DE102012224099A1 - Method for calibrating a current sensor - Google Patents

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Jörg Eckrich
Klaus Rink
Wolfgang Jöckel
Martin Haverkamp
Jens Herchenröder
Torsten Martin
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren eines Stromsensors (2), der eingerichtet ist, einen Strom (6) zu messen, umfassend: – Anlegen (32) eines Heizstromes (6) an den Stromsensor (2), – Messen (16) einer Temperatur (18), die sich aufgrund einer durch den Heizstrom (6) verursachten Verlustleistung am Stromsensor (2) einstellt, und – Kalibrieren (14) des Stromsensors (2) bei der gemessenen Temperatur (18).The invention relates to a method for calibrating a current sensor (2) which is set up to measure a current (6), comprising: - applying (32) a heating current (6) to the current sensor (2), - measuring (16) a Temperature (18) which is set at the current sensor (2) due to a power loss caused by the heating current (6), and - calibration (14) of the current sensor (2) at the measured temperature (18).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren eines Stromsensors, ein Verfahren zum Messen eines Stromes und eine Steuervorrichtung zur Durchführung der Verfahren.The invention relates to a method for calibrating a current sensor, a method for measuring a current and a control device for carrying out the method.

Zur Durchführung von Messungen eines von einer elektrischen Energiequelle an einen elektrischen Verbraucher abgegebenen elektrischen Stromes in einem Kraftfahrzeug können in Reihe zwischen die elektrische Energiequelle und den elektrischen Verbraucher ein Stromsensor geschaltet werden. Ein derartiger Stromsensor ist beispielsweise aus der DE 10 2011 078 548 A1 bekannt.To carry out measurements of an electric current delivered by an electrical energy source to an electrical consumer in a motor vehicle, a current sensor can be connected in series between the electrical energy source and the electrical consumers. Such a current sensor is for example from the DE 10 2011 078 548 A1 known.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung diese Schaltung der Stromsensoren in Reihe zwischen Energiequelle und Verbraucher zu verbessern.It is an object of the present invention to improve this circuit of the current sensors in series between the power source and consumer.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.The object is solved by the features of the independent claims. Preferred developments are the subject of the dependent claims.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Kalibrieren eines Stromsensors, der eingerichtet ist, einen Strom zu messen, die Schritte:

  • – Anlegen eines Heizstromes an den Stromsensor,
  • – Messen einer Temperatur, die sich aufgrund einer durch den Heizstrom verursachten Verlustleistung am Stromsensor einstellt, und
  • – Kalibrieren des Stromsensors bei der gemessenen Temperatur.
According to one aspect of the invention, a method of calibrating a current sensor configured to measure a current comprises the steps of:
  • Applying a heating current to the current sensor,
  • Measuring a temperature which adjusts to the current sensor due to a power dissipation caused by the heating current, and
  • - Calibrating the current sensor at the measured temperature.

Dem angegebenen Stromsensor liegt die Überlegung zugrunde, dass die Messung des Stromes temperaturabhängig ist, was gerade in Anwendungsbereichen mit stark schwankenden Umgebungstemperaturen, wie beispielsweise im Automobilbereich, einen nicht zu unterschätzenden, das Messergebnis verfälschenden Einfluss auf den Stromsensor hat. Dem angegebenen Stromsensor liegt weiter die Überlegung zugrunde, dass dieser Einfluss gerade bei besonders kostengünstigen Stromsensoren, bei denen das Messergebnis in Abhängigkeit der Temperatur sehr stark schwankt, durch eine Kennlinie ausgeglichen werden könnte, in der ein von Temperaturfehlern befreiter Strom dem mit dem kostengünstigen Stromsensor erfassten Strom gegenübergestellt ist. Auf diese Weise könnte ein mit dem kostengünstigen Stromsensor erfasster Stromwert immer einem präzisen Stromwert zugeordnet werden.The current sensor specified is based on the consideration that the measurement of the current is temperature-dependent, which has an influence on the current sensor, which should not be underestimated and which adversely affects the measurement result, especially in applications with strongly fluctuating ambient temperatures. The specified current sensor is further based on the consideration that this influence could be compensated for precisely in particularly inexpensive current sensors, in which the measurement varies greatly depending on the temperature, by a characteristic in which freed from temperature errors current detected with the cost-effective current sensor Electricity is faced. In this way, a current value detected with the inexpensive current sensor could always be associated with a precise current value.

Dazu müsste jedoch im Vorfeld der Messung diese temperaturabhängige Kennlinie bestimmt werden. Im Rahmen des angegebenen Stromsensors wird dabei erkannt, dass dazu die zuvor genannte Kennlinie bei verschiedenen Umgebungstemperaturen des Stromsensors aufgezeichnet werden müsste. Der dazu notwendige Aufwand zur Erzeugung der Umgebungstemperatur des Stromsensors ist jedoch nicht unerheblich.However, this temperature-dependent characteristic curve would have to be determined in advance of the measurement. In the context of the specified current sensor is thereby recognized that for this purpose, the aforementioned characteristic would have to be recorded at different ambient temperatures of the current sensor. However, the effort required to generate the ambient temperature of the current sensor is not negligible.

Um diesen Aufwand zu reduzieren, wird um Rahmen des angegebenen Stromsensors vorgeschlagen, die Verlustleistung, die der Stromsensor bei der Stromaufnahme des zu messenden Stromes ohnehin erzeugt, zur Erzeugung der Umgebungstemperatur zu verwenden. Dieser Ausführung liegt die Überlegung zugrunde, dass sich die Umgebungstemperatur um den Stromsensor nicht schlagartig ändern kann. Demgebenüber kann die Aufzeichnung der oben genannten Kennlinie vergleichsweise schnell erfolgen, so dass sich der Stromsensor bei einer einmal über die Verlustleistung eingestellten Umgebungstemperatur zuverlässig in diesem Temperaturbereich kalibrieren lässt, ohne dass eine externe Wärmequelle zur Simulation des für die Kalibrierung notwendigen Temperaturbereichs benötigt wird.To reduce this effort, it is proposed to frame the specified current sensor to use the power loss, which generates the current sensor anyway in the current consumption of the current to be measured, to generate the ambient temperature. This embodiment is based on the consideration that the ambient temperature around the current sensor can not change abruptly. On the other hand, the recording of the abovementioned characteristic curve can take place comparatively quickly, so that the current sensor can be reliably calibrated in this temperature range at an ambient temperature once set via the power loss, without the need for an external heat source for simulating the temperature range necessary for the calibration.

In einer Weiterbildung des Verfahrens wird der Stromsensor kalibriert, wenn eine Schwankung der gemessenen Temperatur einen vorbestimmten Wert unterschreitet, so dass die Kalibrierung des Stromsensors zumindest im Rahmen eines quasistationären, wenn nicht sogar im Rahmen eines stationären Temperaturzustandes des Stromsensors erfolgt.In a development of the method, the current sensor is calibrated when a fluctuation of the measured temperature falls below a predetermined value, so that the calibration of the current sensor takes place at least in the context of a quasi-stationary, if not even in the context of a stationary temperature state of the current sensor.

In einer anderen Weiterbildung umfasst das angegebene Verfahren die Schritte

  • – Anlegen eines weiteren Heizstromes an den Stromsensor nach der Kalibrierung des Stromsensors, der größer ist als der erste Heizstrom,
  • – Messen einer Temperatur, die sich aufgrund einer durch den weiteren Heizstrom verursachten Verlustleistung am Stromsensor einstellt, und
  • – Kalibrieren des Stromsensors bei der gemessenen Temperatur.
In another development, the specified method comprises the steps
  • Applying a further heating current to the current sensor after the calibration of the current sensor, which is greater than the first heating current,
  • - Measuring a temperature which is due to a caused by the further heating current power loss on the current sensor, and
  • - Calibrating the current sensor at the measured temperature.

Der Weiterbildung liegt die Überlegung zugrunde, dass es vergleichsweise einfach ist, den Stromsensor basierend auf der Verlustleistung des an den Stromsensor angelegten Heizstromes zu erwärmen. Das Abkühlen des Stromsensors ist jedoch nicht ohne weiteres oder nur unter erhöhtem Zeitaufwand möglich. Daher sollte die Kalibrierung des Stromsensors bei der geringsten für die Kalibrierung zu berücksichtigenden Temperatur gestartet und dann sukzessive erhöht werden, da sich der Stromsensor durch die Verlustleistung rasch erwärmen lässt.The further development is based on the consideration that it is comparatively easy to heat the current sensor based on the power loss of the heating current applied to the current sensor. The cooling of the current sensor is not readily possible or only with increased expenditure of time. Therefore, the calibration of the current sensor should be started at the lowest temperature to be considered for the calibration and then increased successively, since the power sensor can heat up quickly due to the power loss.

In einer noch anderen Weiterbildung des angegeben Verfahrens wird für den Heizstrom ein Wert gewählt, bei dem sich am Stromsensor eine vorbestimmte Temperatur einstellt. Der Heizstrom kann dabei basierend auf der vorbestimmten Temperatur über eine Steuerung oder über eine Regelung eingestellt werden, bei der der Heizstrom basierend auf einem Soll-/Istwertvergleich der am Stromsensor messbaren Temperatur eingestellt wird.In yet another development of the specified method, a value is selected for the heating current, in which a current at the current sensor set predetermined temperature. The heating current can be adjusted based on the predetermined temperature via a controller or via a control in which the heating current is set based on a setpoint / actual value comparison of the temperature measurable at the current sensor.

In einer besonderen Weiterbildung weist der Stromsensor einen basierend auf einem Steuersignal einstellbaren Innenwiderstand auf, der basierend auf dem Steuersignal derart eingestellt wird, dass ein durch den zu messenden Strom hervorgerufener Spannungsabfall konstant bleibt, so dass das Steuersignal vom zu messenden Strom abhängig ist. Ein derartiger Stromsensor ist besonders günstig bei der Kalibrierung, weil die einzelnen Strom-Steuersignal-Kennlinien (nicht die oben genannten Kalbibrierungskennlinien), linear vom Innenwiderstand abhängig sind. Der eingestellte Innenwiderstand bestimmt lediglich den maximal messbaren Strom, der mit einem steigenden Innenwiderstand immer kleiner wird. Dies kann zur Kalibrierung des Stromsensors im Rahmen des angegebenen Verfahrens genutzt werden, um eine gleiche Verlustleistungsaufnahme bei einem hohen Innenwiderstand des zuvor genannten Stromsensors schon mit niedrigen Heizströmen zu realisieren. Der variable und über das Steuersignal einstellbare Innenwiderstand kann beispielsweise ein Feldeffekttransistor sein.In a particular development, the current sensor has an internal resistance which can be set based on a control signal and is adjusted based on the control signal such that a voltage drop caused by the current to be measured remains constant, so that the control signal is dependent on the current to be measured. Such a current sensor is particularly favorable in the calibration, because the individual current control signal characteristics (not the Kalbibrierungskennlinien mentioned above) are linearly dependent on the internal resistance. The set internal resistance only determines the maximum measurable current, which becomes smaller and smaller with increasing internal resistance. This can be used to calibrate the current sensor in the context of the specified method, in order to realize an equal power dissipation at a high internal resistance of the aforementioned current sensor even with low heating currents. The variable and adjustable via the control signal internal resistance may be, for example, a field effect transistor.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Messen eines Stromes basierend auf einem Stromsensor die Schritte:

  • – Kalibrieren des Stromsensors mit einem angegebenen Verfahren, und
  • – Messen des Stromes mit dem kalibrierten Stromsensor.
According to another aspect of the invention, a method of measuring a current based on a current sensor comprises the steps of:
  • - Calibrating the current sensor with a specified method, and
  • - Measuring the current with the calibrated current sensor.

In einer Weiterbildung umfasst das angegebene Verfahren die Schritte:

  • – Bestimmen eines Drifts des Stromsensors basierend auf einer Referenzstromquelle und
  • – Korrigieren des gemessenen Stroms basierend auf dem bestimmten Drift.
In a further development, the specified method comprises the steps:
  • Determining a drift of the current sensor based on a reference current source and
  • Correct the measured current based on the determined drift.

Dieser Weitebildung liegt die Überlegung zugrunde, dass sich ein Messwertwert für den gemessenen Strom im Falle eines lebensdauerbedingten Drifts des Stromsensors immer weiter von einem an sich wertgleichen Referenzwert wegbewegen würde. Ist dem Stromsensor dieser Referenzwert jedoch bekannt, so könnte er basierend auf diesem Referenzwert die lebensdauerbedingte Drift korrigieren. Dies wird im Rahmen des angegebenen Verfahrens durch das Einführen der Referenzstromquelle in den Stromsensor erreicht, die damit den Referenzwert für den Stromsensor bereitstellt.This development is based on the consideration that a measured value for the measured current in the case of a life-related drift of the current sensor would move away from a reference value of equal value. However, if the current sensor is aware of this reference value, it could correct the lifetime drift based on this reference value. This is achieved in the context of the specified method by introducing the reference current source into the current sensor, which thus provides the reference value for the current sensor.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Steuervorrichtung eingerichtet, ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.According to a further aspect of the invention, a control device is set up to carry out a method according to one of the preceding claims.

In einer Weiterbildung der angegebenen Steuervorrichtung weist die angegebene Vorrichtung einen Speicher und einen Prozessor auf. Dabei ist das angegebene Verfahren in Form eines Computerprogramms in dem Speicher hinterlegt und der Prozessor zur Ausführung des Verfahrens vorgesehen, wenn das Computerprogramm aus dem Speicher in den Prozessor geladen ist.In a development of the specified control device, the specified device has a memory and a processor. The specified method is stored in the form of a computer program in the memory and the processor is provided for carrying out the method when the computer program is loaded from the memory into the processor.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Computerprogramm Programmcodemittel, um alle Schritte eines der angegebenen Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer der angegebenen Vorrichtungen ausgeführt wird.According to a further aspect of the invention, a computer program comprises program code means for performing all the steps of one of the specified methods when the computer program is executed on a computer or one of the specified devices.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält ein Computerprogrammprodukt einen Programmcode, der auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert ist und der, wenn er auf einer Datenverarbeitungseinrichtung ausgeführt wird, eines der angegebenen Verfahren durchführt.According to another aspect of the invention, a computer program product includes program code stored on a computer-readable medium and, when executed on a data processing device, performs one of the specified methods.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung umfasst ein Stromsensor eine angegebene Steuervorrichtung.According to another aspect of the invention, a current sensor comprises a specified controller.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung umfasst ein Fahrzeug eine angegebene Steuervorrichtung.According to another aspect of the invention, a vehicle includes a specified controller.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden, wobei:The above-described characteristics, features and advantages of this invention, as well as the manner in which they are achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the exemplary embodiments, which are explained in more detail in conjunction with the drawings, in which:

1 ein Prinzipschaltbild einer Schaltung zur Kalibrierung eines Stromsensors; und 1 a schematic diagram of a circuit for calibrating a current sensor; and

2 ein Prinzipschaltbild einer Schaltung zur Durchführung einer Messung mit dem Stromsensor der 1 zeigen. 2 a schematic diagram of a circuit for performing a measurement with the current sensor of 1 demonstrate.

In den Figuren werden gleiche technische Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen und nur einmal beschrieben.In the figures, the same technical elements are provided with the same reference numerals and described only once.

Es wird auf 1 Bezug genommen, die ein Prinzipschaltbild einer Schaltung zur Kalibrierung eines Stromsensors 2 zeigt.It will open 1 Reference is made to a schematic diagram of a circuit for calibrating a current sensor 2 shows.

Zur Kalibrierung ist der Stromsensor 2 an eine steuerbare Stromquelle 4 angeschlossen, die einen Strom 6 an den Stromsensor 2 ausgibt. In Reihe zwischen die Stromquelle 4 und den Stromsensor 2 ist in der vorliegenden Ausführung ein Referenzsensor 8 geschalten. Der Stromsensor 2 gibt dabei ein Strommesssignal 10 basierend auf dem Strom 6 aus, während der Referenzsensor 8 ein Referenzstromsignal 12 ausgibt.For calibration, the current sensor 2 to a controllable power source 4 connected to a stream 6 to the current sensor 2 outputs. In row between the power source 4 and the current sensor 2 is a reference sensor in the present embodiment 8th switched. The current sensor 2 gives a current measurement signal 10 based on the stream 6 off while the reference sensor 8th a reference current signal 12 outputs.

Das Referenzstromsignal 12 und das Strommesssignal 10 können einem Kennlinienschreiber 14 zugeführt werden, der aus beiden Signalen 10, 12 eine Kennlinie schreibt, in der die Werte des Referenzstromsignal 12 über die Werte des Strommesssignals 10 aufgetragen sind. Gibt der Stromsensor 10 damit das Strommesssignal 10 aus, so kann über die geschriebene Kennlinie des Kennlinienschreibers 14 nachgesehen werden, wie das analoge Referenzstromsignal 12 aussieht.The reference current signal 12 and the current measurement signal 10 can be a characteristic writer 14 be supplied, consisting of two signals 10 . 12 a characteristic writes in which the values of the reference current signal 12 via the values of the current measuring signal 10 are applied. Gives the current sensor 10 so that the current measurement signal 10 off, so can over the written characteristic of the characteristic writer 14 be looked at, such as the analog reference current signal 12 looks.

Dieser Sachverhalt kann genutzt werden, um mit einem vergleichsweise niederwertigen Stromsensor 2 die hohe Messqualität eines vergleichsweise hochwertigen Referenzsensors 8 zu simulieren, in dem im Rahmen jeder Messung basierend auf der geschriebenen Kennlinie nachgesehen wird, welches Referenzstromsignal 12 der Referenzsensor 8 im Falle eines real erfassten Strommesssignal 10 aus dem Stromsensor 2 ausgeben würde.This situation can be exploited to deal with a comparatively low-level current sensor 2 the high measuring quality of a comparatively high-quality reference sensor 8th simulating, within each measurement based on the written characteristic curve, which reference current signal 12 the reference sensor 8th in the case of a real measured current measurement signal 10 from the current sensor 2 would spend.

Dazu muss jedoch erst die Kennlinie mit dem Kennlinienschreiber 14 geschrieben werden. Diese wird in der vorliegenden Ausführung temperaturabhängig erfasst, weshalb am Stromsensor 2 ein Temperatursensor 16 zur Erfassung der Temperatur 18 um den Stromsensor 2 angeordnet ist.For this, however, first the characteristic curve with the characteristic plotter must be 14 to be written. This is detected in a temperature-dependent manner in the present embodiment, which is why the current sensor 2 a temperature sensor 16 for detecting the temperature 18 around the current sensor 2 is arranged.

Die Temperatur 18 wird dem Kennlinienschreiber 14 und einer Kalibriervorrichtung 20 zugeführt, die den Strom 6 aus der steuerbaren Stromquelle 4 über eine Heizeinrichtung 22 steuern kann. Eine Koordinationseinrichtung 24 steuert dabei den Kalibrierungsvorgang in nachstehender Weise.The temperature 18 becomes the characteristic writer 14 and a calibration device 20 fed the electricity 6 from the controllable power source 4 via a heating device 22 can control. A coordination facility 24 controls the calibration process in the following way.

Zunächst weist die Koordinationseinrichtung 24 die Heizeinrichtung 22 an, über ein Heizsignal 26 mit der Stromquelle 4 einen ausreichend hohen Strom 6 zu erzeugen, so dass der Referenzsensor 8 und der Stromsensor 2 über den hohen Strom 6 und die damit verbundene Verlustleistung auf eine vorbestimmte Temperatur 28 aufgeheizt werden. Diese vorbestimmte Temperatur 28 kann beispielsweise der Koordinationseinrichtung 24 direkt vorgegebenen werden. Die Koordinationseinrichtung 24 legt dann, sobald sich die Temperatur 18 am Stromsensor 2 auf die vorbestimmte Temperatur 28 eingeschwungen hat, über ein Schaltsignal 30 die Temperatur 18 und das Strommesssignal 10 an den Kennlinienschreiber 14 an.First, the coordinator instructs 24 the heater 22 on, via a heating signal 26 with the power source 4 a sufficiently high current 6 to generate, so that the reference sensor 8th and the current sensor 2 over the high current 6 and the associated power loss to a predetermined temperature 28 be heated. This predetermined temperature 28 For example, the coordinator 24 be specified directly. The coordination facility 24 then sets as soon as the temperature changes 18 at the current sensor 2 to the predetermined temperature 28 has settled over a switching signal 30 the temperature 18 and the current measurement signal 10 to the characteristic writer 14 at.

Mittels eines Schreibsignals 32 steuert der Kennlinienschreiber 14 dann die Stromquelle 4 an, fährt alle für die zu erstellende Kennlinie relevanten Stromwerte mit dem Strom 6 ab und schreibt die Kennlinie in der bereits genannten Weise. By means of a write signal 32 the characteristic recorder controls 14 then the power source 4 on, all current values relevant to the characteristic curve to be created are traced with the current 6 off and writes the characteristic in the manner already mentioned.

Ist die Kennlinie geschrieben, kann die vorbestimmte Temperatur 28 erhöht werden, und der Kennlinienschreibvorgang beginnt für eine neue vorbestimmte Temperatur 28 von vorn. Auf diese Weise kann eine temperaturabhängige Kennlinienschaar für den Stromsensor 2 erstellt werden, mit der die Messgenauigkeit des Stromsensors 2 in der zuvor genannten Weise deutlich erhöht werden kann.If the characteristic is written, the predetermined temperature 28 are increased, and the characteristic writing starts for a new predetermined temperature 28 from the beginning. In this way, a temperature-dependent characteristic pair for the current sensor 2 be created with the accuracy of the current sensor 2 can be significantly increased in the aforementioned manner.

Dazu wird auf 2 Bezug genommen, ein Struktogram zur Durchführung einer Messung mit dem Stromsensor 2 der 1 zeigt.This will be on 2 Reference is made to a structogram for carrying out a measurement with the current sensor 2 of the 1 shows.

Gibt die Stromquelle 4 nun einen unbekannten, zu messenden Strom 6 aus, ohne dass die Referenzstromquelle 8 vorhanden ist, kann basierend auf der Temperatur 18 um den Stromsensor 2 die zur Temperatur 18 gehörende Kennlinie der zuvor erwähnten Kennlinienschaar herausgesucht werden. In dieser herausgesuchten Kennlinie kann dann basierend auf Strommesssignal 10 aus dem Stromsensor 2 das Referenzmesssignal 12 herausgesucht werden, dass der Referenzsensor 8 ausgeben würde. Weist der Referenzsensor 8 eine hohe Präzision auf, so stellt das Referenzmesssignal 12 im Rahmen der 2 ein Messsignal dar, dass den Strom 6 mit der hohen Präzision des Referenzsensors 8 widergibt.Gives the power source 4 now an unknown, to be measured stream 6 off without the reference current source 8th can exist, based on the temperature 18 around the current sensor 2 to the temperature 18 belonging characteristic curve of the aforementioned characteristic pair are picked out. In this selected characteristic curve can then be based on current measurement signal 10 from the current sensor 2 the reference measurement signal 12 be picked out that the reference sensor 8th would spend. Indicates the reference sensor 8th high precision, so does the reference measurement signal 12 As part of the 2 a measuring signal that represents the current 6 with the high precision of the reference sensor 8th resist are.

Um die hohe Präzision unabhängig von einer lebensdauerbedingten Drift des Stromsensors 2 bereitzustellen, schlägt die vorliegende Ausführung vor, das Strommesssignal 10 basierend auf einem bekannten Referenzstrom beispielsweise aus einer Referenzstromquelle zu korrigieren. Der Kennlinienpunkt in der temperaturabhängig ausgewählten Kennlinie des Kennlinienschreibers 16 wäre zu diesem Referenzstrom bekannt, da er sich ohne der lebensdauerbedingten Drift nicht ändern würde. Mit der lebensdauerbedingten Drift ändert sich der Kennlinienpunkt jedoch, so dass ein Driftkorrekturstrom 34 notwendig wäre, um Strommessung beim Referenzstrom wieder in den ursprünglichen Kennlinienpunkt zurückzuführen. Dieser Driftkorrekturstrom 34 wird in der vorliegenden Ausführung von einer Driftkorrektureinrichtung 36 ausgegeben, die den Driftkorrekturstrom 34 basierend auf den zuvor genannten Überlegungen bestimmt.To the high precision regardless of a lifetime-related drift of the current sensor 2 to provide, the present embodiment proposes the current measurement signal 10 based on a known reference current, for example, from a reference current source to correct. The characteristic curve point in the temperature-dependent selected characteristic curve of the characteristic plotter 16 would be known about this reference current since it would not change without the lifetime drift. However, with the lifetime-related drift, the characteristic point changes so that a drift correction current 34 would be necessary to return current measurement at the reference current back to the original characteristic point. This drift correction current 34 is in the present embodiment of a drift correction device 36 which outputs the drift correction current 34 determined based on the above considerations.

Der Stromsensor 2 könnte beispielsweise ein aktiver Shunt sein, wie er in der DE 10 2011 078 548 A1 offenbart ist. Im Rahmen des aktiven Shunts wird ein nicht weiter referenzierter Spannungsabfall am Stromsensor 2 aufgrund des Stromes 6 über eine Einstellung eines Innenwiderstandes des Stromsensors 2 konstant gehalten, so dass ein entsprechendes Einstellsignal vom zu messenden Strom 6 abhängig ist. Dieses Einstellsignal wäre damit das Strommesssignal 10. Als Stromsensor 2 mit einem über ein Steuersignal einstellbaren Innenwiderstand könnte beispielsweise ein Transistor, insbesondere ein Feldeffekttransistor gewählt werden, bei dem das Steuersignal nicht in den Kanal eindringt und das Messergebnis verfälscht.The current sensor 2 could be, for example, an active shunt, as in the DE 10 2011 078 548 A1 is disclosed. As part of the active shunt, a voltage drop across the current sensor is not further referenced 2 due to the current 6 via a setting of an internal resistance of the current sensor 2 kept constant, so that a corresponding adjustment signal from to measuring electricity 6 is dependent. This adjustment signal would thus be the current measurement signal 10 , As a current sensor 2 with an adjustable via a control signal internal resistance, for example, a transistor, in particular a field effect transistor could be selected in which the control signal does not penetrate into the channel and falsifies the measurement result.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102011078548 A1 [0002, 0039] DE 102011078548 A1 [0002, 0039]

Claims (9)

Verfahren zum Kalibrieren eines Stromsensors (2), der eingerichtet ist, einen Strom (6) zu messen, umfassend: – Anlegen (32) eines Heizstromes (6) an den Stromsensor (2), – Messen (16) einer Temperatur (18), die sich aufgrund einer durch den Heizstrom (6) verursachten Verlustleistung am Stromsensor (2) einstellt, und – Kalibrieren (14) des Stromsensors (2) bei der gemessenen Temperatur (18).Method for calibrating a current sensor ( 2 ), which is set up a stream ( 6 ), comprising: - applying ( 32 ) of a heating current ( 6 ) to the current sensor ( 2 ), - Measure up ( 16 ) of a temperature ( 18 ), which due to a heating current ( 6 ) caused power loss at the current sensor ( 2 ), and - Calibrate ( 14 ) of the current sensor ( 2 ) at the measured temperature ( 18 ). Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Stromsensor (2) kalibriert wird, wenn eine Schwankung der gemessenen Temperatur (18) einen vorbestimmten Wert unterschreitet.The method of claim 1, wherein the current sensor ( 2 ) is calibrated when a fluctuation of the measured temperature ( 18 ) falls below a predetermined value. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, umfassend: – Anlegen (32) eines weiteren Heizstromes (6) an den Stromsensor (2) nach der Kalibrierung (14) des Stromsensors (2), der größer ist als der erste Heizstrom (6), – Messen einer Temperatur (19), die sich aufgrund einer durch den weiteren Heizstrom (6) verursachten Verlustleistung am Stromsensor (2) einstellt, und – Kalibrieren des Stromsensors (2) bei der gemessenen Temperatur (18).Method according to claim 1 or 2, comprising: - applying ( 32 ) of a further heating current ( 6 ) to the current sensor ( 2 ) after calibration ( 14 ) of the current sensor ( 2 ), which is greater than the first heating current ( 6 ), - measuring a temperature ( 19 ), which due to a by the further heating current ( 6 ) caused power loss at the current sensor ( 2 ), and - calibrating the current sensor ( 2 ) at the measured temperature ( 18 ). Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei für den Heizstrom (6) ein Wert gewählt wird, bei dem sich am Stromsensor (2) eine vorbestimmte Temperatur (28) einstellt. Method according to one of the preceding claims, wherein for the heating current ( 6 ) a value is selected at which the current sensor ( 2 ) a predetermined temperature ( 28 ). Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Stromsensor (2) einen basierend auf einem Steuersignal (10) einstellbaren Innenwiderstand aufweist, der basierend auf dem Steuersignal (10) derart eingestellt wird, dass ein durch den zu messenden Strom (6) hervorgerufener Spannungsabfall konstant bleibt, so dass das Steuersignal (10) vom zu messenden Strom (6) abhängig ist.Method according to one of the preceding claims, wherein the current sensor ( 2 ) one based on a control signal ( 10 ) has adjustable internal resistance based on the control signal ( 10 ) is adjusted such that a through the current to be measured ( 6 ) voltage drop remains constant, so that the control signal ( 10 ) of the current to be measured ( 6 ) is dependent. Verfahren zum Messen eines Stromes (6) basierend auf einem Stromsensor (2), umfassend: – Kalibrieren (14) des Stromsensors (2) mit einem Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, und – Messen des Stromes (6) mit dem kalibrierten (14) Stromsensor (2).Method for measuring a current ( 6 ) based on a current sensor ( 2 ), comprising: - calibrating ( 14 ) of the current sensor ( 2 ) with a method according to any one of the preceding claims, and - measuring the current ( 6 ) with the calibrated ( 14 ) Current sensor ( 2 ). Verfahren nach Anspruch 6, umfassend – Bestimmen eines Drifts (34) des Stromsensors (2) basierend auf einer Referenzstromquelle (36) und – Korrigieren des gemessenen Stroms (10) basierend auf dem bestimmten Drift (34).Method according to claim 6, comprising - determining a drift ( 34 ) of the current sensor ( 2 ) based on a reference current source ( 36 ) and - correcting the measured current ( 10 ) based on the determined drift ( 34 ). Steuervorrichtung (14), die eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche auszuführen.Control device ( 14 ) arranged to carry out a method according to any one of the preceding claims. Stromsensor (2, 14) umfassend eine Steuervorrichtung (14) nach Anspruch 8.Current sensor ( 2 . 14 ) comprising a control device ( 14 ) according to claim 8.
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