CN113834957A - 能量测量端子或者能量测量端子的测量电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种能量测量端子或者能量测量端子的测量电路。本发明涉及一种用于确定流过导体的电流的大小的测量电路，具有能够连接至电流互感器的输入端子对、第一开关(13)和输出端子对，第一开关在电流测量状态下将测量电阻连接到输入端子之间，并且在电压测量状态下将测量电阻与输入端子中的至少一个分离，在输出端子对上可以选择性地量取施加在输入端子对上的与电压相关的测量电压或者施加在测量电阻的第一测量点处的与电流相关的测量电压。根据本发明，设置有转换开关，可以与开关(13、14、15)同步地切换所述转换开关。利用转换开关，将输出端子在电流测量状态下与第一测量点连接，并且在电压测量状态下与第二测量点连接。

Description

能量测量端子或者能量测量端子的测量电路

技术领域

本发明涉及一种能够连接至电流互感器的测量电路，用于确定流过导体的电流的大小，具有能够连接至电流互感器的输入端子对、第一开关和输出端子对，第一开关在电流测量状态下将测量电阻连接到输入端子之间，并且在电压测量状态下将测量电阻与输入端子中的至少一个分离，在输出端子对上可以选择性地量取施加在输入端子对上的与电压相关的测量电压或者施加在测量电阻的第一测量点处的与电流相关的测量电压。

本发明还涉及一种具有这种测量电路的能量测量端子。

背景技术

EP 3 392 664 B1描述了一种测量电路，在该测量电路中提供电流互感器的两个输出端子，在输出端子上施加电压，或者由输出端子提供电流。可以将这种测量电路连接至功率测量装置，功率测量装置利用电压互感器测量施加在电力供应线路上的电压，并且利用测量电路测量流过电力供应线路的电流。如果在传导电流的线路中作为电流互感器连接变压器，那么产生与流过传导电流的线路的电流成比例的电流，该电流由测量电路转换为与电流成比例的电压。为此，借助开关将测量电阻连接到电流互感器的输出端子之间。降落在测量电阻上的电压是电流的度量，并且由电压测量装置来测量。但是如果例如将Rogowski(罗氏)线圈作为电流互感器放置在传导电流的线路周围，那么该电流互感器提供与流过传导电流的线路的电流成比例的电压。为了测量该电压，断开开关，从而可以由电压测量装置直接测量电压。

此外，EP 3 393 042 A1、DE 1 812 255 A1、WO 2014/058728 A1、WO 99/57578 A1和DE 2 527 392 A1属于现有技术。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，以有利于使用的方式来扩展通用的测量电路或者通用的能量测量端子。本发明要解决的技术问题特别是在于，给出一种可配置的测量电路，其可以将输出电流和输出电压用作输入信号。本发明要解决的技术问题特别是还在于，给出一种测量电路，其在没有来自要测量的网络的附加的功率输入的情况下工作。本发明要解决的技术问题特别是还在于，给出具有很小的电路开销的通用的测量电路。本发明要解决的技术问题特别是在于，提高测量电路的精度。

上述技术问题通过在说明书中给出的发明来解决，其中，下面给出的本发明的有利的扩展方案也是上述技术问题的独立的解决方案。

在通用的用于进行电流测量的现有技术中，测量降落在与测量电阻串联连接的开关和测量电阻上的电压，而根据本发明提出，布置开关，使得两个输入端子可以通过转换开关将电压测量装置直接与测量电阻导电连接。电压测量装置的输入端子在此直接或者通过滤波器与测量电路的输出端子连接。利用滤波器可以滤除高频干扰信号。位于电压测量装置和测量电阻之间的滤波器优选是单级或者多级的低通滤波器。转换开关可以与如下开关耦合，该开关利用电流互感器的输出端子将测量电阻连接到电流流动连接中。转换开关可以与该开关同步。转换开关可以选择性地将电压测量装置或者布置在其前面的滤波器的输入端子，与开关和测量电阻之间的节点或者与电流互感器的输出端子连接，电流互感器的输出端子优选与开关的端子连接。如果开关截止，从而没有电流流过测量电阻，那么由电流互感器提供的电压施加在转换开关的如下触点上，使该触点与和测量电路的输出端子或者电压测量装置的输入端子的导电连接进行导电连接。相反，如果开关导通，那么电流流过开关和测量电阻。测量电阻的两个端子通过然后被切换的转换开关与电压测量装置导电连接，从而可以测量降落在测量电阻上的电压。转换开关可以将测量电路的输出端子选择性地与用于进行电流测量的测量电阻的测量点连接，或者与用于进行电压测量的测量点连接，其中，最后提到的测量点处于输入端子的电势。在本发明的一个扩展方案中设置为，由第二开关和第二测量电阻构成的相同的电路组，与由第一开关和第一测量电阻构成的电路组并联连接，其中，两个电路组的不同之处基本上仅在于相应的测量电阻的电阻值，从而可以利用这种电路布置来覆盖两个测量范围。可以利用另外的这种电路组来覆盖另外的测量范围。这些电路组中的每一个在测量电阻和开关之间具有连接节点，连接节点形成测量点，可以利用转换开关，使测量点选择性地与电压测量装置的输入端子或者测量电路的输出端子导电连接。第一或者第二开关因此利用第一端子与电流互感器的输出端子连接，并且利用第二端子与连接节点连接。在测量电路运行时，与转换开关同时切换第一和第二两个开关。在本发明的一个扩展方案中，提出了第三开关。该第三开关可以将转换开关与电流互感器的输出端子连接。在一个优选的设计方案中，第三开关将电流互感器的两个输出端子或者测量电路的输入端子与电容器连接。电容器具有小的电容，使得电容器仅短路大的交流电流，而在测量例如50Hz或者60Hz的低频电流时，不影响测量电路的测量结果。转换开关具有公共触点，其与输出端子、滤波器或者电压测量装置连接。可以选择性地将该公共触点与开关触点电连接，其中，电开关触点的数量对应于如下开关的数量，利用这些开关，可以将测量电阻或者电容器与电流互感器的输出端子连接。在也具有独立的特征的本发明的一个扩展方案中，开关或者开关中的至少一个被构造为可电气操作的开关。转换开关同样可以是可电气操作的开关。开关和转换开关可以是半导体开关。但是原则上开关和转换开关也可以由机电构件、例如继电器形成。优选至少开关被构造为MOSFET。测量电阻优选是低欧姆的，使得流过测量电阻的电流(其根据接线可以直到1A或者直到5A)使得在MOSFET的体二极管上降落电压，该电压小于体二极管的正向电压，即例如小于0.7V。在此，一方面可以涉及与测量电阻串联连接的MOSFET。如果分别与测量电阻串联连接的多个MOSFET并联连接，那么优选确定所有测量电阻的大小，使得在每个运行状态下，降落在MOSFET中的一个的沟道电阻上的电压小于反映沟道的体二极管的正向电压。由此，不需要像在上面提到的现有技术中那样连接两个反向串联的N沟道MOSFET。通过减小降落在MOSFET或者测量电阻上的电压，MOSFET也足以用于测量交流电流。在本发明的一个扩展方案中，可以设置上面提到的单级或者多级的低通滤波器和/或过压保护电路。过压保护电路实质上对电流互感器提供的电压峰值进行箝位。具有特别少的构件的电路仅具有开关和转换开关，转换开关可以将公共触点与两个开关触点连接。两个开关触点中的一个与开关和测量电阻之间的节点连接，并且两个开关触点中的另一个与电流互感器的输出端子连接。后一个开关触点也可以通过电容器附加地与电流互感器的另外的输出端子连接。在此，也同步地切换转换开关和开关。在本发明的一个扩展方案中可以设置为，两个测量电阻串联连接，并且这两个测量电阻又与开关串联连接。电流互感器的电流或者电压信号可以通过开关选择性地连接至两个测量电阻，或者通过选择测量电路的输入端子，利用连接线路连接至两个测量电阻之间的节点。通过接线的这种改变，可以设置不同的测量范围。例如，可以直到1A的测量电流可以经由导通的开关流过两个测量电阻，或者可以直到5A的测量电流可以仅流过两个测量电阻中的一个。然后，在开关截止时，通过另一个测量电阻来测量降落在流过的测量电阻上的电压。

在根据本发明的能量测量端子中使用根据前面描述的变形方案构造的测量电路。在本公开的范围内，能量测量端子表示可以用来测量流过导体的电流或者通过导体传输的功率的任意装置。能量测量端子具有多个连接触点，可以使其与电压互感器和电流互感器导电连接。电流互感器以前面描述的方式提供电压，该电压与流过传导电流的线路、例如三相线路的三个相中的一个的电流成比例。该电压随着网络频率周期性地振荡。利用电压互感器在例如中性导体和三个相中的一个之间测量电压。该电压也随着网络频率周期性地振荡。这两个振荡信号可能是有相位差的。利用具有电压测量装置的测量变换器来测量信号的幅值和相移。测量变换器将这些信号转换为关于当前的功率、特别是视在功率和有效功率的数据，并且转换为相数据。电压互感器可以具有一个或多个分压器，电压变换器在分压器上量取与相和中性导体之间的电压成比例的电压。此外，能量测量端子可以具有控制电路。可以利用该控制电路来操作电路或者转换开关。此外，证明通信接口是有益的，利用通信接口将测量变换器获得的值作为数字参量传输到外围设备。利用根据本发明的设备，可以测量单相和/或多相交流电网中的电流和电压。可以根据在此获得的测量值来计算电气参量、例如功率、能量、相移和功率因数。所述设备使得能够分析电网和用电设备。在此，将用于进行电压测量的电导体直接或者通过电压互感器连接至所述设备。将相和必要时还有中性导体的电流通过电流互感器以电流隔离的方式传输到所述设备，并且在此减小到对于所述设备来说最大允许的电流或者电压值。电流互感器可以根据变压器原理工作，电流互感器在输出端作为电流源起作用。但是电流互感器也可以根据电感原理、例如作为Rogowski线圈工作，其在输出端作为电压源起作用。例如通过首先在未导通的开关中测量电压，可以经由控制电路自动进行通过开关的配置。如果电压超过上极限值，那么切换为电流测量。但是也可以首先测量降落在电阻中的一个上的电压，以便在低于极限电压时，切换为电压测量。利用过压保护电路，确保在电流互感器提供电流时，在电压测量装置上不施加太高的电压。类似的输入电路因此为由测量变换器形成的集成的能量测量单元提供测量电压，能量测量单元以差分方式对测量电压进行检测、放大和模数转换。微处理器可以进一步对数字值进行处理，微处理器例如是控制电路的一部分。可以附加地计算其它电气参量。可以将电气参量存储在本地，和/或作为数据流传输到外部存储器、例如网络存储器(例如云)。根据本发明的扩展方案至少提供以下优点：可配置的输入端接线使得能够使用具有输出电流信号或者输出电压信号的电流互感器和设备。由于可配置的输入端接线，不会关于所使用的电流互感器错误地选择设备。对于可配置的输入端接线，相应地仅需要电子开关。不需要像在现有技术中那样的两个反向串联的电子开关，这减小了损耗功率和热效应对测量电路的影响。可以根据所使用的电流互感器类型来配置并且设计类似的滤波器电路，使得运行温度范围内的温度影响不会导致测量公差内的明显的测量偏差。通过选择适当的MOSFET，不需要附加的用于控制电子开关的电平转换。这减少了结构元件的数量和损耗功率。即使当设备没有被供应能量时，也限制以未接线或者高欧姆地接线的方式提供电压的电流互感器的输出电压，这防止了设备的损坏。这可以通过外部供电器、例如干电池或者蓄电池来实现。但是也可以通过网络电压来给设备供电，其中，从外部输入电压，并且优选不从要测量的功率获得电压。与要分析的网络或者要分析的负载无关地给设备供应能量，这防止负载受到电气影响。测量和授权数据可以传输到网络存储器、例如云。为了汇编目的的后续评估和长期存储是可能的。此外，小型化是可能的，因为扩展的功能范围优选布置在一个设备中。可以以模块方式构建该设备。

附图说明

下面，根据附图来说明本发明的实施例。

图1示出了与单相网络连接的能量测量端子10的框图，其中，能量测量端子10附加地与外部存储器36或者外部EDV装置35连接，

图2示出了能量测量端子10的框图，

图3示出了电流测量电路1的第一实施例，

图4示出了电流测量电路1的第二实施例，

图5示出了电流测量电路1的第三实施例，以及

图6示出了电压测量电路2的实施例。

具体实施方式

图1和图2大致示意性地示出了能量测量端子10，其例如用于测量流过供电线路的功率或者能量。图1示出了单相网络。但是也可以以类似的方式在三相网络的两个另外的相上，在三个相中的每个上量取电流和电压。

电流互感器8分别位于三个相L1、L2、L3中，在图1中仅示出了其中的相L1,9，电流互感器8提供与流过相L1、L2、L3的电流成比例的信号。根据使用变压器或者例如使用Rogowski(罗氏)线圈作为电流互感器8，这些信号可以是电流或者电压。图1示出了可选的电流互感器8，其也环接到中性导体N,9’中。

通过直接连接或者在使用电压互感器7的情况下，测量中性导体9’和相9之间的电压。利用附图标记2表示电压测量电路，电压测量电路测量直接利用可选的电压互感器7量取的电压，并且将其转换为测量电压。图6示出了实施例。

利用附图标记1表示电流测量电路，电流测量电路将由电流互感器8输出的信号转换为测量电压。图3至图5示出了实施例。

利用附图标记3表示测量变换器、例如在市场上常见的作为积分电路电压测量装置或者能量测量单元。利用该能量测量单元将电流测量电路1和电压测量电路2获得的测量电压相关联，测量电压可以是直流电压，但是优选可以是交流电压。这用于确定例如有效功率、视在功率或者功率因数。这些数据由微控制器进一步处理为数字数据，微控制器由控制装置4形成，或者微控制器形成控制装置4。通过隔离装置5形式的电流分离，将获得的数据引导到通信接口6，通信接口6将数据进一步引导到外部的数据存储器36或者外部的EDV装置35。但是隔离装置5也可以布置在测量变换器3和微控制器4之间。

图3示出了根据本发明的测量电路的第一实施例。电流互感器8根据结构类型提供与流过导体9、9’的电流成比例的电流或者与其成比例的电压。在电流互感器8的输出端子上量取该电流或者电压信号。电流互感器的输出端子与测量电路1的输入端子11、11’连接。在两个输入端子11、11’之间存在过压保护电路12。如果电流互感器8提供电压，那么当输入端子11、11’的次级侧是高欧姆的时，过压保护电路12确保该电压不超过上限阈值。过压保护电路12可以以齐纳二极管的方式起作用。与齐纳二极管类似地工作的过压保护电路12连接在输入端子11、11’之间。

测量电路1的输出端22与在图3中为了清楚起见没有示出的电压测量装置3的输入端子21、21’连接。实际的测量电路1具有输出端子37、37’，其通过滤波器与输入端子21、21’连接。滤波器是单级的、两级的或者多级的低通滤波器。输出端37’可以直接与输入端子11’连接。

可以利用由MOSFET形成的开关13，使低欧姆的测量电阻16与输入端子11、11’接触，从而从输入端子11、11’提供的电流流过开关13和测量电阻16。由测量电阻16和开关13之间的节点形成测量点38。在那里量取电压。这利用连接线路26来进行，连接线路26通过转换开关19将该节点与滤波器20连接，并且通过滤波器20与输出端子37连接。电压测量装置3现在测量直接降落在测量电阻16上的电压。

确定测量电阻16的大小，使得降落在MOSFET 13的体二极管24上的电压小于MOSFET 13的体二极管24的正向电压。

如果要由测量电路1测量从输入端子11、11’提供的电压，那么控制电路4切换转换开关19，使得转换开关19连接布置在图3上方的开关触点与转换开关19的公共触点。现在，在MOSFET 13的栅极上施加信号S1，信号S1使MOSFET 13截止。现在，转换开关19直接将滤波器20或者输出端子37与输入端子11连接，从而未示出的电压测量装置3测量施加在输入端子11、11’上的电压。

电容器18具有小的电容量，并且连接在上开关触点或者输入端子11和输入端子11’之间，用于短路高频交流电流。电容器18的电容如此之小，使得在进行电流测量时在测量电阻16上测得的测量值没有偏差。

在图4所示的实施例中附加地设置有另外的开关15，利用该另外的开关15，可以通过连接线路25选择性地将电容器18或者转换开关的上开关触点与输出端子11连接。开关15同样优选是MOSFET。可以由控制电路4提供开关信号52。仅当转换开关19与开关15连接时，即仅当要测量施加在输入端子11、11’上的电压时，开关15才是导通的。设置有测量电阻装置，其由两个串联连接的测量电阻16、17构成。由电流互感器8提供的电流可以选择性地仅流过测量电阻16或者同时流过两个测量电阻16、17，其中，在测量点38上量取测量电压。

可以以不同的方式将在图4中示出的电路与电流互感器8连接。为了测量直至例如最大1A的电流范围，输入端子11与连接线路25连接，连接线路25将输入端子11与开关13连接。如果开关13导通，那么电流流过两个串联连接的测量电阻17、16，测量电阻17、16又与开关13串联连接。在开关13和测量电阻17之间的测量点38上，可以利用连接线路27量取测量电压，该测量电压通过下开关触点也施加在输出端子37上，转换开关19使下开关触点与转换开关19的公共触点导电连接。

相反，如果要测量直至例如最大5A的电流范围，那么使输入端子11与端子23导电接触，使得从输入端子23、11’提供的电流通过连接线路28仅流过测量电阻16。然后，在开关13截止的情况下，在测量点38上测量电压，该电压由于流过测量电阻16的电流而降落在测量电阻16上，并且通过测量电阻17进一步引导到测量点38，其中，电阻17上的电压降可忽略地小。然后，在开关13截止的情况下，在测量点38上测量降落在测量电阻16和17上的电压。在此，测量电阻17上的电压降可忽略，因为电流首先流过测量电阻16。通过转换开关19的下开关触点与公共触点连接，电压测量装置3可以测量在输入端子21、21’上的电压。

在图5所示的电路中，通过相应的开关13、14和测量电阻16、17的两个布置来实现范围切换。这两个布置并联连接在输入端子11、11’之间。每个布置具有布置在开关13、14和测量电子16、17之间的测量点38、40，可以借助连接线路26、27在测量点38、40上量取降落在测量电阻16、17上的测量电压。为此，相应地仅将连接线路26、27中的一个通过转换开关19和滤波器20与输出端22的输入端子21连接。

在该实施例中，还共同操作开关13、14和转换开关19。如果转换开关19连接公共触点与和连接线路27连接的开关触点，那么开关14是导通的，并且开关13是截止的。同样，连接输入端子11与电容器18的另外的开关15是截止的。对降落在测量电阻17上的电压进行测量。相反，如果转换开关19连接公共触点与和连接线路26连接的开关触点，那么开关13是导通的，并且开关14和15是截止的。现在，对降落在测量电子16上的电压进行测量。

在此，也确定测量电阻16、17的大小，使得降落在形成开关13、14的MOSFET的体二极管24上的电压处于MOSFET 13和14的体二极管24的正向电压以下。

借助可根据本发明配置的输入端接线对用于进行电流测量的电流互感器8施加负载。在此，针对每个电流互感器类型，分别利用N沟道MOSFET13、14连接单独的负载支路。在本发明的实施例中，三个相L1、L2、L3中的每个可以与根据图3至图5的电路共同作用。以低欧姆的方式对构造为变压器的电流互感器8施加负载。相反，以高欧姆的方式对例如构造为Rogowski线圈的电流互感器8施加负载。为此，在该实施例中设置有电容器18，电容器18具有足够小的电容，并且根据图4和图5的实施例，借助单独的开关15，将电容器18与输入端子11连接。这伴随着输出端子37或者输入端子21与输入端子11的导电连接进行。选择MOSFET，使得其漏源电阻在激活的状态下足够小，同时在去激活的状态下足够大。对于负载支路来说，电阻如此之小，使得不会由于流过MOSFET的电流而引起MOSFET明显发热。在进行电压测量时，负载是高欧姆的，从而不对提供电压的电流互感器的引导电压的输出端施加负载，因此不对要测量的输出信号产生明显的影响。根据本发明的部件相互协调，使得测量偏差最小。这特别是通过如下方式来实现，即，测量信号的大小小于MOSFET的体二极管的正向电压。同时，当出现错误配置时，体二极管24作为保护元件起作用，并且保护下游的电路支路。此外，在相应的负载支路中使用的MOSFET具有体二极管24，在负输入电压的量值过高的情况下，体二极管24将导通，并且针对这种情况，对电流互感器的输出端上的量值最大的负的测量电压进行限制。体二极管24同时具有足够大的正向电压，从而电流互感器的输出端上的直流电流信号和交流电流信号、由此要检测的最大测量电压不受影响。此外，通过电流测量通道的输入端处的电压限制电路12，将电流互感器的输出电压限制为对于下游的测量电路来说合理的值。对于可配置的滤波电路20，使用电子开关，该电子开关实现到当前使用的负载支路的接入。附加地，这些开关在激活的状态下具有足够小的电阻，其在整个运行温度范围内对要滤波的测量信号没有明显的影响。

当要测量施加在输入端子11、11’上的电压时，与输出端子37导电地连接的测量点39持续地与输入端子11导电连接，或者可以利用开关15选择性地与输入端子11导电连接。在作为在图3、4、5中示出的实施例的变形方案的未示出的实施例中，可以为过压保护装置12添加与体二极管24反向并联连接的二极管。

通信接口6可以是有线接口或者可以是无线电接口(Modbus、USB、Can、I2C、SPI等同样是可以的)。在通信接口6上重要的是能够访问测量数据。可以通过接口将测量和/或计算值传输至上级的单元、例如数据存储器36或者EDV装置35。但是也可以通过通信接口6来进行测量电路或者能量测量端子的参数化。

隔离装置5提供电流分离。电流分离在没有附加的振荡器信号的情况下通过平面的或者磁或者光学隔离元件来进行。

图6示出了电压测量电路2，可以利用电压测量电路2来测量图1所示的导体9、9’、9”之间的电压中的一个。在此，在电压互感器7的两个输出端子之间也设置有过压保护电路12。设置有两个分压器电路30、31；32、33。分压器电路30、31由至少两个电阻形成，其中一个电阻连接在电压互感器7的输入端子11上，并且另一个连接至地。在该节点上量取电压。分压器电路32、33与其对称地构造，然而是可选的。在此，也在该节点上量取电压，并且电阻33与地连接。设置有滤波器20，利用滤波器20来滤除高频干扰信号。如果不使用分压器电路32、33，那么输入端子11’直接对地连接。测量变换器3通过输出端34连接至滤波器20的次级侧，两个量取的电压施加在滤波器20的初级侧。

前面的描述用于说明本申请整体上涵盖的发明，其至少也通过以下特征组合相应地独立地对现有技术进行扩展，其中，这些特征组合中的两个、更多个或者全部也可以组合，即：

测量电路，其特征在于具有转换开关19，利用转换开关19，输出端子对37、37’中的输出端子37中的一个在电流测量状态下可以与第一测量点38连接，并且在电压测量状态下可以与第二测量点39连接。

测量电路，其特征在于具有第二开关14，第二开关14在电流测量状态下将第二测量电阻17连接至输入端子11、11’之间，使得可以量取施加在第二测量电阻17的第三测量点40上的与电流相关的测量电压。

测量电路，其特征在于，转换开关19使输出端子37选择性地与第一测量点38、第二测量点39或者第三开关24导电连接，第三开关24在导通状态下将输入端子11与输出端子37连接，和/或转换开关19将输出端子37与输入端子11直接连接，和/或第三开关24在导通状态下将两个输入端子11、11’与电容器18连接，电容器18也连接在输出端子37、37’之间。

测量电路，其特征在于，第一、第二或者第三开关13、14、15中的至少一个是半导体开关元件、例如MOSFET。

测量电路，其特征在于，确定与分别构造为MOSFET的第一或者第二开关13、14串联连接的第一或者第二测量电阻16、17的大小，使得降落在与相应的开关串联连接的MOSFET13、14上或者降落在与另一个测量电阻16、17串联连接的MOSFET 13、14上的电压小于MOSFET 13、14的体二极管24的正向电压。

测量电路，其特征在于，在电压测量装置3的输出端子37、37’和输入端子21、21’之间连接有滤波器20，利用电压测量装置3能够测量施加在输出端子37、37’上的电压。

测量电路，其特征在于，两个测量电阻16、17与第一开关13串联连接，并且第一测量点38位于第一开关13和两个测量电阻16、17之间，其中，代替通向第三开关15或者转换开关19的连接线路25，与两个测量电阻16、17的连接节点的连接线路28可以选择性地与电流互感器8的输出端子连接。

能量测量端子，其特征在于，电流测量电路1是根据权利要求1至7中任一项所述的测量电路。

能量测量端子，其特征在于，电压测量电路2具有至少一个分压器30、31，测量变换器3在分压器30、31上量取电压，和/或控制电路4与转换开关19同步地切换第一开关13、第二开关14或者第三开关15中的至少一个。

公开的所有特征(本身或者也相互组合地)对于本发明是重要的。因此，相关/附加的优先权文件(在先申请的副本)的公开内容的全部内容也一起通过引用包含在本申请的公开中，也用于将这些文件的特征纳入本申请的权利要求中的目的。即使没有所引用的权利要求的特征，从属权利要求也利用其特征表征独立的有创造性的对现有技术的扩展，特别是用于基于这些权利要求进行分案申请。在每个权利要求中给出的发明可以附加地具有在前面的描述中、特别是设有附图标记和/或在附图标记列表中给出的特征中的一个或多个。本发明还涉及如下设计方式，在这些设计方式中，不实现在前面的描述中提到的各个特征，特别是只要这些特征对于相应的使用目的明显是不必要的，或者可以通过其它在技术上等效的手段来代替这些特征。

附图标记列表

1 电流测量电路 25 连接线路

2 电压测量电路 26 连接线路

3 测量变换器、电压测量装置 27 连接线路

4 微控制器、控制电路 28 连接线路

5 隔离装置 29 连接线路

6 通信接口 30 电阻、分压器

7 电压互感器 31 电阻、分压器

8 电流互感器 32 电阻、分压器

8’ 电流互感器 33 电阻、分压器

9 导体、相 34 输出端

9’ 中性导体 35 EDV装置

9” 保护导体 36 数据存储器

10 能量测量端子 37 输出端子

11 输入端子 37’ 输出端子

11’ 输入端子 38 测量点

12 过压保护电路 39 测量点

13 第一开关、MOSFET 40 测量点

14 第二开关、MOSFET

15 第三开关、MOSFET

16 第一测量电阻 L1 相

17 第二测量电阻 L2 相

18 电容器 L3 相

19 转换开关 N 中性导体

20 滤波器 N9 中性导体

21 输入端子 N9’ 中性导体

21’ 输入端子 S1 信号

22 输出端 S2 信号

23 端子 S3 信号

24 体二极管 S4 信号

Claims (13)

1.一种能够连接至电流互感器(8)的测量电路，用于确定流过导体(9)的电流的大小，具有能够连接至所述电流互感器(8)的输入端子对(11、11’)、第一开关(13)和输出端子对(37、37’)，所述第一开关在电流测量状态下将测量电阻(16、17)连接到输入端子(11、11’)之间，并且在电压测量状态下将测量电阻(16、17)与输入端子(11、11’)中的至少一个分离，在所述输出端子对上能够选择性地量取施加在输入端子对(11、11’)上的与电压相关的测量电压或者施加在测量电阻(16、17)的第一测量点(38)上的与电流相关的测量电压，其特征在于具有转换开关(19)，利用所述转换开关，所述输出端子对(37、37’)中的输出端子(37)中的一个能够在电流测量状态下与所述第一测量点(38)连接，并且能够在电压测量状态下与第二测量点(39)连接。

2.根据权利要求1所述的测量电路，其特征在于具有第二开关(14)，所述第二开关在电流测量状态下将第二测量电阻(17)连接至输入端子(11、11’)之间，使得能够量取施加在第二测量电阻(17)的第三测量点(40)上的与电流相关的测量电压。

3.根据权利要求1所述的测量电路，其特征在于，所述转换开关(19)使所述输出端子(37)选择性地与第一测量点(38)、第二测量点(39)或者第三开关(24)导电连接，所述第三开关在导通状态下连接输入端子(11)和输出端子(37)。

4.根据权利要求1所述的测量电路，其特征在于，所述转换开关(19)将输出端子(37)与输入端子(11)直接连接。

5.根据权利要求3所述的测量电路，其特征在于，所述第三开关(24)在导通状态下将两个输入端子(11、11’)与电容器(18)连接，所述电容器也连接在输出端子(37、37’)之间。

6.根据权利要求3所述的测量电路，其特征在于，第一、第二或者第三开关(13、14、15)中的至少一个是半导体开关元件、例如是MOSFET。

7.根据权利要求1所述的测量电路，其特征在于，确定与分别构造为MOSFET的第一或者第二开关(13、14)串联连接的第一或者第二测量电阻(16、17)的大小，使得降落在与相应的开关串联连接的MOSFET(13、14)上或者降落在与另一个测量电阻(16、17)串联连接的MOSFET(13、14)上的电压小于MOSFET(13、14)的体二极管(24)的正向电压。

8.根据权利要求1所述的测量电路，其特征在于，在能够测量施加在输出端子(37、37’)上的电压的电压测量装置(3)的输出端子(37、37’)和输入端子(21、21’)之间连接有滤波器(20)。

9.根据权利要求1所述的测量电路，其特征在于，两个测量电阻(16、17)与第一开关(13)串联连接，并且所述第一测量点(38)处于第一开关(13)和所述两个测量电阻(16、17)之间。

10.根据权利要求9所述的测量电路，其特征在于，代替通向第三开关(15)或者转换开关(19)的连接线路(25)，与所述两个测量电阻(16、17)的连接节点的连接线路(28)能够选择性地与电流互感器(8)的输出端子连接。

11.一种能量测量端子，具有：能够连接至电压互感器(7)或者直接连接至导体(9)和中性导体(9’)的电压测量电路(2)；能够连接至电流互感器(8)的电流测量电路(1)；具有电压测量装置的测量变换器(3)，所述电压测量装置用于测量由电压测量电路(2)和电流测量电路(1)测量的电压和其相位，用于确定电功率参数；控制电路(4)；以及通信接口(6)，

其特征在于，所述电流测量电路(1)是根据权利要求1所述的测量电路。

12.根据权利要求11所述的能量测量端子，其特征在于，所述电压测量电路(2)具有至少一个分压器(30、31)，所述测量变换器(3)在所述分压器上量取电压。

13.根据权利要求11所述的能量测量端子，其特征在于，所述控制电路(4)与转换开关(19)同步地切换第一开关(13)、第二开关(14)或者第三开关(15)中的至少一个。

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