652A patent/DE19908652C1/de not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH630466A5 (en) * | 1978-08-31 | 1982-06-15 | Sprecher & Schuh Ag | Current measuring arrangement |
US5041780A (en) * | 1988-09-13 | 1991-08-20 | California Institute Of Technology | Integrable current sensors |
EP0578948A1 (de) * | 1992-07-14 | 1994-01-19 | Landis & Gyr Technology Innovation AG | Einrichtung zur Messung von Leistungs- und/oder Stromkomponenten einer Impedanz |
DE19549181A1 (de) * | 1995-12-30 | 1997-07-03 | Bosch Gmbh Robert | Vorrichtung zur Messung eines in einem Leiter fließenden Stromes |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10051160B4 (de) * | 2000-10-16 | 2007-01-04 | Infineon Technologies Ag | Sensoranordnung zur kontaktlosen Messung eines Stroms |
DE10051160A1 (de) * | 2000-10-16 | 2002-05-02 | Infineon Technologies Ag | Sensoranordnung zur kontaktlosen Messung eines Stroms |
DE10054016A1 (de) * | 2000-11-01 | 2002-05-08 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und Vorrichtung zur Strommessung |
DE102004050019B4 (de) * | 2004-10-13 | 2014-12-24 | Ssg Semiconductor Systems Gmbh | Galvanisch getrennte Strommessung |
DE102006006314A1 (de) * | 2005-05-25 | 2006-11-30 | Conti Temic Microelectronic Gmbh | Vorrichtung zur Messung der Stromstärke |
EP1939635A1 (de) | 2006-12-27 | 2008-07-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Vorrichtung zur Messung der Stromstärke in einem Leiter |
DE102006062321A1 (de) | 2006-12-27 | 2008-07-03 | Siemens Ag | Vorrichtung zur Messung der Stromstärke in einem Leiter |
DE102008002305A1 (de) | 2008-06-09 | 2009-12-10 | Robert Bosch Gmbh | Anordnung zur Strommessung an einem elektrischen Leiter |
US8258776B2 (en) | 2008-08-04 | 2012-09-04 | Infineon Technologies Ag | Sensor system and method |
US7915885B2 (en) | 2008-08-04 | 2011-03-29 | Infineon Technologies Ag | Sensor system and method |
US9651581B2 (en) | 2011-09-28 | 2017-05-16 | Infineon Technologies Ag | High current sensors |
WO2014124038A1 (en) | 2013-02-05 | 2014-08-14 | Texas Instruments Incorporated | Apparatus and method for in situ current measurement in a conductor |
EP2989473A4 (de) * | 2013-02-05 | 2017-01-25 | Texas Instruments Incorporated | Vorrichtung und verfahren zur in-situ-strommessung in einem leiter |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE29819486U1 (de) | 2000-03-16 |
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