DE102008013427A1 - Arrangement for measuring a current intensity, switching arrangement and method for measuring a current intensity - Google Patents

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Abstract

Zur Messung einer Stromstärke anhand des durch den Strom mit dieser Stromstärke erzeugten Magnetfelds kann eine Wheatstone-Brücke (12) aus Widerständen (Rx, Ry) verwendet werden, die magnetfeldabhängig sind, insbesondere dem Riesenmagnetwiderstandseffekt unterliegen. Zur präzisen Auswertung sollte die Temperatur der Widerstände (RI, RY) bekannt sein. Hierzu wird die Stromstärke des über die Wheatstone-Brücke (12) fließenden Stroms (I) mit Hilfe eines Messwiderstands (RM) ermittelt, indem die daran anfallende Spannung (UM) gemessen wird. Aufgrund einer bekannten Abhängigkeit dieser Stromstärke von der Temperatur lässt sich auf die zu ermittelnde Stromstärke schließen.To measure a current based on the magnetic field generated by the current with this current, a Wheatstone bridge (12) of resistors (Rx, Ry) can be used, which are magnetic field dependent, in particular subject to the giant magnetoresistance effect. For precise evaluation, the temperature of the resistors (RI, RY) should be known. For this purpose, the current intensity of the current (I) flowing via the Wheatstone bridge (12) is determined with the aid of a measuring resistor (RM) by measuring the voltage (UM) occurring thereupon. Due to a known dependence of this current intensity on the temperature can be concluded on the current to be determined.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Messen einer Stromstärke nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Sie betrifft auch eine bei der erfindungsgemäßen Anordnung verwendete Schaltanordnung sowie ein Verfahren zum Messen einer Stromstärke, bei der diese Schaltanordnung verwendet wird.The The invention relates to an arrangement for measuring a current after The preamble of claim 1. It also relates to a the inventive arrangement used switching arrangement and a method for measuring a current at this switching arrangement is used.

Es ist bekannt, zum Messen einer Stromstärke eine Magnetfeldabhängigkeit eines Widerstands oder mehrerer Widerstände zu nutzen. Hierbei können insbesondere Widerstände eingesetzt werden, die dem Riesenmagnetwiderstandseffekt unterliegen. Man kann zumindest einen solchen Widerstand mit magnetfeldabhängigem Widerstandswert in einer Wheatstone-Brücke verwenden bzw. eine Wheatstone-Brücke ausschließlich aus solchen Widerständen zusammensetzen. Bekanntlich sind bei einer Wheatstone-Brücke ein erster und ein zweiter (Anschluss-)Punkt über zwei parallele Zweige mit je zwei Widerständen verbunden. Zwischen den Widerständen ist jeweils ein Abgriff bereitgestellt. Nun wird der erste Punkt mit einer Spannungsquelle gekoppelt, während der zweite Punkt mit einem Referenzpotential, typischerweise Masse, gekoppelt wird. Durch geeignete Mittel zum Messen wird der elektrische Potentialunterschied zwischen den zwei Abgriffen ermittelt. Typischerweise wird relativ zur Wheatstone-Brücke eine Leitung, die von dem Strom durchflossen werden soll, dessen Stromstärke zu messen ist, bereitgestellt derart, dass in definierter Weise der Strom die einzelnen Widerstände mit magnetfeldabhängigem Widerstandswert beeinflusst. Die Widerstände sind so gewählt und ihre Magnetfeldabhängigkeit ist gegebenenfalls auch so gewählt, dass sich die mit den Mitteln zum Messen ermittelte Differenz zwischen den elektrischen Potentialen an den beiden Abgriffen in definierter Weise zu der zu messenden Stromstärke ändert, so dass selbige aus dem gemessenen elektrischen Potentialunterschied ableitbar ist.It It is known to measure a current intensity, a magnetic field dependence of one or more resistors. This can in particular resistors are used, which are subject to the giant magnetoresistance effect. One can at least one such resistance with magnetic field dependent resistance in a Wheatstone bridge use or a Wheatstone bridge exclusively from put together such resistors. As is known, in a Wheatstone bridge, a first and a second (Connection) point over two parallel branches connected with two resistors. Between resistors a tap is provided in each case. Now the first point coupled with a voltage source, while the second point with a reference potential, typically ground, is coupled. By suitable means of measuring becomes the electrical potential difference determined between the two taps. Typically, it becomes relative to Wheatstone Bridge a line which is to be traversed by the current whose amperage is to be measured, provided such that in a defined manner the current the individual resistors with magnetic field dependent Resistance value influenced. The resistors are chosen and their magnetic field dependency is also chosen as appropriate that the difference, determined by means of measuring, between the electrical potentials at the two taps in defined Way to the measured current changes, so selbige out the measured electrical potential difference can be derived.

Gerade Widerstände, die dem Riesenmagnetwiderstandseffekt unterliegen, haben ein temperaturabhängiges Verhalten. Dadurch ist auch der gemessene elektrische Potentialunterschied nicht nur von der zu messenden Stromstärke, sondern auch von der Temperatur der Wheatstone-Brücke abhängig. Um die Stromstärke möglichst präzise anhand eines Kennfelds ermitteln zu können, wird die Temperatur bisher durch einen Temperatursensor gemessen. Die Widerstände, welche dem Riesenmagnetwiderstandseffekt unterliegen, werden typischerweise auf einer Leiterplatte platziert, und der Temperatursensor muss dann mit dieser Leiterplatte gekoppelt werden. Eine Leiterplatte ist ein thermisch schlechter Leiter, so dass der Temperatursensor die Temperatur der Widerstandselemente der Wheatstone-Brücke nicht präzise genug erfassen kann.Just resistors, which are subject to the giant magnetoresistance effect, have a temperature-dependent behavior. This is also the measured electrical potential difference not only of the measured current, but also of the temperature the Wheatstone Bridge dependent. To the current preferably precise Based on a map to be able to determine the temperature so far measured by a temperature sensor. The resistors, which the giant magnetoresistance effect are typically on placed on a circuit board, and the temperature sensor must then be coupled with this circuit board. A circuit board is a thermally bad conductor, so that the temperature sensor the Temperature of the resistance elements of the Wheatstone bridge is not precise can capture enough.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zum Messen einer Stromstärke nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 dahingehend weiterzuentwickeln, dass die Temperatur präzise berücksichtigt werden kann.It Object of the invention, an arrangement for measuring a current to to further develop the preamble of claim 1, that the temperature is accurate considered can be.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Anordnung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Patentanspruch 1 erweitert wird.The Task is solved by that the arrangement according to the preamble of claim 1 by the features of the characterizing part of claim 1 extended becomes.

Anders als bei bisherigen Konzepten wird der zweite Punkt nicht direkt mit Masse verbunden, sondern es wird ein Messwiderstand zwischengeschaltet. Nun werden Mittel zum Messen der über den Messwiderstand abfallenden Spannung oder der Stromstärke des über den Messwiderstand fließenden Stroms bereitgestellt. Typischerweise wird man die Spannung messen. Wählt man einen Messwiderstand mit einem nicht oder kaum temperaturabhängigen Widerstandswert, ergibt sich die Stromstärke aus Spannung und Widerstand gemäß dem Ohmschen Gesetz. Eine Auswerteeinheit empfängt nun die gemessenen Werte betreffend den elektrischen Potentialunterschied, z. B. empfängt sie die Messung zweier Einzelspannungen von jeweils einem Abgriff zu Masse und berechnet daraus den elektrischen Potentialunter schied. Die Auswerteeinheit empfängt zusätzlich das Messsignal der Mittel zum Messen, die dem Messwiderstand zugeordnet sind. Die Auswerteeinheit kann nun aus dem gemessenen elektrischen Potentialunterschied eine Stromstärke eines Stroms ableiten, der ein Magnetfeld erzeugt, das die Wheatstone-Brücke durchdringt, wenn zusätzlich die gemessene Spannung über den Messwiderstand bzw. die gemessene Stromstärke des durch die Wheatstone-Brücke fließenden Stroms berücksichtigt wird.Different as with previous concepts, the second point is not direct connected to ground, but it is a measuring resistor interposed. Now means for measuring the falling across the measuring resistor Voltage or amperage of the over flowing the measuring resistor Electricity provided. Typically, one will measure the voltage. You choose a measuring resistor with a resistance which is not or hardly temperature-dependent, the current results Voltage and resistance according to ohms Law. An evaluation unit now receives the measured values concerning the electric potential difference, e.g. B. receives them the measurement of two individual voltages of one tap each Mass and calculated from the electrical potential difference. The evaluation unit receives additionally the measuring signal of the measuring means associated with the measuring resistor are. The evaluation unit can now from the measured electrical Derive potential difference a current strength of a current, which creates a magnetic field, which is the Wheatstone bridge penetrates, if in addition the measured voltage over the measuring resistor or the measured current of the current flowing through the Wheatstone bridge is taken into account.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass der Strom durch die Wheatstone-Brücke, dessen Stromstärke gemessen wird oder aus der gemessenen Spannung ableitbar ist, von den Widerstandswerten der Widerstände aus der Wheatstone-Brücke abhängig ist, und dass diese Widerstandswerte linear von der Temperatur abhängen, wenn sie durch metallische Schichten bereitgestellt sind, wie dies z. B. bei Widerständen der Fall ist, die dem Riesenmagnetwiderstandseffekt unterliegen. Somit kann man aus der Stromstärke des über die Wheatstone-Brücke fließenden Stroms die Temperatur der Widerstände in der Wheatstone-Brücke ableiten. Bei bekannter Temperaturabhängigkeit des gemessenen elektrischen Potentialunterschieds lässt sich die durch die Anordnung zu messende Stromstärke aus einem Kennfeld, das die Abhängigkeit des elektrischen Potentialunterschieds von Stromstärke und Temperatur wiedergibt, ableiten.The The invention is based on the recognition that the current through the Wheatstone bridge whose amperage is measured or derivable from the measured voltage of depends on the resistance values of the resistors from the Wheatstone bridge, and that these resistance values depend linearly on the temperature, if they are provided by metallic layers, as z. B. in resistors the case subject to the giant magnetoresistance effect. Consequently you can get out of the current of the over the Wheatstone Bridge flowing Current derive the temperature of the resistors in the Wheatstone bridge. With known temperature dependence the measured electrical potential difference can be the current to be measured by the arrangement from a map, the the dependence the electric potential difference of current and Temperature reflects, derive.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung werden bevorzugt ein oder mehrere Widerstände verwendet, die dem Riesenmagnetwiderstandseffekt unterliegen. Bevorzugt unterliegen sämtliche Widerstände der Wheatstone-Brücke dem Riesenmagnetwiderstandseffekt. Wegen der starken Abhängigkeit des Widerstands vom Magnetfeld lässt sich die zu messende Stromstärke besonders empfindlich messen. Grundsätzlich sind aber auch andere Widerstände verwendbar, beispielsweise solche, die dem anisotropen magnetoresistiven Effekt (AMR-Effekt) unterliegen. Es genügt, wenn das Verhalten der Widerstände in Abhängigkeit von der Temperatur bekannt ist, damit aus der gemessenen bzw. aufgrund der Spannung ermittelten Stromstärke auf die Temperatur zurückgeschlossen werden kann.In the inventive arrangement who preferably one or more resistors, which are subject to the giant magnetoresistance effect. Preferably, all resistors of the Wheatstone bridge are subject to the giant magnetoresistance effect. Because of the strong dependence of the resistance on the magnetic field, the current to be measured can be measured very sensitively. In principle, however, other resistors can also be used, for example those which are subject to the anisotropic magnetoresistive effect (AMR effect). It suffices if the behavior of the resistors is known as a function of the temperature, so that it is possible to deduce the temperature from the measured or determined voltage based on the voltage.

Mathematisch lässt sich das System besonders einfach handhaben, wenn in der Wheatstone-Brücke Widerstände verwendet sind, die paarweise in verschiedenen Zweigen gleiche Widerstandswerte haben. Insbesondere sollte der erste, nach dem ersten Punkt angeordnete Widerstand des ersten Zweiges denselben Widerstandswert haben wie der zweite, vor dem zweiten Punkt angeordnete Widerstand, und gleichzeitig sollte der zweite Widerstand des ersten Zweiges, der dem zweiten Punkt benachbart ist, denselben Widerstandswert haben wie der erste Widerstand im zweiten Zweig, welcher näher am ersten Punkt liegt.Mathematically let yourself The system is particularly easy to handle when using resistors in the Wheatstone bridge are the pairs of resistance values in different branches to have. In particular, the first, after the first point arranged Resistor of the first branch have the same resistance value as the second, before the second point arranged resistance, and at the same time should the second resistance of the first branch, the second Point adjacent, have the same resistance value as the first one Resistance in the second branch, which is closer to the first point.

Wie bei Messwiderständen üblich, sollten diese möglichst keinen Einfluss auf die zu messende Größe haben. Dies ist dann der Fall, wenn der Messwiderstand einen Widerstandswert hat, der kleiner als ein Fünftel und bevorzugt als ein Zehntel, besonders bevorzugt als ein Zwanzigstel, möglicherweise sogar kleiner als ein Hundertstel des kleinsten Widerstandswerts der in der Wheatstone-Brücke verwendeten Widerstände ist (also kleiner als der Widerstandswert desjenigen Widerstands ist, dessen Widerstandswert in der Wheatstone-Brücke am Kleinsten ist). Diese Definition bezieht auf die Widerstandswerte, die in Abwesenheit eines Magnetfelds (außer dem Erdmagnetfeld) gelten und gemessen werden können.As usual for measuring resistors, these should preferably have no influence on the size to be measured. This is the one Case when the measuring resistor has a resistance value less than a fifth and preferably as a tenth, more preferably as a twentieth, maybe even less than a hundredth of the smallest resistance value in the Wheatstone Bridge used resistors is less than the resistance of that resistor whose resistance value is smallest in the Wheatstone bridge). These Definition refers to the resistance values in the absence a magnetic field (except the Geomagnetic field) and can be measured.

In der erfindungsgemäßen Anordnung wird eine neue Schaltanordnung verwendet, und zwar weist diese eine Wheatstone-Brücke auf, bei der ein erster und ein zweiter Punkt über zwei parallele Zweige mit je zwei Widerständen verbunden sind, wobei zwischen den Widerständen ein Abgriff bereitgestellt ist. Zumindest ein Widerstand und bevorzugt jeder Widerstand unterliegt dem Riesenmagnetwiderstandseffekt. Um eine Messung der Stromstärke des über die beiden Zweige fließenden Stroms und damit einen Rückschluss auf die Temperatur der Widerstände zu ermöglichen, wird ein weiterer Widerstand zwischen dem zweiten Punkt und einem Anschluss bereitgestellt. Typischerweise wird dieser Anschluss mit Masse gekoppelt, es kann sich jedoch auch um den Anschluss handeln, an den ein Potential angelegt wird. Der erste Punkt kann direkt als Anschluss bereitgestellt sein oder mit einem Anschluss gekoppelt sein, ohne dass ein Widerstand bereitgestellt sein muss.In the inventive arrangement a new switching arrangement is used, and this has one Wheatstone Bridge on, with a first and a second point over two parallel branches with two resistors each are connected, wherein between the resistors a tap is provided. At least one resistor and preferably each resistor is subject the giant magnetoresistance effect. To measure the amperage over the two branches flowing Electricity and thus a conclusion on the temperature of the resistors to enable will be another resistance between the second point and one Connection provided. Typically this connection will be with Ground coupled, but it can also be the connection, to which a potential is applied. The first point can be direct be provided as a port or coupled to a port be without a resistance must be provided.

Die Schaltanordnung kann auf einer Leiterplatte oder einem Chip bereitgestellt sein.The Switching arrangement may be provided on a printed circuit board or a chip be.

Der weitere Widerstand sollte einen gegenüber den übrigen Widerständen vernachlässigbaren Widerstandswert haben.Of the more resistance should be compared to the other resistors negligible resistance value to have.

Die Schaltanordnung wird in einem Verfahren zum Messen einer Stromstärke eingesetzt. Hierzu wird sie zunächst mit einer Leitung gekoppelt, die von dem Strom, dessen Stromstärke zu messen ist, durchflossen werden soll. Besagte Leitung kann direkt an eine Leiterplatte gekoppelt sein oder auf dieser angebracht sein, auf der die Schaltanordnung bereitgestellt ist. Das Koppeln in definierter Weise impliziert, dass eine eindeutige Beziehung zwischen dem Unterschied der Potentiale an den beiden Abgriffen zur Stromstärke bei vorbestimmter Temperatur ableitbar ist. Die Differenz der elektrischen Potentiale an den beiden Abgriffen wird nach Anlegen eines elektrischen Potentials an den ersten Punkt gemessen. Zudem wird die Stromstärke des über den weiteren Widerstand fließenden Stroms gemessen, oder auch die über den weiteren Widerstand abfallende Spannung und daraus auf den über diesen fließenden Strom zurückgeschlossen. Dann wird die zu messende Stromstärke, also die Stromstärke des durch die oben genannte Leitung fließenden Stroms aus der gemessenen Potentialdifferenz abgeleitet, und zwar unter Berücksichtigung der gemessenen Stromstärke des Stroms über den weiteren Widerstand bzw. der gemessenen Spannung.The Switching arrangement is used in a method for measuring a current. She will do this first coupled with a line that measures the current whose current is flowing is to flow through. Said line can directly to one Be attached to or attached to the printed circuit board the switching arrangement is provided. The coupling in defined Way implies that a unique relationship between the difference the potentials at the two taps to the current strength predetermined temperature can be derived. The difference of the electrical Potentials at the two taps is after applying an electric Potentials measured at the first point. In addition, the current of the over the other Resistance flowing Electricity measured, or even over the voltage dropping down the further resistance and from there to the over this flowing Electricity closed. Then the current to be measured, so the current through the above line is flowing Current derived from the measured potential difference, namely considering the measured current of electricity the further resistance or the measured voltage.

Das Berücksichtigen dieser Messgrößen kann insbesondere dahingehend erfolgen, dass aus der Stromstärke des über den weiteren Widerstand fließenden Stroms bzw. der gemessenen Spannung die Temperatur der Widerstände abgeleitet wird, und dann wird eine Temperaturabhängigkeit der elektrischen Potentialdifferenz berücksichtigt.The Consider these measurands can in particular to the effect that from the current of the over the other Resistance flowing Current or the measured voltage derived the temperature of the resistors becomes, and then a temperature dependence of the electric potential difference considered.

Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung oder mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben, wobei 1 die bei der Erfindung verwendete Schaltanordnung veranschaulicht.Hereinafter, a preferred embodiment of the invention or with reference to the drawing will be described, wherein 1 illustrates the switching arrangement used in the invention.

Herzstück einer in 1 gezeigten Schaltanordnung 10 ist eine Wheatstone-Brücke 12. Bei einer Wheatstone-Brücke sind ein erster Punkt P1 und ein zweiter Punkt P2 über zwei parallele Zweige miteinander gekoppelt. Im ersten parallelen Zweig folgt dem Punkt P1 ein Widerstand mit dem Widerstandswert Rx, ein Abgriff A1 und dann ein Widerstand mit dem Widerstandswert Ry. Im zweiten Zweig ist die Reihenfolge genau umgekehrt: Zunächst folgt ein Widerstand mit dem Widerstandswert Ry dann ein Abgriff A2, und dann ein Widerstand mit dem Widerstandswert Rx. Sämtliche Widerstände sollen dem Riesenmagnetwiderstandseffekt unterliegen. Dies bedeutet, dass ein Magnetfeld die angegebenen Widerstandswerte, die im Falle der Abwesenheit eines Magnetfelds gelten, stark ändert. Eine Leitung, durch die ein Strom fließt, dessen Stromstärke gemessen werden soll, ist in definierter Weise mit der Schaltanordnung 10 gekoppelt, ohne in elektrischer Verbindung mit dieser zu stehen. Die Kopplung soll dergestalt sein, dass das Magnetfeld, das der Strom in der Leitung erzeugt, in definierter Weise die Widerstandswerte ändert. Die Leitung soll so gelegt sein, dass sich die Widerstände Rx in gleicher Weise verhalten, aber in anderer Weise als die Widerstände Ry, welche sich untereinander jedoch ebenfalls in gleicher Weise verhalten sollen. Am ersten Punkt P1 wird ein Potential VDD angelegt. Der zweite Punkt P2 wird mit Masse gekoppelt. Daher fließt ein Strom I. Nun lässt sich am Abgriff A1 die Spannung U1 gegenüber Masse messen und am Abgriff A2 die Spannung U2 gegenüber Masse ebenfalls messen und daraus die Potentialdifferenz ΔU = U1 – U2 ableiten. Die Potentialdifferenz ΔU hängt nun direkt von der Stromstärke des zu messenden Stroms in der in 1 nicht gezeigten Leitung ab. Der Punkt P2 ist nun nicht direkt mit Masse gekoppelt, sondern über einen Widerstand RM. Dieser Widerstand RM fungiert als Messwiderstand. Der Strom durch die Brücke ergibt sich bei näherungsweise symmetrischen Elementen nun zu:

Figure 00070001
Wird der Widerstand RM deutlich kleiner als Rx und Rv gewählt, gilt näherungsweise
Figure 00070002
At the heart of a 1 shown switching arrangement 10 is a wheatstone bridge 12 , In a Wheatstone bridge, a first point P1 and a second point P2 are coupled together via two parallel branches. In the first parallel branch, the point P1 is followed by a resistor with the resistance value R x , a tap A1 and then a resistor with the resistance R y . In the second branch, the order is exactly the opposite: First, a resistor with the resistance R y then follows a tap A2, and then a resistor with the resistance R x . All resistors should be subject to the giant magnetoresistance effect. This means that a magnetic field changes the specified resistance values, which apply in the absence of a magnetic field. A line through which a current flows whose current is to be measured is in a defined manner with the switching arrangement 10 coupled without being in electrical connection with this. The coupling should be such that the magnetic field generated by the current in the line changes the resistance values in a defined manner. The line should be placed so that the resistors R x behave in the same way, but in a different way than the resistors R y , which should, however, also behave in the same way with each other. At the first point P1, a potential V DD is applied. The second point P2 is coupled to ground. Therefore, a current flows I. Now can measure the voltage U 1 to ground at tap A1 and measure the voltage U 2 to ground also at tap A2 and derive therefrom the potential difference .DELTA.U = U 1 - U 2 . The potential difference ΔU now depends directly on the current intensity of the current to be measured in 1 not shown line. The point P2 is now not directly coupled to ground, but via a resistor R M. This resistor R M acts as a measuring resistor. The current through the bridge now results in approximately symmetrical elements to:
Figure 00070001
If the resistance R M is chosen to be significantly smaller than R x and R v , then approximately
Figure 00070002

Nun wird mit Hilfe eines Spannungsmessgeräts 14 die an dem Widerstand RM abfallende Spannung UM gemessen. Es gilt UM = I·RM. Somit lässt sich I ermitteln als

Figure 00070003
Aus dem elektrischen Potentialunterschied ΔU lässt sich nun wie erwähnt die zu messende Stromstärke in der in 1 nicht gezeigten Leitung ableiten. Die elektrische Potentialdifferenz ΔU ist jedoch empfindlich von der Temperatur abhängig, weil die einzelnen Widerstände Rx und Ry empfindlich von der Temperatur abhängig sind. Das Messen von I dient nun zur Ermittlung der Temperatur. Es gilt nämlich
Figure 00070004
und
Figure 00070005
wobei c1 und c2 Konstanten sind.Now with the help of a voltmeter 14 the voltage drop across the resistor R M voltage U M measured. We have U M = I · R M. Thus, I can be determined as
Figure 00070003
From the electrical potential difference .DELTA.U can now be as mentioned, the current to be measured in the in 1 Derive line not shown. However, the electrical potential difference ΔU is sensitive to the temperature, because the individual resistors R x and R y are sensitive to the temperature. Measuring I now serves to determine the temperature. It is true
Figure 00070004
and
Figure 00070005
where c 1 and c 2 are constants.

Somit ist I(T) umgekehrt proportional zur Größe (a + (c1 + c2)T), wobei a eine Konstante ist. Es lässt sich somit aus den bekannten Größen die Temperatur aufgrund des anhand von UM bei bekanntem, nicht temperaturabhängigen RM ermittelten I ableiten. Hat man nun ein Kennfeld von ΔU in Abhängigkeit von der Temperatur T der Wheatstone-Brücke 12 einerseits und der zu messenden Stromstärke andererseits, lässt sich letztere ableiten, und dies ist das nunmehr erreichte Ziel.Thus, I (T) is inversely proportional to the quantity (a + (c 1 + c 2 ) T), where a is a constant. It is thus possible to derive the temperature from the known quantities on the basis of the I determined using U M for known non-temperature-dependent R M. Now you have a map of ΔU as a function of the temperature T of the Wheatstone bridge 12 On the one hand, and the current to be measured on the other hand, the latter can be derived, and this is the goal now achieved.

Claims (8)

Anordnung zum Messen einer Stromstärke, mit einer Wheatstone-Brücke (12), bei der ein erster Punkt (P1) und ein zweiter Punkt (P2) über zwei parallele Zweige mit je zwei Widerständen (Rx, Ry) verbunden sind, wobei zwischen den Widerständen (Rx, Ry) je ein Abgriff (A1, A2) bereitgestellt ist, und wobei zumindest ein Widerstand (Rx, Ry) einen mangnetfeldabhängigen Widerstandswert hat, mit einer Spannungsquelle (VDD), die mit dem ersten Punkt (P1) gekoppelt ist, und mit Mitteln zum Messen des elektrischen Potentialunterschieds zwischen den zwei Abgriffen (A1, A2), gekennzeichnet durch einen Messwiderstand (RM) zwischen dem zweiten Punkt (P2) und einem Masseanschluss und durch Mittel (14) zum Messen der über den Messwiderstand (RM) abfallenden Spannung (UM) oder der Stromstärke (I) des über den Messwiderstand (RM) fließenden Stroms, und durch eine Auswerteeinheit, welche dazu ausgelegt ist, aus dem gemessenen elektrischen Potentialunterschied und der gemessenen Spannung bzw. der gemessenen Stromstärke eine Stromstärke eines Stroms abzuleiten, der ein Magnetfeld erzeugt, das die Wheatstone-Brücke durchdringt.Arrangement for measuring a current intensity, with a Wheatstone bridge ( 12 ), in which a first point (P1) and a second point (P2) via two parallel branches with two resistors (R x , R y ) are connected, wherein between the resistors (R x , R y ) per one tap ( A1, A2), and wherein at least one resistor (R x , R y ) has a mangnetfeldabhängigen resistance, with a voltage source (V DD ), which is coupled to the first point (P1), and means for measuring the electrical Potential difference between the two taps (A1, A2), characterized by a measuring resistor (R M ) between the second point (P2) and a ground terminal and by means ( 14 ) Falling for measuring (via the sensing resistor R M) voltage (U M) or the current intensity (I) of the over the measurement resistor (R M) flowing current, and by an evaluation unit, which is adapted from the measured electrical potential difference and deriving the measured voltage or the measured current intensity of a current that generates a magnetic field, which penetrates the Wheatstone bridge. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Wheatstone-Brücke (12) Widerstände (Rx, Ry) verwendet sind, die dem Riesenmagnetwiderstandseffekt unterliegen.Arrangement according to claim 1, characterized in that in the Wheatstone bridge ( 12 ) Resistors (R x , R y ) are used, which are subject to the giant magnetoresistance effect. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass in der Wheatstone-Brücke Widerstände (Rx, Ry) verwendet sind, die paarweise in verschiedenen Zweigen gleiche Widerstandswerte haben.Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that in the Wheatstone bridge resistors (R x , R y ) are used, which have in pairs in different branches equal resistance values. Anordnung nach einem vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Messwiderstand (RM) einen Widerstandswert hat, der kleiner als ein Fünftel, bevorzugt als ein Zehntel und besonders bevorzugt als ein Zwanzigstel des kleinsten Widerstandswerts der in der Wheatstone-Brücke verwendeten Widerstände (Rx, Ry) ist.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring resistor (R M ) has a resistance which is less than one fifth, preferably one tenth, and more preferably one twentieth of the smallest resistance of the resistors used in the Wheatstone bridge (R x , R y ) is. Schaltanordnung (10) mit einer Wheatstone-Brücke (12), bei der ein erster Punkt (P1) und ein zweiter Punkt (P2) über zwei parallele Zweige mit je zwei Widerständen (Rx, Ry) verbunden sind, wobei zwischen den Widerständen (Rx, RY) ein Abgriff (A1, A2) bereitgestellt ist, und wobei zumindest ein Widerstand (Rx, Ry) dem Riesenmagnetwiderstandseffekt unterliegt, gekennzeichnet durch einen weiteren Widerstand (RM) zwischen dem zweiten Punkt (P) und einem Anschlusspunkt.Switching arrangement ( 10 ) with a Wheatstone bridge ( 12 ), in which a first point (P1) and a second point (P2) via two parallel branches with two resistors (R x , R y ) are connected, wherein between the resistors (R x , R Y ) is a tap (A1 , A2) is provided, and wherein at least (a resistance R x, R y) is subject to the giant magnetoresistance effect, characterized by a further resistor (R M) (P between the second point) and a connection point. Schaltanordnung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Widerstand (RM) einen Widerstandswert hat, der kleiner als ein Fünftel, bevorzugt als ein Zehntel und besonders bevorzugt als ein Zwanzigstel des kleinsten Widerstandswerts der in der Wheatstone-Brücke verwendeten Widerstände (Rx, Ry) ist.Switching arrangement ( 10 ) according to claim 5, characterized in that the further resistor (R M ) has a resistance which is less than one fifth, preferably one tenth and more preferably one twentieth of the smallest resistance of the resistors (R x , R y ) is. Verfahren zum Messen einer Stromstärke mit den Schritten: – Koppeln einer von dem Strom mit der zu messenden Stromstärke durchflossenen Leitung in definierter Weise mit einer Schaltanordnung (10) nach Anspruch 5 oder 6, – Anlegen eines elektrischen Potentials (VDD) an den ersten Punkt (P1), – Messen der Differenz (ΔU) der elektrischen Potentiale an den beiden Abgriffen (A1, A2), – Messen der Stromstärke des über den weiteren Widerstand (RM) fließenden Stroms oder der über den weiteren Widerstand (RM) abfallende Spannung (UM), – Ableiten der zu messenden Stromstärke aus der gemessenen Potentialdifferenz unter Berücksichtigung der gemessenen Stromstärke des über den weiteren Widerstand fließenden Stroms bzw. der gemessenen Spannung.Method for measuring a current intensity comprising the steps of: coupling a line through which the current flows with the current to be measured in a defined manner with a switching arrangement ( 10 ) according to claim 5 or 6, - applying an electrical potential (V DD ) to the first point (P1), - measuring the difference (ΔU) of the electrical potentials at the two taps (A1, A2), - measuring the current of the over the further resistance (R M ) flowing current or the voltage dropping across the further resistor (R M ) (UM), - deriving the current to be measured from the measured potential difference taking into account the measured current strength of the current flowing through the further resistor or the measured voltage. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der Widerstände (Rx, Ry) aus der Stromstärke des über den weiteren Widerstand (RM) fließenden Stroms bzw. der gemessenen Spannung (UM) abgeleitet wird und eine Temperaturabhängigkeit der elektrischen Potentialdifferenz berücksichtigt wird.A method according to claim 7, characterized in that the temperature of the resistors (R x , R y ) from the current of the current flowing through the further resistor (R M ) current or the measured voltage (U M ) is derived and a temperature dependence of the electrical Potential difference is taken into account.
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