CN102422174B

CN102422174B - 闭环磁通门电流传感器

Info

Publication number: CN102422174B
Application number: CN201080020584.9A
Authority: CN
Inventors: W·特潘; D·阿左尼
Original assignee: Liaisons Electroniques Mecaniques LEM SA
Current assignee: Lyme Electronics (China) Co., Ltd.
Priority date: 2009-05-11
Filing date: 2010-05-10
Publication date: 2014-06-18
Anticipated expiration: 2030-05-10
Also published as: EP2251704A1; EP2430469A1; CN102422174A; JP5606521B2; US20120062209A1; US8797020B2; WO2010131187A1; JP2012526981A; EP2430469B1

Abstract

电流传感器包括用于测量在初级导体(2)中流动的初级电流I_P的测量电路(6)和电感器(4)，电感器包括由高磁导率材料制成的可饱和磁芯(10)和次级线圈(12)，所述次级线圈(12)用于承载被构造为交替地使所述磁芯饱和的交流励磁电流i，所述线圈与测量电路连接。测量电路被构造为将正电压或负电压供给所述电感器，以当达到条件信令饱和时断开所述电压，以测量磁芯的一个方向上的饱和时间t₁和磁芯的另一个方向上的饱和时间t₂，并从其为小电流幅值确定初级电流的值，测量电路还被构造用于对励磁电流i的平均值进行估计，并从其为大电流确定初级电流的值。

Description

闭环磁通门电流传感器

技术领域

本发明涉及一种闭环电流传感器，具体涉及磁通门式闭环电流传感器。

背景技术

常规的磁通门传感器通常包括高磁导率的软磁材料的磁芯，磁通门的励磁线圈使该磁芯经受交流磁场。励磁线圈的磁场以交替的方式使磁芯饱和。在存在磁场(例如由在初级导体中流动的电流产生的外部磁场)时，软磁磁芯的饱和特性(如从次级侧所见，明显地)变为不对称，并在驱动磁通门线圈的电路中产生对应的信号。所得信号与外部磁场的幅值相关。在闭环传感器中，在反馈回路中使用该信号来驱动被构造为抵消外部磁场效应的磁路上的次级线圈。闭环磁通门传感器的主要优点是它们的测量灵敏性和精确地测量小幅值电流的能力。另一方面，这样的传感器通常不是最适合于测量大幅值电流，并且像其它传感器那样，具有有限的测量范围。

然而，某些应用要求测量大范围的电流。要求小幅值电流的精确测量和大测量范围的应用示例是电池监视。为了估计电池的状态(充电、最佳状态)，电池监视可包括测量电池系统的不同参数：温度、电压、阻抗和电流[2]。通常，有必要比如在工业UPS、电信系统或电池储能系统处监视由几百个块构成的复杂系统。与电池监视应用相关的困难之一是电流测量，在电流测量中，测量范围(DC)通常可从10mA变为1000A。如今的可用的低成本电流变换器不是非常适于在支持非常大的测量范围的同时以足够的精度为小幅值电流工作，所述非常大的测量范围可从几毫安培的涓流充电(浮充)电流变为几百安培的电池放电和再充电电流。

某些电动机、发电机和其它电驱动器也可要求测量非常大范围的电流，以精确可靠地控制驱动器或发电机。

发明内容

本发明的目的是提供精确地测量小电流的、还具有大测量范围的电流传感器。

有利的是，提供制造经济的电流传感器。

有利的是，提供制造经济的、用于精确的电池监视的电流传感器。

有利的是，提供易于实现的电流传感器。

有利的是，提供小型可靠的电流传感器。

通过提供根据一个实施例中的闭环磁通门传感器和根据一个实施例中的电流测量方法来实现本发明的目的。

本文公开的是磁通门电流传感器，所述磁通门电流传感器包括用于在下述电流范围内测量在初级导体中流动的初级电流I_P的测量电路和电感器，所述电流范围从最小可测量或指定电流幅值(I_min)到最大可测量或指定电流幅值(I_max)，所述电感器包括可饱和磁芯和次级线圈，所述可饱和磁芯由高磁导率磁材料制成，所述次级线圈用于施加被构造为交替地使磁芯饱和的交流励磁电流i，所述线圈与测量电路连接。测量电路被构造为测量磁芯在相对磁场方向上的饱和时间t₁和t₂，并从其为小电流幅值确定初级电流的值，测量电路还被构造用于估计励磁电流i的平均值，并从其为大电流确定初级电流的值。

根据本发明的在从最小指定电流幅值到最大指定电流幅值的电流范围内测量在初级导体中流动的电流的方法包括：

-提供电流传感器，所述电流传感器包括测量电路和电感器，所述电感器包括卷绕在可饱和磁芯上的次级线圈；

-将励磁电压施加于被构造为交替地使磁芯饱和的次级线圈；

-对在当开启电压源时的阶段期间流过电感器的励磁电流的平均值进行估计，以测量大的初级电流；和

-分别测量交流励磁电流的负信号和正信号的磁芯的饱和时间t₁、t₂，并且对于小电流，基于交替饱和时间t₁、t₂的关系确定初级电流。

小的初级电流具有从最小指定电流I_min到过渡或中间幅值的第一部分电流范围中的幅值，大的初级电流具有从过渡幅值到最大指定电流幅值I_max的第二部分电流范围中的幅值。在从第一测量方法转变为第二测量方法的情况下，中间幅值的值可根据I_min和I_max的值而变化。

根据本发明的基于类型“磁通门”的技术的电流传感器在制造和实现上经济，而且在提供优良精度的同时还具有大的测量范围。传感器使用由在可饱和电感器上作用的初级电流形成的磁场。通过测量达到饱和的间隔和电感器负载电流并使用合适的微控制器，可精确地为高电流电平和低电流电平这二者估计初级电流的值。

对于小的初级电流I_P，可基于一个方向上的饱和时间除以两个方向上的饱和时间之和的值(I_P与t₁/(t₁+t₂)成比例)来确定初级电流的值。

用于小电流的测量方法优选地被用于遵循以下条件的初级电流：

| \frac{I_{P}}{N} | < i_{s 0}

其中，I_P是初级电流，N是次级线圈的匝数，并且i_s0是用于为0的初级电流的饱和励磁电流的值。

对于大的初级电流，初级电流的测量可基于励磁电流的平均值的估计。

附图说明

从本发明实施例及附图的以下详细描述，本发明的进一步的目的和有利特征将变得清楚，在附图中：

图1是指示测量参数的电池监视系统的简化图示；

图2是根据本发明实施例的电流传感器的可饱和电感器及其主要参数；

图3是电感器的理想化特性B(H)的图解图示；

图4是作为在电感器的次级线圈中流动的电流I的函数的磁链的理想化特性ψ(i)的图解图示；

图6是用于大于零的初级电流(将被测量的电流)(I_P>0)的电感值的偏移的图解图示；

图7示出根据本发明的电流传感器的测量电路的实施例的电路图；

图8a和8b是示出电感值的偏移(分别地，正初级电流(I_P>0)的饱和时间t₁和t₂)的简化图；

图9a和9b是作为电流(分别地，作为用于正初级电流的时间的函数的电流)的函数的电感的图解图示，该函数描绘初级电流与励磁电流之间的关系；

图10a和10b与图9a、9b类似，但是是用于负初级电流；

图11是示出用于为0的初级电流的正励磁电流信号P和负励磁电流信号N的饱和时间的示波器的抓屏；

图12是初级电流为1000安培时的电压U_m的示波器的抓屏；

图13至图15示出根据本发明制作的原型电流传感器的测试结果，其中，图13示出-1至+1安培范围中的初级电流的以毫安培为单位的测量电流误差，图14示出范围为-15至15安培的初级电流的以百分比表示的传感器误差，并且图15示出范围为-1000至+1000安培的初级电流的以百分比表示的传感器误差。

具体实施方式

参照图1、2和7，根据本发明的电流传感器的实施例，用于测量在初级导体2中流动的初级电流I_P，初级导体2例如与电池1或者其它电气设备或电动机连接，所述初级电流与电池的充电或放电电流或者电动机的驱动电流对应。传感器包括电感器4，电感器4(用电感L表示)与测量电路6连接。电感器包括磁路8和次级线圈(在本文中也称为励磁线圈)12，磁路8包括由高磁导率材料(软磁材料)制成的磁芯10，次级线圈12卷绕在可饱和磁芯10的至少一部分上。次级线圈12与测量电路6连接，测量电路6通过次级线圈馈送励磁电流+i、-i，所述励磁电流被构造为交替地使磁芯在一个方向上饱和、然后使磁芯在相反方向上饱和。在所示的实施例中，磁芯是具有初级导体延伸通过其的中心通道14的环形闭环的形式。

初级导体被显示为笔直通过磁芯的中心通道的单个导体，然而，还可具有这样的初级导体，该初级导体具有围绕可饱和铁心的一部分的一匝或多匝(绕组)。初级导体的一部分可与电流传感器集成，并包括用于与将被测量的系统的外部初级导体连接的连接端子。初级导体还可与传感器分离，并插入通过传感器。磁芯可具有除圆形之外的其它形状，例如，矩形、正方形、多边形或其它形状。而且，导体的磁芯还可形成非闭合电路，例如条杆或者具有气隙的几乎闭合的磁芯的形式。磁芯还可由多于一个部分形成，例如由围绕初级导体组装在一起的两个半部分或者两个部分形成。此外，电流传感器可包括不具有初级导体延伸通过其的中心通道的磁芯，由此初级导体可被定位在磁芯附近或者用一匝或多匝围绕磁芯的一部分卷绕。在这些各种构造中，功能原理基本上保持相同，由此次级线圈中的励磁是使磁芯在交替方向上饱和的交流电，并且其中，初级电流产生影响磁芯的饱和特性的磁场。

在本发明中，对于小电流，测量电路测量作为励磁电流的函数的电感特性的偏移，该偏移基本上与初级电流的幅值成比例。然而，对于大的初级电流，由于在无任何次级(励磁)电流的情况下磁芯已经完全饱和并且关系t₁/(t₁+t₂)的结果不再改变，所以不再利用这个测量原理。对于大电流，测量电路因此利用另一种测量方法，该方法包括在供给励磁电压的时间(即，如此后更详细描述的与初级电流的幅值对应的t₁或t₂)期间对次级线圈励磁电流的平均值进行估计。

有利的是，单个简单的低成本的传感器可如此被用于测量非常大的电流范围。

图1和2示出具有闭环电流传感器的电池监视系统的参数，其中：

N是次级匝数

I_Fe是平均磁路长度

S_Fe是磁路截面

i是励磁电流

I_P是(将被测量的)初级电流，和

φ是磁通量。

由于电流可在非常大的范围内变化(从几毫安培的涓流充电(浮充)电流到几百安培的电池放电和再充电电流)，所以这种类型的应用的主要困难是电流的测量。

在图2中定义了可饱和电感器的主要参数。尽管已知磁芯的特性B(H)以及磁路的几何参数，但是电感值可被定义为励磁电流i的函数。

如图3所示，可近似磁路的理想特性B(H)(作为磁场H的函数的磁感应B)。对于在+H_S与-H_S之间变化的磁场值，磁芯不饱和，所以用公知的方程(1)表示B(H)：

B(H)=μ₀·μ_r·H如果-H_S<H<+H_S (1)

其中，μ₀是空气的磁导系数，并且μ_r是电路的磁材料的相对磁导系数。

图4示出作为电流的函数的磁链的理想化特性ψ(i)。磁路的几何参数以及匝数N使得可确定磁链ψ与励磁电流i之间的关系。

H = \frac{N}{I_{Fe}} i - - - (2)

ψ=φ·N=B·S_f·N (3)

通过将(2)代入(1)，我们可得到：

B = μ_{0} \cdot μ_{r} \cdot \frac{N}{I_{f}} i - - - (4)

并且通过将(4)代入(3)，我们得到：

ψ = (μ_{0} \cdot μ_{r} \cdot \frac{N}{I_{f}} \cdot i) \cdot S_{f} \cdot N - - - (5)

并且最后：

ψ (i) = \frac{μ_{0} \cdot μ_{r} \cdot S_{f} \cdot N^{2}}{I_{f}} \cdot i - - - (6)

通过推导作为电流的函数的(6)，我们得到如(7)的电感值：

L_{f} (i) = \frac{μ_{0} \cdot μ_{r} \cdot S_{f} \cdot N^{2}}{I_{f}}

如果-i_S<i<+i_S (7)

图5示出作为励磁电流的函数的理想化电感值。当磁材料不饱和时，该值可从以下方程获得：

L_{f} = \frac{μ_{0} \cdot μ_{r} \cdot S_{f} \cdot N^{2}}{I_{f}} - - - (8)

一旦达到饱和，就可用以下方程描述电感值：

L_{e} = \frac{μ_{0} \cdot S_{f} \cdot N^{2}}{I_{f}} - - - (9)

电感值L_f是L_e的μ_r倍。例如，在测试原型中，L_f=22H，而L_e=2mH。以下，我们将假设电感的饱和值L_e为零。采取图2中所示的电流流动方向，通过将正电流施加于初级导体，特性L(i)偏移到左，在负初级电流的情况下，该特性偏移到右。该偏移与初级电流相关，并且如以下所证明的，理论上与初级电流成比例。

电感特性的偏移：

考虑H_P，由初级电流形成的磁场强度。我们可写为：

B(H)=μ₀·μ_r·(H-H_P) (10)

通过将(2)代入(10)中，我们得到：

B = μ_{0} \cdot μ_{r} \cdot (\frac{N}{I_{f}} i - \frac{1}{I_{f}} \cdot I_{P}) - - - (11)

通过将(11)代入(3)中，我们得到：

ψ = μ_{0} \cdot μ_{r} \cdot (\frac{N}{I_{f}} \cdot i - \frac{1}{I_{f}} \cdot I_{P}) \cdot S_{f} \cdot N - - - (12)

ψ (i) = \frac{μ_{0} \cdot μ_{r} \cdot S_{f} \cdot N^{2}}{I_{f}} \cdot (i - \frac{I_{P}}{N}) - - - (13)

从(13)可见，通量特性的偏移量为I_P/N。

图6示出用于正初级电流(I_P>0)的电感值的偏移。电流i_s0是用于I_P=0的饱和励磁电流的值。在这种情况下，特性L(i)是对称的，并且+i_s0=-i_s0。对于非零初级电流I_P，正饱和电流是i₁，而负饱和电流是i₂。在这种情况下，特性L(i)不再是对称的。对于正初级电流：i₁<|i₂|，特性的参数可被计算为：

i_{s 0} = \frac{ψ_{S}}{L_{f}} = \frac{B_{S} \cdot S_{f} \cdot N \cdot I_{f}}{μ_{0} \cdot μ_{r} \cdot S_{f} \cdot N^{2}} = \frac{B_{s} \cdot I_{f}}{μ_{0} \cdot μ_{r} \cdot N} - - - (14)

| i_{1} | = i_{s 0} - \frac{I_{P}}{N} - - - (15)

| i_{2} | = i_{s 0} + \frac{I_{P}}{N} - - - (16)

作为示例，在以+i_s0=7mA和N=1000进行测试的原型中，1A的初级电流引起i₁=(0.007-1/1000)A=6mA的正饱和极限。

测量电路

图7示出根据本发明的传感器的实施例的测量电路布局。将被测量的电流是具有合适的环形磁芯的电流变换器的初级电流。次级(测量)电路由DC电压源V_C=12V构成，该DC电压源为由MOSFET构成的H桥电路设计供电。H桥交替地用正电压和负电压激励次级线圈。线圈电阻是R_s。通过电阻R_m来测量励磁电流。测量循环可包括四个步骤。在测量序列开始时，“卸载”电感，即，绕组中的电流为零，并且打开所有开关。

步骤1)接通MOSFET“P”。根据图7中所示的方向，用正电流+i对表示电感L的电感器4进行充电。一旦达到饱和，就断开晶体管。

步骤2)电感通过“N”开关的续流二极管自放电。在转到下一个步骤之前，优选地使电感完全放电。

步骤3)接通MOSFET“N”。这次，电感中的负电流升高。当达到饱和时，断开开关。

步骤4)电感通过“P”开关的续流二极管自放电。再次，优选地在开始下一个序列之前，使电感完全地放电。

达到饱和的时间t₁、t₂和分别在阶段P和N期间的平均励磁电流i_average的测量值被用于计算初级电流。在两个充电周期期间，可通过与测量电路连接的微控制器(未显示)(例如利用微控制器的ADC单元和计时器)来执行这些操作。当达到饱和时，可通过比较器检测通过测量电阻R_m的励磁电流i的迅速增大。在开关的闭合与饱和的检测之间计算饱和时间t₁、t₂。然后可计算励磁电流i_average的平均值。对于零初级电流，测量序列需要例如大约180ms。

用于低初级电流的测量方法

通过施加正初级电流，在采取图2中所示的电流流动方向的情况下，电感特性L=L(i)朝左偏移。可证明该偏移与初级电流I_P成比例。如果初级电流(I_P/N)为负，则电感特性朝右偏移。在图8中，t₁是正电流的饱和时间，t₂是负电流的饱和时间，i₁是正饱和电流，并且i₂是负饱和电流。该偏移与电感器的饱和时间有因果关系(图8)。

为了计算这个电路的时域行为，可忽视电路的电阻部分(R=R_S+R_M)。事实上，与时间常数(L_f=22H和R=5Ω)相比，饱和时间小(通常为20ms)。然后，在应用电压步骤之后，我们获得线性关系：

i (t) = \frac{V_{C}}{L_{f}} \cdot t - - - (17)

励磁电流与初级电流线性直接相关。一旦达到饱和，电流瞬时(L_e=0)增大到高达其稳态值：

i (t) = \frac{V_{C}}{R} - - - (18)

初级电流是饱和时间的函数。在图8中，显示了正初级电流的行为。图8示出正初级电流的饱和时间t₁和t₂。

\frac{| i_{1} |}{t_{1}} = \frac{| i_{2} |}{t_{2}} - - - (19)

通过将(15)和(16)代入(19)中，我们得到

\frac{i_{s 0} - \frac{I_{P}}{N}}{t_{1}} = \frac{i_{s 0} + \frac{I_{P}}{N}}{t_{2}} - - - (20)

并且通过将(14)代入(20)中，我们得到

I_{P} = \frac{B_{S} \cdot I_{f}}{μ_{0} \cdot μ_{r}} \cdot (1 - 2 \cdot \frac{t_{1}}{t_{1} + t_{2}}) - - - (21)

H桥供给电压V_C没有在该方程中明确地出现，所以不要求该电压的精确稳定。一旦达到饱和，励磁电流就获得V_C/R的稳态值。作为示例，在测试原型中，该值为V_C/R=2.4A，然而，由于应用不需要更高的电流值，所以在大约1.25A(i_threshold)时断开MOSFET。

用于小初级电流的以上测量方法可被用于遵循以下条件的初级电流：

| \frac{I_{P}}{N} | < i_{s 0} - - - (22)

作为示例，在测试原型中，该条件表示±7A的测量范围(初级电流)。对于更高的初级电流值，使用不同的测量方法。

用于高初级电流的测量方法

如果|I_P/N|>i_s0，则特性L(i)平移到远左。这意味着在没有任何励磁电流流动的情况下电感已饱和。在大的负初级电流的情况下，现象相同、但是相反(偏移到右)。图9示出I_P与i_average之间的关系。可不再使用为以上论述的小的初级电流的测量而建立的关系。在这种情况下，可通过对阶段“P”或“N”期间的励磁电流的平均值进行估计来进行测量。图9中所示的特性的平均值i_average表示I_P/N，i_average对应于当磁芯10不饱和时的电感器电流。为了获得初级电流，我们可计算励磁电流的平均值(i_n与i′_n之间的值)，并将它乘以匝数。

|I_P|=i_average·N(23)

示例

示例性实施例具有以下特性。

测量范围：0..+1000A DC

误差Ta=25℃：±10mA(对于I_P=0)到±1A

：±1％(对于I_P=1±1000A)

供给电压：12V

供给电流：250mA(平均值)

稳定时间：≤1s

输出类型：数字

测量信号

图11显示零初级电流的饱和时间。P(分别地，N)信号强行开始正(分别地，负)充电阶段。U_m信号是测量电阻R_m上的电压。

在这种情况下，从(17)我们可求得：

t_{1} = t_{2} = \frac{i_{s 0}}{\frac{V_{C}}{L_{f}}} \frac{{7 \cdot 10}^{- 3}}{\frac{12}{20}} = 12.8 ms

对于I_P=0：

这个时间之后，由于电感器饱和，所以电压U_m达到开关的打开电压。

U_m=i·R_m(24)

U_moff=i_off·R_m=1.25·2=2.5V

此后，二极管的续流电流强加于负电压U_m。

图11示出I_P=0的饱和时间。

图12显示初级电流为+1000A时的测量电压，并示出I_P=+1000A时的电压U_m。对于正励磁电流，立即达到阈值，并且这使得可确定初级电流的流动方向。对于负励磁电流，关系(23)使得可计算其平均值：

i_{average} = \frac{| I_{P} |}{N} = \frac{1000}{1000} 1 A

根据(24)，电压U_m为

U_m=1·2=2V

测试结果

每个测量循环，变换器的数字输出发送初级电流的值。图13、14和15表示作为以上论述的测试原型的初级电流(T_a=25℃)的函数的变换器电流的误差。图13示出-1A≤I_P≤1A的变换器电流误差(mA)；图14示出-15A≤I_P≤15A的变换器电流误差(％)；并且图15示出-1000A≤I_P≤1000A的变换器电流误差(％)。

参考文献

[1]W.Teppan，“Transfer Functions of Current Sensors”，5^thInt.IMEKO，TC-4Symposium on Electrical Measuring Instruments forLow and Medium Frequencies，Vienna，Austria，8-10April1992

[2]Waltari，T.Suntio：“Survey and evaluation of batterymonitoring methods and results from user’s viewpoint”，21^stInternational Telecommunications Energy Conference，1999.INTELEC‘99，6-9June1999Page(s)：7pp.

Claims

1.一种电流传感器，所述电流传感器包括用于在下述电流范围内测量在初级导体(2)中流动的初级电流I_P的测量电路(6)和电感器(4)，所述电流范围从最小指定电流幅值到最大指定电流幅值，所述电感器包括可饱和磁芯(10)和次级线圈(12)，所述可饱和磁芯(10)由高磁导率材料制成，所述次级线圈(12)用于承载被构造为交替地使所述磁芯饱和的交流励磁电流i，所述次级线圈与所述测量电路连接，其中，所述测量电路被构造为将正电压或负电压供给所述电感器，当达到条件信令饱和时断开所述电压，测量所述磁芯的一个方向上的饱和时间t₁和所述磁芯的另一个方向上的饱和时间t₂，并为具有从最小指定电流到过渡幅值的第一部分电流范围中的幅值的初级电流确定初级电流I_P的值，所述测量电路还被构造用于对当电压被供给所述电感器时且在达到饱和条件之前的阶段期间的交流励磁电流i的平均值进行估计，并为具有从所述过渡幅值到最大指定电流幅值的第二部分电流范围中的幅值的初级电流确定初级电流I_P的值。

2.根据权利要求1所述的电流传感器，其中，所述测量电路包括DC电压源V_C和由所述DC电压源V_C供电的H桥电路，所述H桥电路被构造为交替地用正电压和负电压激励所述次级线圈。

3.根据权利要求2所述的电流传感器，其中，所述H桥电路的开关包括MOSFET。

4.根据权利要求1所述的电流传感器，其中，所述测量电路包括测量所述交流励磁电流i的电阻R_m。

5.根据权利要求1所述的电流传感器，其中，所述可饱和磁芯是环形闭合的。

6.根据权利要求1所述的电流传感器，还包括与所述测量电路连接的微控制器，所述微控制器包括用于测量饱和时间t₁、t₂的计时器。

7.一种用于在从最小指定电流幅值到最大指定电流幅值的电流范围内测量在初级导体中流动的电流的方法，包括：

-将励磁电压施加于所述次级线圈，以交替地使所述磁芯饱和；

-对在施加所述励磁电压的阶段期间的交流励磁电流i的平均值进行估计，以测量大的初级电流；和

-分别测量交流励磁电流i的负信号和正信号的磁芯的饱和时间t₁、t₂，并且对于小的初级电流，基于交替饱和时间t₁、t₂的关系确定初级电流，

其中，小的初级电流具有从最小指定电流I_min到过渡幅值的第一部分电流范围中的幅值，并且大的初级电流具有从所述过渡幅值到最大指定电流幅值I_max的第二部分电流范围中的幅值。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，对于小的初级电流，所述初级电流的测量基于一个方向上的饱和时间除以两个方向上的饱和时间之和的值。

9.根据权利要求7所述的测量方法，其中，用于小电流的测量方法被用于遵循以下条件的初级电流：

| \frac{I_{P}}{N} | < i_{s 0} - - - (22)

其中，I_P是初级电流，N是所述次级线圈的匝数，并且i_s0是为零的初级电流的饱和励磁电流的值。

10.根据权利要求7所述的方法，其中，所述测量电路包括DC电压源V_C和具有由DC电压源V_C供电的晶体管的H桥电路，所述H桥电路被构造为交替地用正电压和负电压激励所述次级线圈，所述方法包括以下步骤：

-接通被构造为将正电压供给次级线圈的晶体管，从而用正电流+i对电感器(4)进行充电，直到达到所述磁芯的饱和为止，断开所述晶体管；

-测量达到饱和的时间t₁；

-使电感器(4)放电；

-接通被构造为将负电压供给次级线圈的晶体管，从而用负电流-i对电感器(4)进行充电，并且一旦达到所述磁芯的饱和，就断开所述晶体管；

-测量达到饱和的时间t₂；

-使电感器(4)放电。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，通过比较器确定达到通过测量电阻R_m的交流励磁电流i的某个阈值来检测所述磁芯的饱和。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，在检测所述磁芯的饱和与闭合所述晶体管之间确定饱和时间t₁、t₂。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，通过与所述测量电路连接的微控制器利用所述微控制器的计时器单元来计算所述饱和时间的值。