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Abstract

一种装置(1)，包括在流体技术上通过内燃机(2)与排气系统(3)连接的焊接上的热交换器(4)，该热交换器位于排气系统(3)的外部，其中热交换器(4)具有焊接连接机构(5)，该焊接连接机构设有镍基焊料(6)。此外提出镍基焊料(6)针对汽车(12)的油冷却器(11)的应用。

Description

用于测量在电导体中流动的电流的装置
由出版文献DE 10 2005 024 075 B4已知一种用于测量在电导体中流动的电流的装置。
要实现的目的在于，提出用于测量在电导体中流动的电流的装置，该装置能够独立于外部磁影响进行正确测量。
该目的通过一种根据权利要求1的用于测量在电导体中流动的电流的装置得以实现。
该装置具有用于与电导体耦合的设有气隙的磁环。被设置用于控制气隙的控制铁心就位于该磁环的气隙中。控制铁心具有用于其磁饱和的控制绕组。在磁环的气隙中设有用于测量电导体所产生磁场的磁场感应的部件。磁场感应的部件设置在控制铁心的一侧。根据一种实施方式，在控制铁心的与第一磁场感应的部件相对的一侧设置有第二磁场感应的部件。在第一磁场感应的部件的附近，设有多个附加的元件。这些元件适合独立于控制铁心引导在磁场感应的部件周围的磁场。
根据一种优选的实施方式，第一元件设置在控制铁心的内部，第二元件设置在控制铁心的外部。
控制铁心优选设置在磁环的气隙中，从而在控制铁心和磁环之间，在上方和下方产生空隙。
根据另一种实施方式，气隙非对称地设置，从而在控制铁心和磁环之间，在上方和下方产生优选不同大小的空隙。
位于控制铁心附近的元件优选可磁化。
这些附加的元件优选具有大于1的磁导系数。
软磁材料特别适合于这些附加的元件，所述软磁材料的磁导系数大于或等于控制铁心的磁导系数。也用于铁心的材料优选适合于此。
这些附加的元件优选设置在第一磁场感应的部件的附近，从而使得可能的干扰磁场能够有效地在该磁场感应的部件的附近集束，并穿过该磁场感应的部件。
根据一种实施方式，这些元件也可以是一体的控制铁心的集成的组成部分。在这种情况下，在磁场感应的部件的周围附近，控制铁心可能会拱曲和增厚，从而在附加的元件之一和该磁场感应的部件之间产生尽可能小的气隙。
即使铁心饱和，铁心的拱曲或增厚区域仍具有剩余磁导率。
根据另一种设计，这些附加的元件由多个单独部分构成，这些单独部分总能组装成一个附加的元件。
当空心铁心通过控制绕组而完全饱和时，优选这些附加的元件具有剩余磁导率，从而即使控制铁心饱和，仍能使得干扰磁场被附加的元件集束，并穿过磁场感应的部件。
根据一种优选的实施方式，这些附加的元件由铁磁材料构成，例如由铁氧体、纳米结晶的金属合金或坡莫合金构成。但具有铁磁特性的其它材料也适合于此。
根据一种实施方式，磁环具有附加的绕组。通过该附加的绕组可以使得磁环被短的电流脉冲磁化。经过电流脉冲之后，磁环具有规定的剩磁，所述剩磁可以用于调节零点。
为了能够实现可靠地测量在电导体中流动的电流，磁环的横断面完全能够包夹电导体。
根据一种优选的实施方式，控制铁心是铁氧体铁心。在这里，铁氧体铁心特别优选呈矩形框状，其在框的至少一边上具有用于使得铁氧体铁心饱和的控制绕组。根据另一种特别有效的方案，这些控制绕组设置在框的两个对置的边上。由于控制铁心具有这种形状，可以实现控制铁心的有效饱和。
在磁环中只设有一个控制铁心，由此就使得该控制铁心上的绕组要比按照具有两个控制铁心的构造方式多两倍，从而在控制绕组的线径相同的情况下有两倍数量的安匝数可供使用。这能够实现对很大的电流进行测量，而不会发生一次电流
Figure GPA00001013895500021
使得控制铁心退出饱和的现象。对于约1000范围内的很大的电流而言，一次电流会反作用于在控制铁心的边腿之一中的控制电流，进而使得该控制铁心退出饱和。
磁场感应的部件优选是霍尔传感器。
如果霍尔传感器流有电流且垂直于磁场，它就会输出电压，输出的电压与磁场强度和电流的乘积成比例。
为了确定在电导体中流动的电流，使用霍尔传感器进行多次不同的测量。
并非由电导体或控制绕组引起的在磁场感应的部件周围的磁场会对测量产生显著的不利影响。
当控制铁心饱和时进行第一次测量，当控制铁心不饱和时进行另一次测量。利用在外部配置的附加的磁场感应的部件，对外部干扰磁场予以适当影响，使得能够在用于计算电流强度的方程中抵消(angleichen)进而消除外部干扰磁场的量。
在控制铁心内部的第一附加元件用于提高在控制铁心饱和情况下对外部磁场的敏感度，从而在用于计算电流强度的方程中抵消外部干扰磁场的量。
优选在控制铁心和磁环之间，在上面和下面各设有一个气隙。在控制铁心下面的附加的气隙有助于发挥在外部配置的由可磁化材料构成的附加元件的作用。在控制铁心下面的气隙中，可以在控制铁心和磁环之间设有另一磁场感应的部件。通过对测量值或测量结果的对比筛选(paralleles Auslesen)和求平均，可以提高测量精确度。
根据在控制铁心饱和时与不饱和时进行的两次测量，考虑一定的因素，可以通过已知的方程计算出流经电导体的电流的电流强度，所述因素在控制铁心饱和时或不饱和时通过霍尔传感器的感应
Figure GPA00001013895500031
而产生。
利用新添加的优选由软磁材料构成的元件，无论控制铁心饱和还是不饱和，都可以在方程中消除外部磁场引起的干扰影响，因为这些量能够通过附加的元件而相互抵消。由此可以采用简单的方式求得线性方程组的解，并求出电导体的电流强度。
无论附加元件布置在控制铁心内部还是控制铁心外部，利用这些附加元件能够抵消控制铁心饱和时与不饱和时外部干扰磁场的入射角度(Eintrittwinkel)。在这种情况下，外部干扰磁场的量消除，电流强度可以通过两个方程的简单相减来求得。
在测量时，物理参量通常被转换为模拟的电参量。在量化情况下，模拟参量的测量范围被划分成有限数量的相互邻接的子范围(区间)，其中的每个子范围都与一个有限长度字符串的值(例如一个整数)对应。所使用的模拟参量子范围的数量称为分辨率，对于二进制的字符串来说，其二的幂也称为分辨率(分辨率为位)，而当区间大小相等时，则区间本身的大小也称为分辨率。
量化步骤以离散形式体现了测量信号的值。
这里列出下面两个方程：
I.R低＝n+S低*IDC+SBl*B*sin(α)
II.R高＝n+S高*IDC+SBh*B*sin(α)
在上述方程中，R低表示在控制铁心饱和时量化步骤的数量。R高表示在控制铁心不饱和时量化步骤的数量。变量n表示在量化步骤中磁场感应的部件的零点，在零点时，电导体中电流为0A，磁场感应的部件上施加的磁感应强度为0特斯拉。变量S低和S高表示在控制铁心饱和时或不饱和时磁场感应的部件的感应度。变量B表示外部磁场的磁感应强度，变量α表示外部磁场射到磁场感应的部件上时的出射角度。变量IDC表示流经导体的电流的电流强度，电流强度应在测量时求得。
附加地设置在磁场感应的部件的附近的优选软磁的元件于是可以实现抵消变量SBl和SBh。由此可以采用简单的方式求得用于确定电流强度IDC的线性方程组的解。
因为SBl和SBh相同，且由于上述构造，在控制铁心饱和时与不饱和时外部干扰磁场的入射角度都相同，所以从方程(II)减去方程(I)，或者相反，就能求得IDC：
IDC＝(R低-R高)/(S低-S高)。
下面借助实施例和相关附图详细说明该装置。
下述附图并不符合比例。更确切地说，为便于说明，各个尺寸被放大、缩小或者变形。
相同的构件或具有相同功能的构件标有相同的附图标记。
图1示出一种用于测量在电导体中流动的电流的示例性的装置；
图2为一种用于测量在电导体中流动的电流的示例性的装置的局部剖视图。
图1中示出一种用于测量在电导体1中流动的电流的示例性的装置的一种可能的方案，据此方案，可由铁氧体构成的磁环2包夹着电导体。磁环2在一侧具有气隙3，磁场感应的部件4就位于该气隙中。为了控制气隙3，在气隙3中设有控制铁心(Steuerkern)5。控制铁心5设置在气隙3的中间，使得在U形磁环2和控制铁心5之间，在控制铁心5的两侧各有一个空隙8a、8b。在第一空隙8a中设置有磁场感应的部件4。磁场感应的部件4的厚度和空隙8a的高度近乎相等，从而磁场感应的部件4既贴靠在磁环2上，又贴靠在控制铁心5上。控制铁心5具有控制绕组6，这些控制绕组6能使得控制铁心5处于磁饱和。控制铁心5在磁场感应的部件4的附近具有附加的可磁化的元件7a、7b。第一附加的元件7a优选设置在控制铁心5的内部。该附加元件优选呈棒状。另一附加的可磁化的元件7b优选设置在控制铁心5的上边腿(Schenkel)的边缘上。外部的附加元件7b因而设置在控制铁心5上，其中根据一种优选的实施方式，该附加元件7b可以是控制铁心5的一部分。在下面的空隙8b中可以装入另一磁场感应的部件4，以便通过双重测量来提高测量精度。
图2为用于测量在电导体1中流动的电流的示例性的装置的局部剖视图。该剖视图示出在磁场感应的部件4周围的区域。磁场感应的部件4位于控制铁心5和磁环2之间的空隙8a中。控制铁心5具有控制绕组6，这些控制绕组6用于使得控制铁心5饱和。在磁场感应的部件4的附近，设有附加的可磁化的优选由软磁材料构成的元件7a、7b。第一附加的元件7a位于控制绕组6之间的控制铁心5的内部。根据一种优选的实施方式，该附加元件7a呈棒状。另一附加的元件7b在外部安装在控制铁心5上。附加的元件7b优选是控制铁心5的一部分。即使控制铁心5完全饱和，这些附加的可磁化的元件也具有剩余磁导率
Figure GPA00001013895500051
。通过两个附加的可磁化的元件7a、7b，可以抵消干扰的外部磁场在流经电导体的电流的方程中的量，从而能缩短这些方程中的量。
尽管在这些实施例中只说明了本发明的有限数量的可行的改进方案，但本发明并不局限于这些实施例。原则上也可以针对该装置使用其它数量的控制绕组或另一种形式的磁环。本发明并不局限于示意性地示出的构件的数量。
对此处所述装置和方法的说明并不局限于各个具体实施方式。更确切地说，各个实施方式的特征-只要在技术上具有积极意义-可以任意相互组合。
附图标记列表
1        电导体
2        磁环
3        气隙
4        磁场感应的部件
5        控制铁心
6        控制绕组
7a、7b   附加的元件
8a、8b   空隙

Claims (18)

1.一种装置，用于测量在电导体(1)中流动的电流，具有：
-用于与电导体(1)耦联的带有气隙(3)的磁环(2)；
-一个或多个设置在磁环(2)的气隙(3)中的磁场感应的部件(4)，所述磁场感应的部件用于测量电导体(1)所产生的磁场；
-用于控制气隙(3)的控制铁心(5)，所述控制铁心设置在气隙(3)中；
-其中控制铁心(5)具有用于使得控制铁心(5)磁饱和的控制绕组(6)；
其中一个磁场感应的部件(4)设置在控制铁心(5)第一侧，且在该磁场感应的部件(4)的附近设有多个附加的元件(7a、7b)，这些附加的元件适合独立于控制铁心(5)来引导在磁场感应的部件(4)的周围的磁场，其中第一附加的元件(7a)设置在控制铁心(5)的内部，第二附加的元件(7b)设置在控制铁心(5)的外部。
2.如权利要求1所述的装置，其中在控制铁心(5)的与磁场感应的部件(4)相对的一侧设置有第二磁场感应的部件(4)。
3.如前述权利要求中任一项所述的装置，其中附加的元件(7a、7b)可磁化。
4.如前述权利要求中任一项所述的装置，其中附加的元件(7a、7b)的磁导系数优选大于1。
5.如前述权利要求中任一项所述的装置，其中附加的元件(7a、7b)由软磁材料构成。
6.如前述权利要求中任一项所述的装置，其中附加的元件(7a、7b)的磁导系数大于或等于控制铁心(5)的磁导系数。
7.如前述权利要求中任一项所述的装置，其中附加的元件(7a、7b)具有任意形状，或者分别由多个单独部分构成。
8.如前述权利要求中任一项所述的装置，其中附加的元件(7a、7b)是控制铁心(5)的一部分。
9.如前述权利要求中任一项所述的装置，其中当控制铁心(5)饱和时，附加的元件(7a、7b)具有剩余磁导率。
10.如前述权利要求中任一项所述的装置，其中附加的元件(7a、7b)含有铁磁的金属。
11.如前述权利要求中任一项所述的装置，其中磁环(2)具有附加的绕组。
12.如前述权利要求中任一项所述的装置，其中磁环(2)包夹电导体(1)。
13.如前述权利要求中任一项所述的装置，其中控制铁心(5)是铁氧体铁心。
14.如前述权利要求中任一项所述的装置，其中控制铁心(5)呈矩形框状，且在该框的至少一边上具有用于使得控制铁心(5)饱和的控制绕组(6)。
15.如前述权利要求中任一项所述的装置，其中控制铁心(5)在两个对置的边上具有控制绕组(6)。
16.如前述权利要求中任一项所述的装置，其中磁环(2)和控制铁心(5)彼此间隔开，从而该装置在磁环(2)和控制铁心(5)之间，在两侧各有一个空隙(8a、8b)。
17.如前述权利要求中任一项所述的装置，其中控制铁心(5)在大电流情况下也会饱和。
18.如前述权利要求中任一项所述的装置，其中磁场感应的部件(4)是霍尔传感器。
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