CN101241147A - 用于测量流过导电线的电流的设备 - Google Patents

用于测量流过导电线的电流的设备 Download PDF

Info

Publication number
CN101241147A
CN101241147A CNA2008100002425A CN200810000242A CN101241147A CN 101241147 A CN101241147 A CN 101241147A CN A2008100002425 A CNA2008100002425 A CN A2008100002425A CN 200810000242 A CN200810000242 A CN 200810000242A CN 101241147 A CN101241147 A CN 101241147A
Authority
CN
China
Prior art keywords
magnetic
magnetic field
clearance
equipment
electric current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2008100002425A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101241147B (zh
Inventor
雷纳·杜德奇克
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Seuffer GmbH and Co KG
Original Assignee
Robert Seuffer GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Seuffer GmbH and Co KG filed Critical Robert Seuffer GmbH and Co KG
Publication of CN101241147A publication Critical patent/CN101241147A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101241147B publication Critical patent/CN101241147B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/20—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/20—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices
    • G01R15/207—Constructional details independent of the type of device used
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/0206—Three-component magnetometers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/364—Battery terminal connectors with integrated measuring arrangements

Abstract

本发明公开了一种用于测量流过导电线(1)的电流的设备，其具有测量装置，所述测量装置沿三个正交空间方向检测由所述导电线构成的磁场并且提供分别与各个空间方向相关的测量信号。

Description

用于测量流过导电线的电流的设备
技术领域
本发明涉及一种用于测量流过导电线的电流的设备，其具有设置在导电线附近的测量装置，所述测量装置检测由电流产生的磁场并且提供相应于电流强度的电信号。
背景技术
已知为了无接触地检测流过导电线的电流，使用磁场感应传感器、特别是在过载保护装置中(DD 257 719 A1)。
发明内容
本发明的目的在于提供一种开头所述类型的设备，通过该设备能够实现精确地测量流过导电线的电流。
为了实现本发明的目的，提供一种用于测量流过导电线的电流的设备，其具有设置在导电线附近的测量装置，所述测量装置检测由电流产生的磁场并且提供相应于电流强度的电信号，其中所述测量装置具有沿三个正交的空间方向检测磁场的磁场传感器装置，并且所述磁场传感器装置具有与三个正交空间方向相关的磁场敏感转换器或传感器。此外，在下面提供本发明的有利的改进方案。
在本发明中使用一种测量装置，其设置在导电线的附近并且其沿三个正交的空间方向检测由通电的导线产生的磁场。为此磁场传感器装置具有与三个正交的空间方向相关的磁场敏感转换器或传感器。这些传感器给出与磁场的三个正交的场强分量成比例的电信号。
以优选的方式，所述测量装置具有至少一个由磁性材料制成的磁芯，其具有至少一个空气间隙，在所述空气间隙中产生与电流强度相应的磁场。磁场传感器装置设置在至少一个空气间隙中或者在所述空气间隙的附近以检测产生的磁场。
在空气间隙中通过限定空气间隙的限定表面的相应造型产生均匀的或者非均匀的磁场。
为此，沿所述正交的空间方向分别测量的磁场强度可以与具有不同测量敏感度的测量区域相关。此外，在多个空气间隙中设有测量装置并且每个测量装置分别与具有不同测量敏感度的测量区域相关。同样可以的是，磁性材料的磁化曲线的不同区域与具有不同测量敏感度的测量区域相关。也可以设有具有多个空气间隙的磁芯。但是也可以设有多个磁芯，在磁芯之间构成多个空气间隙。此外，也可以设有由不同的磁性材料制成的磁芯。在这种情况下每个磁芯具有至少一个空气间隙并且在磁芯之间构成至少一个空气间隙。在这种设置中，同样在空气间隙或在空气间隙的附近设有测量装置，其与不同的测量区域相关。通电的导电线可以通过至少一个磁芯的孔和/或凹部引导。同样也可以将导线绕着磁芯或者绕着设置在磁芯或者其他的芯部上的突出部引导。
所述设备以有利的方式构成为使得它适合于电流接线头元件、例如适合于用于在汽车中的电池端子的电缆夹或端子连接夹。
磁场传感器装置具有与正交的空间方向相关的磁场敏感转换器、例如磁阻转换器、霍尔元件、磁晶体管等。
附图说明
根据附图详细描述本发明的实施例。其中：
图1示出本发明的一个实施例的示意图；
图2至图5示出在图1所示的实施例的磁路中不同形状的空气间隙；
图6示出用于磁路的材料的磁化曲线的例子；以及
图7示出具有集成的实施例的端子连接夹。
具体实施方式
在图1中示意性示出本发明的一个实施例。该实施例具有磁路8，其由磁性材料制成的磁芯构成。可以使用硬磁材料或软磁材料、特别是铁氧体(Ferrite)作为用于磁路8的磁性材料。在图1中示出长方形的磁路。也可以使用环形磁芯来构成磁路。也可以采用分支的磁路代替简单的磁路。
在该实施例中，在磁路8中存在一个空气间隙3。在磁路(Magnetkreis)中也可以设有两个或多个空气间隙。每个空气间隙3由限定表面4和5限定。通过限定表面4和5的相应的造型在空气间隙3中可以构成均匀或者非均匀的磁场。在每个空气间隙3中构成的磁场与电流成比例，特别是在导电线1中流过直流电。磁路8设置在导电线1的附近，使得由导电线1构成的磁场的磁力线穿过磁路8。在所示的实施例中，导电线1以线圈形式缠绕磁路8的铁芯(Schenkel)。在使用用于构成磁路8的环形磁芯时，导电线1通过环形磁芯的孔引导。也可以将导线1以环路(Schleife)或者线圈的形式设置在凹部中、特别是设置在环形磁芯的凹部中。
在空气间隙3的内部，可以通过平的互相相对延伸的限定表面4和5产生基本上均匀的磁场。在空气间隙3的边缘磁场是非均匀的并且磁力线具有弯曲的形状(Verlauf)。
以有利的方式在空气间隙3中设有非均匀的磁场。为此，限定表面4和5具有不同的形状。在图2的实施例中，两个限定表面中的一个限定表面相对于另一个限定表面倾斜地设置。在图3的实施例中，限定表面4和5具有弯曲的、特别是卡洛特形状(Karlottenform)，其中也可以采用凹入的弯曲代替在图3中所示突出的弯曲。
在图4的实施例中，两个限定表面4和5相对于空气间隙3的中间平面倾斜地设置。在图5的实施例中，两个平的限定平面4和5互相偏移地设置。根据使用目的也可以采用其他限定表面形状，其中同样可以采用在图2至5中所示的设置的组合使用。
也可以采用由不同的磁性材料制成的磁芯来构成磁路8。每个空气间隙3可以构成在磁芯材料中或者构成在相邻的磁芯之间。
在电流测量装置7中，在空气间隙3中设置有磁场传感器装置2，其沿三个正交的空间方向(XYZ)检测磁场。为此，磁场传感器装置具有与三个正交的空间方向(XYZ)相关的磁场敏感转换器(Wandler)或者传感器。这些传感器的每个产生一个电信号，该电信号与沿与之相关的空间方向的磁场分量成比例。该电信号被输送到求值装置9，特别是电子求值装置，例如微处理器。该求值装置对电信号求值并且构成用于显示装置10、11、12的显示信号。该显示装置能够提供与三个正交空间方向相关的显示。
以优选的方式磁场传感器装置2设置在空气间隙3的非均匀磁场区域中。如上所述，空气间隙构成为使得产生非均匀的磁场。当显示装置10、11、12分别与场强分量的各个空间方向(XYZ)相关时，在显示装置中不同的测量值用于表示在导电线1中流过的电流。在导电线中流过的电流改变时，在显示装置10、11、12中也得到不同的改变。这导致在电流改变时磁场在磁传感器装置2的相关的转换器或者传感器的位置上的沿各个空间方向存在的场强分量进行不同的改变。因此为了沿三个空间方向测量，测量值和用于测量值的各个显示获得不同的电流敏感度。
同样在限定多个空气间隙时通过不同磁性材料限定限定表面4和5，不同的测量敏感度受到在导电线1中流过的电流的电流强度改变的影响。可以通过各个期望的测量敏感度启动显示。
此外，可以在磁化曲线的不同区域中进行电流测量。例如在区域I中在相对大的电流改变和与之相关的磁通量改变时可以实现磁场强度的仅相对小的改变。在饱和区域附近磁化曲线是平的，使得在区域II中的相对小的电流改变引起大的磁场改变，如从图6中可以看出。
在图7中示出用于电力供应电缆的端子连接夹6，其连接于汽车电池的电池端子(Batteriepol)。本发明的实施例装入外壳13中并且固定于端子连接夹6。在本发明的设备直接设置在待测量电流强度的通电的导电线时，该实施例可以代表用于根据本发明设备的其他应用。如该实施例所示，根据本发明的设备可以固定在外壳中、特别是固定在电流接线头元件的区域中。
附图标记列表
1导电线
2磁场传感器装置
3空气间隙
4限定表面
5限定表面
6端子连接夹
7电流测量装置
8磁路
9求值装置
10-12显示装置
13外壳

Claims (11)

1. 一种用于测量流过导电线的电流的设备，具有设置在导电线附近的测量装置，所述测量装置检测由电流产生的磁场并且提供相应于电流强度的电信号，其特征在于，所述测量装置具有沿三个正交的空间方向检测磁场的磁场传感器装置(2)，其中所述磁场传感器装置(2)具有与三个正交空间方向(X Y Z)相关的磁场敏感转换器或传感器。
2. 如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述测量装置(7)具有至少一个由磁性材料制成的磁路(8)，其具有至少一个空气间隙(3)，在所述空气间隙中产生与电流强度相应的磁场，并且所述磁场传感器装置(2)设置在至少一个空气间隙(3)中或者设置在所述空气间隙(3)的附近以检测在所述空气间隙(3)中或者所述空气间隙(3)的附近存在的磁场。
3. 如权利要求1或2所述的设备，其特征在于，构成磁路(8)的磁芯的限定所述空气间隙(3)的表面是用于在所述空气间隙(3)中产生均匀磁场的限定表面(4、5)。
4. 如权利要求1或2所述的设备，其特征在于，限定所述空气间隙的限定表面(4、5)构成为用于在所述空气间隙(3)中产生非均匀的磁场。
5. 如权利要求1至4中任一项所述的设备，其特征在于，沿所述正交空间方向(X Y Z)测量的磁场强度分别与具有不同测量敏感度的测量区域相关。
6. 如权利要求2至5中任一项所述的设备，其特征在于，在多个空气间隙(3)中或者在多个空气间隙(3)附近设有与具有不同测量敏感度的不同测量区域相关的磁场传感器装置(2)。
7. 如权利要求2至6中任一项所述的设备，其特征在于，所述至少一个磁路(8)的各个磁性材料的饱和曲线的不同区域与具有不同测量敏感度的测量区域相关。
8. 如权利要求1至7中任一项所述的设备，其特征在于，设有两个或多个用于构成磁路(8)的磁芯并且在所述磁芯之间构成有一个或多个空气间隙(3)。
9. 如权利要求1至8中任一项所述的设备，其特征在于，所述磁芯由不同的磁性材料构成。
10. 如权利要求1至9中任一项所述的设备，其特征在于，所述通电的导电线(1)通过至少一个磁芯的孔和/或凹部或者绕着至少一个磁芯的突起部引导。
11. 如权利要求1至10中任一项所述的设备，其特征在于，其适合于固定于电流接线头元件、特别是电缆夹或端子连接夹，特别是用于汽车电池。
CN2008100002425A 2007-01-25 2008-01-24 用于测量流过导电线的电流的设备 Expired - Fee Related CN101241147B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007003830A DE102007003830B4 (de) 2007-01-25 2007-01-25 Vorrichtung zur Messung eines durch einen elektrischen Leiter fließenden elektrischen Stroms
DE102007003830.7 2007-01-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101241147A true CN101241147A (zh) 2008-08-13
CN101241147B CN101241147B (zh) 2013-07-24

Family

ID=39405991

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008100002425A Expired - Fee Related CN101241147B (zh) 2007-01-25 2008-01-24 用于测量流过导电线的电流的设备

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8018221B2 (zh)
EP (1) EP1950574B1 (zh)
JP (1) JP5597788B2 (zh)
KR (1) KR101395383B1 (zh)
CN (1) CN101241147B (zh)
AT (1) ATE549629T1 (zh)
DE (1) DE102007003830B4 (zh)
HK (1) HK1114672A1 (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102749491A (zh) * 2011-04-21 2012-10-24 Abb股份有限公司 具有磁芯的电流传感器
CN103403560A (zh) * 2011-01-20 2013-11-20 富士通株式会社 插线板以及电力测定系统
CN106093733A (zh) * 2016-07-30 2016-11-09 清华大学 电晕电流的测量装置及用其进行多点电晕电流定位方法
CN108205085A (zh) * 2016-12-19 2018-06-26 旺玖科技股份有限公司 用以感测电气设备使用状态的传感器及其感测方法
CN107394744B (zh) * 2016-04-12 2020-03-06 施耐德电器工业公司 用于检测故障电流的设备
US10601466B2 (en) 2016-03-27 2020-03-24 Prolific Technology Inc. Sensor for sensing usage status of electrical device and associated method

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010223929A (ja) * 2009-03-19 2010-10-07 Kohshin Electric Corp 磁気コア及びこれを用いた電流センサ
CN102395884A (zh) * 2009-03-23 2012-03-28 红电医学科技股份有限公司 流体检测试片及其制造方法
DE202010008832U1 (de) 2010-10-19 2012-01-20 Z-Wave Europe Gmbh Einrichtung zur Erfassung der elektrischen Leistung, insbesondere der Wirkleistung und/oder der elektrischen Arbeit eines Verbrauchers
JP2014006181A (ja) * 2012-06-26 2014-01-16 Aisin Seiki Co Ltd 電流センサ
DE102012110869B4 (de) * 2012-11-13 2016-03-03 Gira Giersiepen Gmbh & Co. Kg Flusskonzentrator für eine Sensoranordnung sowie eine entsprechende Sensoranordnung und eine Steckdose
FR3002204B1 (fr) * 2013-02-15 2015-02-20 Hutchinson Amortisseur instrumente et systeme de suivi de performance comprenant un tel amortisseur.

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD257719A1 (de) * 1987-02-13 1988-06-22 Liebknecht Transformat Schaltungsanordnung fuer eine ueberstromschutzeinrichtung in hochspannungs- oder hochleistungspruefanlagen
JPH03229161A (ja) * 1990-02-05 1991-10-11 Furukawa Electric Co Ltd:The 自動車用電流センサ
EP0521250A3 (en) * 1991-07-03 1993-01-13 Landis & Gyr Betriebs Ag Current measuring transducer using a magnetic field sensor
JP3007553B2 (ja) * 1995-03-24 2000-02-07 日本レム株式会社 電流センサ
DE59912726D1 (de) * 1998-03-30 2005-12-08 Sentron Ag Zug Magnetfeldsensor
CN1165770C (zh) * 1999-01-21 2004-09-08 Tdk株式会社 电流传感装置
US6304082B1 (en) * 1999-07-13 2001-10-16 Honeywell International Inc. Printed circuit boards multi-axis magnetometer
DE10104453A1 (de) * 2001-02-01 2002-08-08 Philips Corp Intellectual Pty Anordnung zum Messen der magnetischen Feldstärke
US6544078B2 (en) * 2001-07-18 2003-04-08 Midtronics, Inc. Battery clamp with integrated current sensor
DE102005024075B4 (de) * 2005-05-25 2007-04-12 Lisa Dräxlmaier GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Messung eines in einem elektrischen Leiter fließenden Stroms
JP5052006B2 (ja) * 2005-12-28 2012-10-17 株式会社日本自動車部品総合研究所 燃料電池の電流測定システムおよび電流測定方法
EP1811311B1 (de) * 2006-01-19 2016-08-31 Melexis Technologies NV Vorrichtung zur Strommessung
JP2007315756A (ja) * 2006-05-23 2007-12-06 Kansai Electric Power Co Inc:The 磁気抵抗効果素子を用いた電流センサおよびその検出回路
DE102006032762B8 (de) * 2006-07-14 2009-10-08 Lisa Dräxlmaier GmbH Verfahren zur Messung eines in einem elektrischen Leiter fließenden Stromes und Verwendung des Verfahrens sowie einer Vorrichtung zur Überwachung von Strömen im Bordnetz eines Kraftfahrzeugs

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103403560A (zh) * 2011-01-20 2013-11-20 富士通株式会社 插线板以及电力测定系统
CN103403560B (zh) * 2011-01-20 2015-10-21 富士通株式会社 插线板以及电力测定系统
CN102749491A (zh) * 2011-04-21 2012-10-24 Abb股份有限公司 具有磁芯的电流传感器
CN102749491B (zh) * 2011-04-21 2015-09-23 Abb股份有限公司 具有磁芯的电流传感器
US10601466B2 (en) 2016-03-27 2020-03-24 Prolific Technology Inc. Sensor for sensing usage status of electrical device and associated method
CN107394744B (zh) * 2016-04-12 2020-03-06 施耐德电器工业公司 用于检测故障电流的设备
CN106093733A (zh) * 2016-07-30 2016-11-09 清华大学 电晕电流的测量装置及用其进行多点电晕电流定位方法
CN106093733B (zh) * 2016-07-30 2019-01-11 清华大学 电晕电流的测量装置及用其进行多点电晕电流定位方法
CN108205085A (zh) * 2016-12-19 2018-06-26 旺玖科技股份有限公司 用以感测电气设备使用状态的传感器及其感测方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE102007003830B4 (de) 2009-08-06
EP1950574B1 (de) 2012-03-14
CN101241147B (zh) 2013-07-24
KR101395383B1 (ko) 2014-05-14
DE102007003830A1 (de) 2008-07-31
US20080180096A1 (en) 2008-07-31
EP1950574A2 (de) 2008-07-30
KR20080070556A (ko) 2008-07-30
HK1114672A1 (en) 2008-11-07
EP1950574A3 (de) 2010-12-01
JP2008180718A (ja) 2008-08-07
ATE549629T1 (de) 2012-03-15
JP5597788B2 (ja) 2014-10-01
US8018221B2 (en) 2011-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101241147B (zh) 用于测量流过导电线的电流的设备
US8836317B2 (en) Current sensor
US9915685B2 (en) Electrical current detection system
KR101638234B1 (ko) 전류 센서
US9423429B2 (en) Current sensor
JP6880069B2 (ja) バスバー電流センサアセンブリ
JP6712455B2 (ja) 電流測定装置及び方法
CN107430155A (zh) 电流传感器
US9599642B2 (en) Current sensor
CN103454597A (zh) 电流感应测量装置、测量方法及灵敏度调节方法
JP2009058451A (ja) 電流センサ用磁気コアおよびこれを用いた電流センサ
CN103620421A (zh) 电流检测装置以及电量计
US9689904B2 (en) Current sensor with stray magnetic field rejection
US10866120B2 (en) Sensor
JP2009156802A (ja) 電流センサ
JP2014055791A (ja) 電流センサ
US9702416B2 (en) Linear sensor
CN108603770A (zh) 传感器
JP5154335B2 (ja) 電流センサ
JP2009271000A (ja) 電流センサ及び電流センサの製造方法
JP7106003B2 (ja) リアクトル
JP2019200172A (ja) 電流センサ
JP6076860B2 (ja) 電流検出装置
JP2015034774A (ja) 電流検出システム、電流検出方法、及び充電制御装置
JPWO2014188669A1 (ja) 電流センサ

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: DE

Ref document number: 1114672

Country of ref document: HK

C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20130416

Address after: German culf

Applicant after: Robert Seuffer GmbH & Co. KG

Address before: German culf

Applicant before: Robert Seuffer GmbH & Co. KG

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: GR

Ref document number: 1114672

Country of ref document: HK

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130724

Termination date: 20160124

EXPY Termination of patent right or utility model