CN109946497A - 无接触式电流测量 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于无接触式电流测量的设备和方法。为了借助环形磁芯在第一初级导体处和在第二初级导体处进行无接触式电流测量，第一初级导体被构造用于传导具有第一电流强度的第一初级电流，并且第二初级导体被构造用于，传导具有第二电流强度的第二初级电流，所述磁芯包围第一初级导和第二初级导体，提出：检测所述磁芯中的总磁场并且由所述磁芯中的检测的总磁场产生与由第一电流强度和第二电流强度组成的总和对应的信号。此外提出：分别为其检测第一磁场分量或第二磁场分量或者两者并且由所检测的第一磁场分量或第二磁场分量或两者产生与第一电流强度对应的信号或与第二电流强度对应的信号或两个所述信号。

Description

无接触式电流测量

技术领域

本说明书涉及用于无接触式电流测量的设备和方法、尤其根据磁通门原理的设备和方法。

背景技术

为了无接触式地并且因此无电位地测量导体中的待测量电流的强度，特别是使用所谓的直接反映的电流传感器，所述电流传感器例如借助霍尔传感器结合完全地或部分地包围导体的环形磁芯来检测通过电流引起的磁通量并且在无（闭合的）调节回路结构的情况下借助后续的信号处理产生与电流强度成比例的信号。这些传感器是成本有利的，但是具有相对低的准确性。

此外，也应用所谓的补偿电流传感器，其中，例如借助闭合的调节回路和施加到环形磁芯上的补偿线圈连续地产生与由待测量电流引起的磁场的强度相同强度的反向磁场，以便持续地实现完全的磁场补偿。然后，由用于产生反向磁场的参数可以导出导体中的待测量电流的大小。补偿电流传感器是更耗费的，但对此也是更准确的。

然而，特别的补偿电流传感器群组不包含闭合的调节回路。在这种所谓的磁通门电流传感器中，仅仅在测量循环内的确定时间间隔期间进行由待测量电流引起的磁场的补偿。此外，在每个测量循环期间，借助补偿线圈以磁的方式驱动环形芯进入饱和，不仅在正的磁场方向上而且在负的磁场方向上。通过后续的合适的信号处理，可以消除磁芯的磁滞影响并且因此实现非常准确的电流测量。出于该原因，磁通门电流传感器也适用于差动电流测量。差动电流测量是总和电流测量的特殊情况。在总和电流测量的情况下，至少两个导体由环形芯包围并且求取在所有这些导体中的总电流。如果现在在总和电流测量的情况下电流在至少两个导体中在相互相反的方向上流动，则谈及差动电流测量，其中，电流的差在两个电流方向上的电流大致相同强的情况下可以变得非常小。

适合于差动电流测量的电流传感器通常应用在故障电流保护开关中。根据VDE规范0100-530，在家庭中大多使用类型A的故障电流保护开关，所述故障电流保护开关被设计用于探测交变电流中的以及脉动式直流电流中的故障。如果例如应该通过用电器在电网中产生大于6mA的直流电流，则保护开关中的磁芯变得饱和并且因此不能够充分地或者完全不能够再探测到故障。由于该状况，对于人存在最高的危险并且也不能够再确保防火。在现今的应用中（例如在用于电动汽车的充电线缆、无隔离变压器的太阳能逆变器等中），可能在电网中发生这种直流电流叠加。对于这种情况，也可以安装类型B的故障电流保护开关，所述故障电流保护开关在确定的混合电流值的情况下可以分离电网。为了安全，可以在存在直流电流叠加的危险的装置中采取附加的措施来进行保护。然而，必须一直确保，无高于预给定的最大值（例如6mA）的直流电流部分流到电网中，以便不使故障电流保护开关的磁芯饱和。

发明内容

这通过如下描述的用于无接触式电流测量的电流传感器设备和方法来解决。

电流传感器设备包括第一初级导体、第二初级导体以及环形的磁芯，所述第一初级导体被构造用于，传导具有第一电流强度的第一初级电流，所述第二初级导体被构造用于，传导具有第二电流强度的第二初级电流，所述磁芯包围所述第一初级导体和所述第二初级导体，使得在所述磁芯中，第一初级电流产生第一磁场分量，并且第二初级电流产生第二磁场分量，其中，所述第一磁场分量和所述第二磁场分量叠加成总磁场。所述电流传感器设备还包括磁场分析装置，所述磁场分析装置被构造用于，检测所述磁芯中的总磁场并且由所述总磁场产生与由所述第一电流强度和所述第二电流强度组成的总和对应的信号，并且所述磁场分析装置还被构造用于，分别为其检测所述第一磁场分量或所述第二磁场分量或者两者并且由所述第一磁场分量或所述第二磁场分量或者两者产生与第一电流强度对应的信号或与第二电流强度对应的信号或两个所述信号。

用于借助环形芯在第一初级导体处和在第二初级导体处进行无接触式电流测量的方法，所述第一初级导体被构造用于，传导具有第一电流强度的第一初级电流，所述第二初级导体被构造用于，传导具有第二电流强度的第二初级电流，所述磁芯包围所述第一初级导体和所述第二初级导体，使得在所述磁芯中，第一初级电流产生第一磁场分量，并且第二初级电流产生第二磁场分量，并且所述第一磁场分量和所述第二磁场分量叠加成总磁场，所述方法包括：检测所述磁芯中的总磁场并且由所述磁芯中的所检测的总磁场产生与由第一电流强度和第二电流强度组成的总和对应的信号。所述方法还包括：分别为其检测所述第一磁场分量或所述第二磁场分量或者两者并且由所检测的第一磁场分量或第二磁场分量或两者产生与第一电流强度对应的信号或与第二电流强度对应的信号或两个所述信号。

附图说明

下面根据在附图的图中示出的实施例详细阐述本发明，其中，相同的或类似的元件配备有相同的附图标记。

图1以框图示出按照磁通门原理工作的电流传感器。

图2以作为在磁场强度上的磁化的曲线图示出在初级电流为零的情况下，自由振荡的电流传感器中的磁芯的磁化特征曲线的理想的变化过程。

图3以电流/时间曲线图示出在初级电流为零的情况下，自由振荡的电流传感器中的次级电流的理想的变化过程。

图4以作为在磁场强度上的磁化的曲线图示出在初级电流大于零的情况下，自由振荡的电流传感器中的磁芯的磁化特征曲线的理想的变化过程。

图5以电流/时间曲线图示出在初级电流大于零的情况下，自由振荡的电流传感器中的次级电流的理想的变化过程。

图6以框图示出按照磁通门原理工作的电流传感器，所述电流传感器尤其用于差动电流测量以及用于检测初级电流的强度。

图7以电压/时间曲线图示出在初级电流为零的情况下，与次级电流对应的次级源电压的时间变化过程。

图8以电压/时间曲线图示出在无初级电流的情况下在图7中示出的源电压的频谱。

图9以电压/时间曲线图示出在初级电流大于零和频率为50Hz的情况下，与次级电流对应的次级源电压的时间变化过程。

图10以电压/时间曲线图示出在5A和50Hz的初级电流的情况下，在图9中示出的源电压的频谱。

图11以电压/时间曲线图示出在初级电流大于零以及10A和100Hz的频率的情况下，源电流的频谱。

图12以框图示出用于检测初级电流强度的替代设备。

具体实施方式

在图1中示出示例性的按照磁通门原理工作的不具有磁滞误差的电流传感器。在所示的示例中，电流传感器应测量以下电流：该电流在下面称作初级电流i_P并且流过初级导体101。电流传感器具有次级导体102以及例如未开孔的环形的（磁）芯103，所述（磁）芯由软磁材料制成。初级导体101和次级导体102通过芯103相互磁耦合并且为此可以例如分别未经卷绕（绕组数目等于1）或经卷绕（绕组数目大于1）地实施，其中，初级导体101的绕组的数目和次级导体102的绕组的数目可以相同或不同。例如，初级导体可以直线地引导通过环形的芯103，也即未经卷绕并且由环形的芯103包围。次级导体102可以以绕组数目N（N>1）卷绕地实施，也即，以多于一个绕组环绕芯103地实施。

次级导体102通过受控电压源104馈电，所述电压源产生例如矩形的双极源电压±U_s并且因此驱动通过次级导体102的次级电流i_S。为了测量次级电流，在次级导体102和电压源104之间连接有具有电阻值R_SH的分流电阻105。在分流电阻105上出现的电压U_SH借助测量单元106来量取、分析并且以代表差动电流的信号D的形式供给给控制单元107。控制单元107由其产生控制信号CTR，借助该控制信号控制电压源104。

在图1中示出的电流传感器的功能原理在下面参考图2至5来详细阐述。在图2中示出的磁化特征曲线说明在缺少初级电流的情况下磁芯103的铁磁特性，其中，在横坐标上绘出磁场强度H，并且在纵坐标上绘出磁化M。磁化特征曲线具有大致矩形的磁滞，所述磁滞具有矫顽场强度H_C和饱和磁化M_SAT。对于磁场强度H适用：相应于安培定律地简化H=i_S/l_FE﹒N，其中，参数l_FE表示当初级导体101的绕组数目等于1时，芯103中的磁场线的有效磁路径长度，并且N是次级导体102的绕组数目。

对于在次级导体102中感生的电压u_i，相应于法拉第定律地适用：

（1），

其中，A表示芯103的（有效的）横截面面积，Φ表示芯103中的由次级电流i_S引起的磁通量，B表示磁通密度，其中B=µ₀﹒(H+M)，并且µ₀表示磁场常数。在芯103的重新磁化——这相应于图2中的磁化特征曲线的垂直的左分支或右分支——期间，磁化的变化率dM/dt与感生的电压u_i成比例，其中，磁场强度H和因此次级电流i_S是恒定的，也即

（在重新磁化的情况下） （2）

或者换言之，次级线圈102的差分电感在重新磁化期间变得几乎无限大。一旦芯103中的磁化已经达到饱和磁化M_SAT，次级电流i_S就上升并且仅仅更多地通过由次级导体102的欧姆电阻值和分流电阻105的欧姆电阻值R_SH组成的总和来限制。

在图3中示出当初级电流i_P等于零时次级电流i_S的时间变化过程。次级电流i_S的上升由控制单元107识别到，其中，例如可以应用比较器。一旦次级电流i_S超出正的阈值+i_SMAX或低于负的阈值–i_SMAX，则控制单元107产生控制信号CTR，以便使电压源104换极并且因此开始下一重新磁化循环。在这种情况下，次级电流i_S是恒定的并且相应于磁化电流+i_µ或-i_µ。磁化电流i_µ的量值取决于在磁化特征曲线中磁滞的宽度、即取决于矫顽场强度H_C，也即i_µ=l_FE/N﹒H_C。一旦芯103中的磁化达到正的或负的饱和磁化，次级电流i_S如在上面陈述的那样开始上升。基于磁滞特征曲线的对称性，次级电流i_S的时间变化过程围绕中间值对称。

图4和5对于初级电流i_P不等于零的情况示出磁化特征曲线和次级电流i_S的时间变化过程。由初级电流i_P产生的磁场在芯103中相加至次级电流i_S的磁场，这在图4中相对于图2表述为磁化特征曲线沿着横坐标的移位。次级电流i_S的所属的时间变化过程在图5中示出。该变化过程类似于在图3中示出的情况，在该情况下，初级电流i_P为零，然而具有以下区别：次级电流i_S不再关于横坐标（i_S=0）对称地延伸，而是关于相对于横坐标（i_S=0）平行移位的直线（i_S=i_P/N）对称地延伸。也就是说，在重新磁化期间，初级电流i_P和次级电流i_S处于与初级导体101的线圈数目和次级导体102的线圈数目的比例关系相同的比例关系k中，在磁化电流高度±i_µ方面的磁滞偏移除外。为了电流测量，在重新磁化期间采样次级电流信号i_S或在分流电阻105上的电压u_SH。通过由测量单元106采样代表次级电流i_S的信号在次级电流i_S的前半周期（第一测量循环）中获得电流测量值i_S[n-l]=(i_P/N)+i_µ并且在后半周期（第二测量循环）中获得电流测量值i_S[n]=(i_P/N)-i_µ 。通过在第一和第二测量循环上的平均值形成，然后可以消除通过磁化电流引起的磁滞误差。在采样时刻n的初级电流i_P如下计算：

i_P[n]=(N/2)﹒(i_S[n-l]+i_S[n]) 。 （3）。

通过磁化特征曲线的磁滞对测量结果实际上不具有影响的方式，该电流测量方法特别好地适合于测量非常小的电流。该测量范围从数毫安培达到千安培。在芯10中重新磁化期间，次级电流i_S相应于变换比N：l地遵循初级电流i_P。次级电流i_S在重新磁化期间至少一次地被采样，以便获得测量值（i_S+i_µ或i_S-i_µ）来求取初级电流i_P。但在重新磁化期间，也可以重复地以以下采样率进行采样：所述采样率显著高于传感器的振荡频率f_传感器。次级电流i_S在重新磁化期间和在芯103中出现磁饱和之前近似恒定并且等于（i_P/N）±i_µ。如果磁芯103的磁滞特征曲线大致是矩形的，则可应用这种理想的考虑方式。

在上面参考图1至5阐述的测量方式可以以在图1中示出的传感器结构的仅仅略微的修改也用于差动电流测量。差动电流测量例如应用在故障电流保护开关中。为此，将初级线圈101划分成第一子线圈101a和（至少一个）第二子线圈101b。与此相应地，流过第一子线圈101a的初级电流以i_Pa，流过第二子线圈101b的初级电流以i_Pb表示。子线圈101a和101b也可以分别仅仅由唯一的绕组组成并且被取向成，使得通过初级电流i_Pa和i_Pb引起的磁场至少部分地补偿（相消叠加）并且仅仅净初级电流i_Pa–i_Pb（有效的初级电流）在芯103中产生相应的净磁场。净磁场又由次级电流i_S的磁场叠加。相应修改的传感器在图6中示出并且除了初级线圈101的不同构型以外基本上与在图1中示出的传感器相同。

在图6中示出的示例中，两个子线圈101a和101b连接在负载601之前或之后，使得仅仅当例如在负载601的区域中正好相应于净初级电流Δi_P=i_Pa–i_Pb的漏电流流动时，差、即净初级电流i_Pa–i_Pb才不等于零。净初级电流Δi_P由次级电流的采样值类似于公式（3）地如下计算：

Δi_P[n]=i_Pa[n]-i_Pb[n]=N﹒(i_S[n-1]+i_S[n])/2。 （4）。

时间间隔Δt₊和Δt_-（见图3）不是恒定的，而是取决于初级电流的量值。因此，根据公式2，由电压源104产生的电压±U_s的幅度U_s越高，重新磁化速度就越高。由公式2得出：

。 （5）。

因此，由电压源104产生的电压±U_s的幅度U_s越高，次级电流的振荡频率就越高。传感器的振荡频率f_传感器由公式2得出：

f_传感器=1/(Δt₊+Δt_-) （6a）

其中，

（6b）

以及

。 （6c）。

ΔM表示在重新磁化期间的磁化变化量（Magnetisierungshub）。由公式6a至6c可以看出，传感器的振荡频率f_传感器一方面取决于初级电流自身、也取决于由电压源104产生的电压的电压幅度U_s以及取决于磁化变化量ΔM。

尤其在用于差动电流测量的传感器中，初级导体关于芯103的几何布置是不对称的，并且即使差i_Pa–i_Pb为零也不发生合成磁场的完全消失。由此产生芯103中的局部饱和，这意味着芯103的有效的横截面面积A的减小。这又导致重新磁化时间Δt₊和Δt_-的调制。该调制是周期性的并且取决于初级电流i_P的频率f_P。如果假设，横截面面积A周期性地随初级电流i_Pa和i_Pb的频率f_P发生改变，则该效应可以由公式6b和6c导出。

分析单元602用于测量初级电流的频率，所述分析单元定期地采样次级电流i_s或代表次级电流的测量信号U_SH并且例如借助快速傅里叶变换（FFT）由采样值i_S[n]计算频谱，所述快速傅里叶变换可以可选地一同包括开窗（Fensterung）。该频谱将具有在传感器的振荡频率f_传感器处的明显的（全局的）最大值。具有明显较低的量值的两个另外的（局部）最大值（次最大值）位于频率f₁=f_传感器–f_P和f₂=f_传感器+f_P处。初级电流的所寻找的频率f_P因此可以由频率f₁和f₂例如根据公式7来求取：

f_P=(f₂-f₁)/2 （7）

在知晓频率f_P之后，然后也可以求取在该频率f_P处的所属的幅度S（f_P），这又相应于初级电流i_P的强度。

在图8、10和11中示出的频谱说明电流传感器的在上面描述的函数。图7和9在约50ms的时间上示出用于差动电流测量（其中，Δi_P=i_Pa-i_Pb=0）的传感器的初级电流i_Pa=i_Pb的以及对应的次级电流i_S的时间变化过程。在图7的情况下，初级电流i_Pa=i_Pb等于零，而在图9的情况下，初级电流i_P具有在5A的电流强度处的并且具有50Hz的频率f_P的正弦形变化过程。在两种情况下，传感器测量到相同的差动电流i_Pa–i_Pb，即零安培。图6和7的下方曲线图分别示出（取决于初级电流i_Pa或i_Pb的）次级电流i_S的频谱。频谱的全局的最大值位于电流传感器振荡频率f_传感器处（参考图3），该振荡频率在此情况下大约为2kHz。在结合图7和8陈述的示例中，电流传感器的振荡频率f_传感器为1935Hz。在参考图9和10阐述的情况下，电流传感器的振荡频率是1970Hz。振荡频率的略微更高的值可以通过以下方式来解释，即芯中的初级电流i_Pa和i_Pb引起局部饱和，由此降低芯的有效横截面面积。因此，芯可以更快速地重新磁化并且频率上升。图11示出在10A和100Hz的正弦形初级电流的情况下的频谱。

如果初级电流i_Pa或i_Pb不具有交变电流部分，则在电流传感器的振荡频率f_传感器处的全局最大值（主瓣）是频谱中的唯一的显著最大值。然而，具有交变电流部分的初级电流i_Pa和i_Pb导致传感器振荡的周期持续时间f_传感器–1的在上面阐述的调制（参考公式6a）。该调制在频谱方面表现为在频率f_传感器处的全局最大值的两侧在频率f₁和f₂处（第一旁瓣）的局部最大值以及在f₁‘和f₂‘处的局部最大值（第二旁瓣）。两个局部最大值与全局最大值的频率间距|f₁-f_传感器|或|f₂-f_传感器|分别相应于初级电流i_Pa或i_Pb的频率f_P。频率间距f₂-f₁相应于初级电流i_Pa或i_Pb的双倍频率f_P（参考公式7）。在图9和10中示出的示例——其中初级电流的频率f_P是50Hz——中，根据公式7的计算导致所测量的初级电流频率f_P‘为（2020-1920）/2Hz=100/2Hz=50Hz。替代地或附加地，也可以分析在频率f₁‘和f₂‘处的第二旁瓣。相比第一旁瓣，第二旁瓣距在电流传感器的振荡频率f_传感器处的全局最大值远离两倍。即适用：f₁‘=f_传感器-2﹒f_P和f₂‘=f_传感器+2﹒f_P，以及f₁–f₁‘=f_P和f₂–f₂‘=f_P。

用于差动电流测量的电流传感器原则上首先一次不提供关于单个初级电流的强度的信息。为了例如能够在多相的逆变器电路中测量当前馈入何种功率到电网中，需要附加的部件，所述部件测量在每个单个的导体（相）中的初级电流，以便由其确定总功率。为此，大多使用运行电流传感器用于每个单个的相。借助在此描述的电流传感器不仅可以直接测量差动电流而且可以直接测量各个初级电流。

为此，求取和分析位置相关的近磁场并且由所述近磁场确定初级电流和/或初级电流的频率或初级电流的过零点。在常见的电流传感器中旨在尽可能好地在围绕初级导体设备的一个循环上进行积分，而现在附加地利用在该循环上磁场H的调制，以便获得关于初级电流的信息。为此，可以例如以局部的H场测量来补充被设计用于差动电流测量的电流传感器和/或利用磁场的局部过高，以便获得关于初级电流的信息。

在按照磁通门原理的电流传感器（如上面结合图1阐述的那样）中，将由例如高渗透材料制成的环形软磁芯用于探测磁场。为此，使芯周期性地从负饱和行进至正饱和并且然后总是穿过完整的磁滞曲线B（H）。该结构相应于具有例如1：N的绕组比的变压器式结构，其中，1相应于初级绕组的数目，并且N相应于次级绕组的数目。在磁化周期中的电流变化过程基于上面的公式通过以下关系简化地给出：

（8）

（9）。

如已经阐述的那样，i_S[n-l]是在前半周期期间的次级电流，并且i_S[n]是在后半周期期间的次级电流。由电磁感应定律可以导出针对传感器的重新磁化时间的以下理想的关联性（参考上面的公式6b和6c）：

（10）

（11）

其中，A_FE是芯的有效的铁横截面。在假设恒定的重新磁化电压U_S的情况下可以看出，由初级导体中的电流通量得出重新磁化时间的变化。在具有多于一个初级导体的电流传感器的情况下，这导致近场效应（污染效应）。因为由导体引导决定地不可能的是，完全补偿在芯的内部的任何地方的电流，所以得出在所涉及的芯区段中的部分饱和，所述部分饱和导致有效的铁横截面A_FE的减小。这在交变电流的情况下得出以下重新磁化时间，所述重新磁化时间周期性地以交变电流的频率来调制。借助重新磁化的频谱确定初级电流的频率以及在该频率处的幅度，例如借助FFT。然后由频谱的在初级电流的频率处的如此求取的幅度确定场强，所述场强与流动的初级电流成比例。

一直完全地重新磁化环形芯，因此在无初级电流和因此也无差动电流的情况下在频谱中仅仅存在传感器的基本频率（见图8）。但是，如果在时间上可变的例如周期性的电流在初级导体中流动，该初级电流往复通过芯，则虽然又不形成差动电流，但对于初级电流的各个半周期，磁化电压U_S改变，这不仅提供载波频率的利用初级频率的调制，而且提供与初级电流成比例的幅度（见图10和11）。初级电流的频谱在此也随其强度发生改变，由此也可以确定初级电流。

如在图12中示出的那样，由于往复引导的初级导体1201（1201a，1201b）的非同心的布置而形成围绕初级导体1201的不完全被补偿的近场1202。近场1202可以借助探测器1204、诸如磁探测器或霍尔元件来测量，然后可以由此借助分析装置1204、诸如放大器（类似于在直接反映的电流传感器中那样）求取初级导体中的初级电流。如果借助环形的磁芯1205求取差动电流，则探测器1204可以如初级导体那样布置在环形芯1205的内部。

Claims (22)

1.一种电流传感器设备，所述电流传感器设备具有：

第一初级导体，所述第一初级导体被构造用于，传导具有第一电流强度的第一初级电流，

第二初级导体，所述第二初级导体被构造用于，传导具有第二电流强度的第二初级电流，

环形的磁芯，所述磁芯包围所述第一初级导体和所述第二初级导体，使得在所述磁芯中，第一初级电流产生第一磁场分量，并且第二初级电流产生第二磁场分量，其中，所述第一磁场分量和所述第二磁场分量叠加成总磁场，和

磁场分析装置，所述磁场分析装置被构造用于，

检测所述磁芯中的总磁场并且由所述总磁场产生与由所述第一电流强度和所述第二电流强度组成的总和对应的信号，并且

分别为其检测所述第一磁场分量或所述第二磁场分量或者两者并且由所述第一磁场分量或所述第二磁场分量或者两者产生与第一电流强度对应的信号或与第二电流强度对应的信号或两个所述信号。

2.根据权利要求1所述的电流传感器设备，其中，所述第一初级电流在所述第一初级导体中流动并且所述第二初级电流在所述第二初级导体中流动，使得在所述磁芯中所述第一磁场分量与所述第二磁场分量相互反向。

3.根据权利要求2所述的电流传感器设备，其中，所述第一初级电流和所述第二初级电流具有相同的频率。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电流传感器设备，其中，所述磁场分析装置具有：

次级导体，所述次级导体在至少一个区段处由所述磁芯包围；

可控电压源，其与所述次级导体连接并且被构造用于施加具有可控极性的电压到所述次级导体上，使得相应的次级电流流过所述次级导体，

与所述次级导体和所述可控电压源耦合的控制单元，所述控制单元被构造用于，持续地探测在所述芯中磁饱和的达到并且在探测到所述芯中的磁饱和时如下控制所述电压源：使所述电压换极，以便重新磁化所述磁芯，

电流分析单元，所述电流分析单元被构造用于产生代表所述次级电流的测量信号，由所述测量信号求取所述第一初级电流的频率或所述第二初级电流的频率或者两者以及求取在所属的频率处所述第一初级电流的幅度或在所属的频率处所述第二初级电流的幅度或者两者。

5.根据权利要求4所述的电流传感器设备，其中，所述控制单元与所述电流分析单元耦合并且此外被构造用于，通过分析所述测量信号，当所述测量信号超出所定义的最大值或低于所定义的最小值时，探测到在所述磁芯中的磁饱和的达到。

6.根据权利要求4或5所述的电流传感器设备，其中，所述电流分析单元此外被构造用于，

形成所述测量信号的频谱，

由所述频谱求取所述第一初级电流的频率或所述第二初级电流的频率或者两者，以及

由所述频谱求取在所属的频率处所述第一初级电流的幅度或在所属的频率处所述第二初级电流的幅度或者两者。

7. 根据权利要求6所述的电流传感器设备，其中，所述电流分析单元被构造用于周期性地采样所述测量信号并且借助频谱变换由采样值计算所述测量信号的数字频谱。

8.根据权利要求7所述的电流传感器设备，其中，所述次级电流具有振荡频率，并且所述频谱在所述次级电流的振荡频率处具有主瓣并且与所述主瓣对称地具有两个旁瓣，以及

由主瓣和旁瓣之间的间距或由所述两个旁瓣的间距求取所述初级电流的频率。

9.根据权利要求8所述的电流传感器设备，其中，主瓣和相邻的旁瓣之间的间距相应于所述初级电流的频率。

10.根据权利要求5所述的电流传感器设备，其中，所述电流分析单元此外被构造用于，

确定以下时间段并且产生相应于所述时间段的正的信号：在所述时间段期间，所述测量信号超出所定义的最大值，

确定以下时间段并且产生相应于所述时间段的负的信号：在所述时间段期间，所述测量信号低于所定义的最小值，

将所述正的信号和所述负的信号进行相互比较。

11.根据权利要求1至3中任一项所述的电流传感器设备，其中，所述磁场分析装置具有至少一个磁场探测器并且被构造用于，借助所述至少一个磁场探测器确定所述第一初级导体的近场或所述第二初级导体的近场或两个初级导体的近场并且由所述第一初级导体的近场或所述第二初级导体的近场或这两个初级导体的近场求取所述第一初级电流或所述第二初级电流或两者。

12. 一种用于借助环形的磁芯在第一初级导体处和在第二初级导体处进行无接触式电流测量的方法，所述第一初级导体被构造用于，传导具有第一电流强度的第一初级电流，所述第二初级导体被构造用于，传导具有第二电流强度的第二初级电流，所述磁芯包围所述第一初级导体和所述第二初级导体，使得在所述磁芯中，第一初级电流产生第一磁场分量，并且第二初级电流产生第二磁场分量，并且所述第一磁场分量和所述第二磁场分量叠加成总磁场，其中，所述方法具有：

检测所述磁芯中的总磁场并且由所述磁芯中的所检测的总磁场产生与由第一电流强度和第二电流强度组成的总和对应的信号，以及

分别为其检测所述第一磁场分量或所述第二磁场分量或者两者并且由所检测的第一磁场分量或第二磁场分量或两者产生与第一电流强度对应的信号或与第二电流强度对应的信号或两个所述信号。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述第一初级电流在所述第一初级导体中流动并且所述第二初级电流在所述第二初级导体中流动，使得在所述磁芯中所述第一磁场分量与所述第二磁场分量相互反向。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述第一初级电流和所述第二初级电流具有相同的频率。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，所述方法此外具有：

施加具有可控极性的电压到次级导体上，所述次级导体在至少一个区段处由所述磁芯包围，使得相应的次级电流流过所述次级导体，

持续地探测在所述芯中磁饱和的达到并且在探测到所述芯中的磁饱和时使所述电压换极，以便重新磁化所述磁芯，

产生代表所述次级电流的测量信号，

由所述测量信号求取所述第一初级电流的频率或所述第二初级电流的频率或者两者，以及

求取在所属的频率处所述第一初级电流的幅度或在所属的频率处所述第二初级电流的幅度或者两者。

16.根据权利要求15所述的方法，所述方法此外具有：

通过分析所述测量信号何时超出所定义的最大值或低于所定义的最小值，探测到在所述磁芯中的磁饱和的达到。

17.根据权利要求15或16所述的方法，所述方法此外具有：

形成所述测量信号的频谱，

由所述频谱求取所述第一初级电流的频率或所述第二初级电流的频率或者两者，以及

求取在所属的频率处所述第一初级电流的幅度或在所属的频率处所述第二初级电流的幅度或者两者。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，周期性地采样所述测量信号并且借助频谱变换由采样值计算所述测量信号的数字频谱。

19.根据权利要求18所述的方法，其中，

所述次级电流具有振荡频率，

所述频谱在所述次级电流的振荡频率处具有主瓣并且与所述主瓣对称地具有两个旁瓣，以及

由主瓣和旁瓣之间的间距或由这两个旁瓣的间距求取所述初级电流的频率。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，主瓣和相邻的旁瓣之间的间距相应于所述初级电流的频率。

21.根据权利要求16所述的方法，所述方法此外具有：

确定以下时间段并且产生相应于所述时间段的正的信号：在所述时间段期间，所述测量信号超出所定义的最大值，

确定以下时间段并且产生相应于所述时间段的负的信号：在所述时间段期间，所述测量信号低于所定义的最小值，

将所述正的信号和所述负的信号进行相互比较。

22.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其中，确定所述第一初级导体的近场或所述第二初级导体的近场或两个初级导体的近场并且由所述第一初级导体的近场或所述第二初级导体的近场或两个初级导体的近场求取所述第一初级电流或所述第二初级电流或两者。