DE102015105576A1

DE102015105576A1 - Systeme und Verfahren zur Reduzierung der Schwächung in Strommesswertgebern

Info

Publication number: DE102015105576A1
Application number: DE102015105576.7A
Authority: DE
Inventors: Nathan Andrew Weller
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2014-04-11
Filing date: 2015-04-13
Publication date: 2015-10-15
Also published as: US9448261B2; CN104977441A; US20150293157A1; JP2015203698A

Abstract

Eine Vorrichtung umfasst einen ersten axialen Ring, einen ersten radialen Ring, der unter dem ersten axialen Ring angeordnet ist, und einen zweiten radialen Ring, der unter dem ersten axialen Ring angeordnet ist. Der erste radiale Ring und der zweite radiale Ring sind in einer radialen Richtung voneinander beabstandet. Die Vorrichtung umfasst außerdem einen elektrisch nicht-leitenden Isolierring, der zwischen dem ersten axialen Ring und dem ersten radialen Ring angeordnet ist, und einen Stromsensor, der zwischen dem ersten radialen Ring und dem zweiten radialen Ring angeordnet ist. Des Weiteren umfasst die Vorrichtung einen zweiten axialen Ring, der unter dem ersten radialen Ring, dem zweiten radialen Ring und dem Stromsensor angeordnet ist. Der erste axiale Ring, der erste radiale Ring, der zweite radiale Ring und der zweite axiale Ring bilden eine magnetische Abschirmung und eine elektrisch leitfähige Hülle um den Stromsensor. Der Isolierring unterbricht die elektrische Kontinuität der elektrisch leitfähigen Hülle.

Description

HINTERGRUND
Der im vorliegenden Text offenbarte Gegenstand betrifft Systeme und Verfahren zur Reduzierung der Schwächung in Strommesswertgebern. Insbesondere betrifft der im vorliegenden Text offenbarte Gegenstand die Reduzierung der Schwächung, die durch eine magnetische Abschirmung um einen Stromsensor innerhalb eines Strommesswertgebers verursacht wird.
Strommesswertgeber können für eine Vielzahl verschiedener Zwecke verwendet werden, wie zum Beispiel zum Messen eines tatsächlichen Eingangs- und/oder Ausgangsstroms für Bauelemente und/oder Systeme. Ein Strommesswertgeber umfasst allgemein einen Stromsensor, der mit einer Schaltung gepaart ist, um das durch den Sensor gemessene Eingangssignal und/oder Ausgangssignal zu empfangen und in einigen Ausführungsformen umzuwandeln. In bestimmten Anwendungen kann der Strommesswertgeber kleine Ströme messen, die kleine Magnetfelder erzeugen. In diesen Anwendungen kann der Stromsensor von magnetischen Materialien umgeben sein, die Interferenzen durch externe Magnetfelder reduzieren, welche die kleinen Magnetfelder verdecken könnten. Die magnetischen Materialien können hoch-permeabel sein und den Sensor durchgehend umgeben, um die effektivste magnetische Abschirmung bereitzustellen.
Da magnetische Materialien allgemein eine hohe Leitfähigkeit aufweisen, können die magnetischen Materialien auch eine elektrisch leitfähige Hülle um den Stromsensor erzeugen. Jedoch kann diese elektrisch leitfähige Hülle die kleinen Magnetfelder, die durch die kleinen Ströme erzeugt werden und die der Stromsensor messen soll, stören und schwächen. Bei einigen existierenden Strommesswertgebern kann das Vergussmaterial, das zum Stabilisieren der internen Komponenten der Vorrichtung verwendet wird, zwischen die Stücke aus magnetischem Material fließen, wodurch diese elektrisch isoliert werden. Da das Vergussmaterial allgemein die elektrisch leitfähige Hülle unterbrechen kann, kann der Stromsensor korrekt, oder wenigstens gut genug, arbeiten. Bei anderen Strommesswertgebern kann es sein, dass die magnetischen Materialien, da sie aus diskreten Teilen bestehen, keine elektrisch leitfähige Hülle bilden, während sie nach wie vor eine magnetische Abschirmung bilden. Bei anderen Strommesswertgebern, in denen eine Schwächung stattfindet, können die Systeme eine Kalibrierung erfordern, um ordnungsgemäß zu arbeiten. Insgesamt gesehen besteht Bedarf an verbesserten Strommesswertgebern, die mit reduzierter Schwächung arbeiten und die oben beschriebenen Probleme des Standes der Technik überwinden.
KURZE BESCHREIBUNG
Im Folgenden werden konkrete Ausführungsformen, deren Geltungsbereich mit der ursprünglich beanspruchten Erfindung übereinstimmt, kurz zusammengefasst. Diese Ausführungsformen sollen nicht den Geltungsbereich der beanspruchten Erfindung einschränken; vielmehr sollen diese Ausführungsformen nur eine Kurzdarstellung möglicher Formen der Erfindung geben. Die Erfindung kann somit eine Vielzahl verschiedener Formen umfassen, die den im Folgenden dargelegten Ausführungsformen ähneln oder von diesen verschieden sein können.
In einer ersten Ausführungsform umfasst eine Vorrichtung einen ersten axialen Ring, einen ersten radialen Ring, der unter dem ersten axialen Ring angeordnet ist, und einen zweiten radialen Ring, der unter dem ersten axialen Ring angeordnet ist. Der erste radiale Ring und der zweite radiale Ring sind in einer radialen Richtung voneinander beabstandet. Die Vorrichtung umfasst außerdem einen elektrisch nicht-leitenden Isolierring, der zwischen dem ersten axialen Ring und dem ersten radialen Ring angeordnet ist, und einen Stromsensor, der zwischen dem ersten radialen Ring und dem zweiten radialen Ring angeordnet ist. Des Weiteren umfasst die Vorrichtung einen zweiten axialen Ring, der unter dem ersten radialen Ring, dem zweiten radialen Ring und dem Stromsensor angeordnet ist. Der erste axiale Ring, der erste radiale Ring, der zweite radiale Ring und der zweite axiale Ring bilden eine magnetische Abschirmung und eine elektrisch leitfähige Hülle um den Stromsensor. Der Isolierring unterbricht die elektrische Kontinuität der elektrisch leitfähigen Hülle.
In jedem der oben beschriebenen Aspekte der ersten Ausführungsform kann es von Vorteil sein, dass der erste radiale Ring einen ersten Umfang hat, der Isolierring einen zweiten Umfang hat und der erste Umfang gleich dem zweiten Umfang ist.
In jedem der oben beschriebenen Aspekte der ersten Ausführungsform kann es von Vorteil sein, dass ein zweiter Isolierring zwischen dem ersten axialen Ring und dem zweiten radialen Ring angeordnet ist.
In jedem der oben beschriebenen Aspekte der ersten Ausführungsform kann es von Vorteil sein, dass der Isolierring eine einstückige Struktur umfasst, die sich über den ersten radialen Ring und den zweiten radialen Ring erstreckt.
In jedem der oben beschriebenen Aspekte der ersten Ausführungsform kann es von Vorteil sein, dass die Vorrichtung ein Vergussmaterial enthält, das zwischen dem ersten axialen Ring und dem zweiten radialen Ring angeordnet ist.
In jedem der oben beschriebenen Aspekte der ersten Ausführungsform kann es von Vorteil sein, dass die Vorrichtung mehrere Stromsensoren umfasst.
In jedem der oben beschriebenen Aspekte der ersten Ausführungsform kann es von Vorteil sein, dass die Vorrichtung einen zweiten Isolierring umfasst, der zwischen dem zweiten axialen Ring und mindestens einem des ersten radialen Rings oder des zweiten radialen Rings angeordnet ist.
In jedem der oben beschriebenen Aspekte der ersten Ausführungsform kann es von Vorteil sein, dass der Isolierring eine Dicke zwischen 1 Mikrometer und 20 Millimetern hat.
In jedem der oben beschriebenen Aspekte der ersten Ausführungsform kann es von Vorteil sein, dass der Isolierring über einem Abschnitt des ersten radialen Rings angeordnet ist.
In einer zweiten Ausführungsform umfasst ein Montageverfahren das Anordnen eines ersten radialen Rings neben einem Stromsensor und das Anordnen eines zweiten radialen Rings neben dem Stromsensor, dergestalt, dass der erste radiale Ring und der zweite radiale Ring auf gegenüberliegenden Seiten des Stromsensors liegen. Das Montageverfahren umfasst außerdem das Anordnen eines Isolierrings auf dem ersten radialen Ring. Des Weiteren umfasst das Montageverfahren das Anordnen eines ersten axialen Rings auf dem ersten radialen Ring, dem Stromsensor und dem Isolierring; und das Anordnen eines zweiten axialen Rings unter dem ersten radialen Ring, dem Stromsensor und dem zweiten radialen Ring.
In jedem der oben beschriebenen Aspekte der zweiten Ausführungsform kann es von Vorteil sein, dass das Verfahren das Anordnen des Isolierrings auf dem zweiten radialen Ring umfasst.
In jedem der oben beschriebenen Aspekte der zweiten Ausführungsform kann es von Vorteil sein, dass das Verfahren das Anordnen eines Vergussmaterials auf dem zweiten radialen Ring umfasst.
In jedem der oben beschriebenen Aspekte der zweiten Ausführungsform kann es von Vorteil sein, dass das Verfahren das Anordnen eines zweiten Isolierrings unter mindestens einem des ersten radialen Rings oder des zweiten radialen Rings und über dem zweiten axialen Ring umfasst.
In einer dritten Ausführungsform umfasst ein System eine Vorrichtung. Die Vorrichtung wiederum umfasst ein Gehäuse und einen ersten axialen Ring, der in dem Gehäuse angeordnet ist. Ein erster radialer Ring und ein zweiter radialer Ring sind auf dem ersten axialen Ring dergestalt angeordnet, dass der erste radiale Ring und der zweite radiale Ring in einer radialen Richtung voneinander beabstandet sind. Ein Stromsensor ist zwischen dem ersten radialen Ring und dem zweiten radialen Ring angeordnet. Des Weiteren ist ein Isolierring auf dem ersten radialen Ring angeordnet, und ein zweiter axialer Ring ist auf dem ersten radialen Ring, dem Stromsensor und dem Isolierring angeordnet. Die Vorrichtung umfasst außerdem einen Deckel, der über dem zweiten axialen Ring angeordnet und mit dem Gehäuse gekoppelt ist, und mehrere Verbindungsstifte, die elektrisch mit dem Stromsensor gekoppelt und in dem Gehäuse angeordnet sind. Der Deckel und das Gehäuse bilden eine nicht-leitende Hülle. Der erste axiale Ring, der erste radiale Ring, der zweite radiale Ring und der zweite axiale Ring bilden eine magnetische Abschirmung und eine elektrisch leitfähige Hülle um den Stromsensor. Der Isolierring unterbricht die elektrische Kontinuität der elektrisch leitfähigen Hülle.
In jedem der oben beschriebenen Aspekte der dritten Ausführungsform kann es von Vorteil sein, dass der Isolierring und der zweite axiale Ring im Wesentlichen die gleiche Form haben.
In jedem der oben beschriebenen Aspekte der dritten Ausführungsform kann es von Vorteil sein, dass der Isolierring einen ersten Umfang hat, der erste radiale Ring einen zweiten Umfang hat und der erste Umfang gleich dem zweiten Umfang ist.
In jedem der oben beschriebenen Aspekte der dritten Ausführungsform kann es von Vorteil sein, dass das System eine Kalibrierschaltung umfasst, die elektrisch mit den mehreren Verbindungsstiften gekoppelt ist und dafür eingerichtet ist, den Messungsausgang des Stromsensors zu kalibrieren.
In jedem der oben beschriebenen Aspekte der dritten Ausführungsform kann es von Vorteil sein, dass das System eine Schutzschaltung umfasst, die elektrisch mit der Kalibrierschaltung und/oder den mehreren Verbindungsstiften gekoppelt ist und dafür eingerichtet ist, die Kalibrierschaltung und/oder den Stromsensor vor schädlichen Signalen zu schützen.
In jedem der oben beschriebenen Aspekte der dritten Ausführungsform kann es von Vorteil sein, dass mindestens einer des ersten radialen Rings oder des zweiten radialen Rings eine Wickelbandabschirmung umfasst.
In jedem der oben beschriebenen Aspekte der dritten Ausführungsform kann es von Vorteil sein, dass der Stromsensor einen Sensorkern und eine Spule umfasst, die um den gesamten Sensorkern herum angeordnet sind.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Diese und weitere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden besser verstanden, wenn die folgende detaillierte Beschreibung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen gelesen wird, in denen gleiche Bezugszeichen stets gleiche Teile bezeichnen, und in denen Folgendes zu sehen ist:
1 ist ein Schaubild, das eine Ausführungsform eines Strommesswertgeber-Kalibrierungssystems gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
2 veranschaulicht eine Ausführungsform eines Kalibrierungskreises in dem Strommesswertgeber-Kalibrierungssystem von 1 gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung;
3 ist ein Flussdiagramm, das eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Kalibrieren eines Strommesswertgebers unter Verwendung des Strommesswertgeber-Kalibrierungssystems von 1 gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
4 veranschaulicht eine Draufsicht einer Ausführungsform eines Gehäuses für eine Abschirmung zum Abschirmen eines Strommesswertgebers in dem Strommesswertgeber-Kalibrierungssystem von 1 gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung;
5 veranschaulicht eine Innenansicht einer Ausführungsform des Gehäuses von 4 gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung;
6 veranschaulicht eine auseinandergezogene Ansicht einer Ausführungsform der Abschirmungsbaugruppe von 4 gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung;
7 ist ein Flussdiagramm, das eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Montieren der Abschirmungsbaugruppe von 6 gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
8 veranschaulicht eine Draufsicht einer quadratischen Ausführungsform der Abschirmungsbaugruppe von 4 gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung;
9 veranschaulicht eine Draufsicht einer achteckigen Ausführungsform der Abschirmungsbaugruppe von 4 gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung; und
10 veranschaulicht eine Draufsicht einer sechseckigen Ausführungsform der Abschirmungsbaugruppe von 4 gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Im Folgenden werden eine oder mehrere konkrete Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. In dem Bemühen, eine prägnante Beschreibung dieser Ausführungsformen zu präsentieren, werden in der Spezifikation nicht unbedingt alle Merkmale einer tatsächlichen Implementierung beschrieben. Es versteht sich, dass bei der Entwicklung einer solchen tatsächlichen Implementierung, wie in jedem Ingenieurs- oder Konstruktionsprojekt, zahlreiche implementierungsspezifische Entscheidungen getroffen werden müssen, um die besonderen Ziele der Entwickler, wie beispielsweise die Einhaltung technischer oder finanzieller Vorgaben, zu erreichen, die von einer Implementierung zur nächsten verschieden sein können. Des Weiteren versteht es sich, dass ein solches Entwicklungsvorhaben komplex und zeitaufwändig sein kann, aber trotzdem für den Fachmann, der in den Genuss dieser Offenbarung kommt, eine Routineaufgabe bei der Konstruktion, Fertigung und Herstellung ist.
Bei der Vorstellung von Elementen verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bedeuten die Artikel „ein/eine/einer” und „der/die/das”, dass es ein oder mehrere Elemente gibt. Die Begriffe „umfassen”, „enthalten” und „aufweisen” sind in einem inkludierenden Sinn zu verstehen und meinen, dass es noch weitere Elemente als die angeführten Elemente gibt.
Strommesswertgeber können für eine Vielzahl verschiedener Zwecke verwendet werden, einschließlich zum Messen eines tatsächlichen Eingangs- und/oder Ausgangsstroms einer Vorrichtung (zum Beispiel eines Generators, eines Motors usw.), zum Bestimmen eines Leckstrombetrages innerhalb einer Vorrichtung oder dergleichen. Da Strommesswertgeber zum Messen sehr kleiner Ströme verwendet werden können, können Strommesswertgeber Materialien enthalten, die eine magnetische Abschirmung um einen Stromsensor innerhalb des Strommesswertgebers erzeugen. Diese magnetische Abschirmung kann Interferenzen durch äußere Magnetfelder reduzieren, welche die kleinen Magnetfelder beeinflussen könnten, die durch die kleinen Ströme, die der Strommesswertgeber messen soll, hervorgerufen werden, so dass eine erhöhte Zuverlässigkeit der durch den Strommesswertgeber vorgenommenen Messungen möglich wird.
Jedoch können die magnetischen Materialien eine hohe Leitfähigkeit haben und können so eine elektrisch leitfähige Hülle um den Stromsensor erzeugen. Diese elektrisch leitfähige Hülle kann die kleinen Magnetfelder schwächen, die durch die kleinen Ströme hervorgerufen werden, die der Strommesswertgeber messen soll. In einigen Messwertgebern kann das Vergussmaterial, das zum Stabilisieren der internen Komponenten der Vorrichtung verwendet wird, in Räume zwischen den magnetischen Materialien einsickern und teilweise die Kontinuität der elektrisch leitfähigen Hülle unterbrechen, so dass die Schwächung reduziert wird. In anderen Strommesswertgebern können die magnetischen Materialien diskret implementiert werden, so dass keine elektrisch leitfähige Hülle gebildet wird, während trotzdem eine magnetische Abschirmung gebildet wird. Andere Lösungen können die Kalibrierung der von dem Messwertgeber empfangenen Signale umfassen. Jedoch können diese Techniken den Messwertgeber und das System zum Überwachen des Messwertgebers unerwünscht verteuern und/oder verkomplizieren. Außerdem lassen sich diese Techniken möglicherweise nicht so einfach wiederholen, wodurch die Gesamtzuverlässigkeit von Messwertgebern, die unter Verwendung dieser Techniken hergestellt werden, sinkt.
Dementsprechend betreffen vorliegende Ausführungsformen durchgehend und wiederholt das Reduzieren der Schwächung, die durch magnetische Materialien in Strommesswertgebern verursacht wird. Die im vorliegenden Text beschriebenen Ausführungsformen umfassen das Verwenden eines Isolierrings, der zwischen zwei oder mehr Stücken der magnetischen Materialien eines Messwertgebers angeordnet sein kann. Der Isolierring kann gleichmäßig die Kontinuität der elektrisch leitfähigen Hülle unterbrechen, wodurch die Magnetfelder geschwächt werden, die mit den Strömen im Zusammenhang stehen, die der Strommesswertgeber messen soll. Durch Verwendung einer Komponente zum Unterbrechen der elektrisch leitfähigen Hülle und Reduzieren der Schwächung können die hier besprochenen Strommesswertgeber eine erhöhte Zuverlässigkeit und Genauigkeit im zeitlichen Verlauf aufweisen und können in gleichmäßigerer Qualität hergestellt werden.
Wenden wir uns zunächst 1 zu, die ein schematisches Schaubild eines Strommesswertgeber-Kalibrierungssystems (Strommesswertgeber 10) zeigt. Der Strommesswertgeber 10 kann einen Stromsensor 12 und einen Kalibrierungskreis 14 umfassen. Der Stromsensor 12 kann ein Stromtransformator sein, der mit einem Ringinduktor und einem Ferritkern arbeitet, um ein Kopplungsmagnetfeld von einem elektrischen Strom abzufühlen, der durch einen Leiter geleitet wird. Der Kalibrierungskreis 14 kann zum Kalibrieren des Messungsausgangs des Strommesswertgebers 10 verwendet werden.
In einer Ausführungsform kann der Stromsensor 12 um einen Leiter 16 herum gekoppelt sein, der einen Strom I leiten kann. Hier kann der Ringinduktor einen Strom- oder Spannungsausgang (d. h. Messungsausgangs des Stromsensors 12) erzeugen, der proportional zur Amplitude des Stroms I ist. Obgleich 1 den Stromsensor 12 so zeigt, dass er um einen einzelnen Leiter 16 herum gekoppelt ist, ist anzumerken, dass der Stromsensor 12 auch um mehrere Leiter herum gekoppelt sein kann. Daher kann der Stromsensor 12 den effektiven Strom mit Bezug auf alle Leiter messen, die durch den Stromsensor 12 überwacht werden.
Wie dem Fachmann einleuchtet, kann der Stromsensor 12 einen einzelnen Sensorkern und eine einzelne Spule umfassen, die um den gesamten Umfang des Sensorkerns herum gewickelt ist. Jedoch kann in anderen Ausführungsformen die Spule um einen signifikanten Abschnitt des Umfangs des Sensorkerns herum gewickelt sein, dergestalt, dass die Wicklung den Umfang des Sensorkerns im Wesentlichen bedeckt. In weiteren Ausführungsformen können mehrere Spulen um den Sensorkern gewickelt sein, dergestalt, dass die mehreren Wicklungen den Umfang des Sensorkerns im Wesentlichen oder vollständig bedecken. Und schließlich kann der Sensorkern in weiteren Ausführungsformen aus diskreten Stücken bestehen, die aneinander stoßen, und mehrere Spulen können um die diskreten Stücke gewickelt sein, so dass der Umfang des Sensorkerns im Wesentlichen oder vollständig bedeckt ist.
Allgemein kann der Messungsausgang des Stromsensors 12 (d. h. der Messungsausgang des Strommesswertgebers 10) eine Phasenverschiebung (zum Beispiel Grad) zwischen dem Messungsausgang und dem Strom I umfassen. Der Betrag der Phasenverschiebung kann von der intrinsischen Induktivität, der intrinsischen Kapazität und/oder dem intrinsischen Widerstand innerhalb des Strommesswertgebers 10 (d. h. innerhalb des Stromsensors 12 und des Kalibrierungskreises 14) und einer Impedanz eines Lastkreises, der mit dem Strommesswertgeber 10 gekoppelt ist, abhängen. Da jeder einzelne Strommesswertgeber 10 andere intrinsische Induktivitäts-, Kapazitäts- und/oder Widerstandseigenschaften haben kann, kann darüber hinaus jeder Strommesswertgeber 10 verschiedene Empfindlichkeiten oder Toleranzen haben. Das heißt, jeder Strommesswertgeber 10 kann aufgrund der verschiedenen Empfindlichkeiten jedes Strommesswertgebers 10 einen geringfügig anderen Messwert für den gleichen Eingangsstrom ausgeben. Zum Beispiel kann ein einzelner Strommesswertgeber 10 1 Volt ausgeben, wenn 100 A Strom über den Leiter 16 geleitet werden, während ein weiterer Strommesswertgeber 10 1,1 Volt ausgeben kann, wenn die gleichen 100 A Strom über den Leiter 16 geleitet werden. Die Empfindlichkeit jedes Strommesswertgebers 10 kann aufgrund einer Vielzahl verschiedener Faktoren variieren, wie zum Beispiel eine Anzahl von Wicklungswindungen an dem Ringinduktor, ein intrinsischer Widerstand des Ringinduktors, der Widerstand eines Lastkreises und dergleichen.
Unter Berücksichtigung des oben Dargelegten kann der Kalibrierungskreis 14 die Phasenverschiebung und/oder die Empfindlichkeitseigenschaften des Strommesswertgebers 10 steuern. Das heißt, der Kalibrierungskreis 14 kann die Phasenverschiebung und/oder die Empfindlichkeitseigenschaften des Ausgangs des Strommesswertgebers 10 justieren, um eine gewünschte Phasenverschiebung und/oder Empfindlichkeitseigenschaft anzupassen. In einer Ausführungsform kann der Kalibrierungskreis 14 zum Kalibrieren verschiedener Strommesswertgeber 10 verwendet werden, dergestalt, dass der Messungsausgang für jeden Strommesswertgeber 10 im Wesentlichen ähnlich oder gleich (zum Beispiel kleiner als 1%) sein kann. Zum Beispiel kann der Kalibrierungskreis 14 die Phasenverschiebung und die Empfindlichkeitseigenschaften des Messungsausgangs mehrerer Strommesswertgeber 10 dergestalt justieren, dass jeder Strommesswertgeber 10 im Wesentlichen ähnliche oder gleiche Werte für verschiedene Eingangsströme (zum Beispiel den Strom I) ausgibt.
Der Kalibrierungskreis 14 kann die Phasenverschiebung und/oder die Empfindlichkeitseigenschaften des Strommesswertgebers 10 durch Justieren des Widerstands zweier variabler Widerstände in dem Kalibrierungskreis 14 steuern. Zum Beispiel veranschaulicht 2 ein Schaltbild 20 des Strommesswertgebers 10, das den Stromsensor 12 zeigt, der mit dem Kalibrierungskreis 14 gekoppelt ist. Wie in 2 gezeigt, umfasst der Kalibrierungskreis 14 einen Phasenverschiebungswiderstand 22, der mit einem Empfindlichkeitswiderstand 24 in Reihe geschaltet ist, der dafür verwendet werden kann, die Phasenverschiebung bzw. die Empfindlichkeitseigenschaften des Messungsausgangs des Strommesswertgebers 10 zu steuern. Der Phasenverschiebungswiderstand 22 und der Empfindlichkeitswiderstand 24 können Stellwiderstände sein, die zum Kalibrieren für die Phasenverschiebung und die Empfindlichkeitseigenschaften des Messungsausgangs des Strommesswertgebers 10 justiert werden können. In bestimmten Ausführungsformen können der Phasenverschiebungswiderstand 22 und der Empfindlichkeitswiderstand 24 justiert werden, bis der Messungsausgang des Strommesswertgebers 10 im Wesentlichen mit einem gewünschten oder spezifizierten Messungsausgangswert übereinstimmt. Auf diese Weise können mehrere Strommesswertgeber 10, die jeweils einen anderen Stromsensor 12 und einen anderen Kalibrierungskreis 14 haben, dergestalt kalibriert werden, dass jeder kalibrierte Strommesswertgeber 10 die gleichen Messungseigenschaften aufweisen kann, auch wenn jeder Strommesswertgeber 10 andere inhärente Induktivitäten, Kapazitäten, Widerstände und dergleichen haben kann. Darüber hinaus kann, wenn ein arbeitender Strommesswertgeber 10 im Feld ausfällt, der Kalibrierungskreis 14 zum Kalibrieren eines Ersatzstrommesswertgebers 10 verwendet werden, dergestalt, dass der ausgefallene Strommesswertgeber 10 durch einen Strommesswertgeber 10 ersetzt werden kann, der die gleiche Phasenverschiebung und die gleichen Empfindlichkeitseigenschaften wie der ersetzte Strommesswertgeber 10 hat. Daher kann der Ersatzstrommesswertgeber 10 weiterhin an einen Benutzer oder ein System Messungsdaten übermitteln, die denen des zuvor verwendeten Strommesswertgebers 10 ähneln oder gleich sind, wodurch die Integrität aller anschließend erfassten Messdaten erhalten bleibt.
In einer Ausführungsform kann der Kalibrierungskreis 14 über eine Sekundärwicklung des Stromsensors 12 gekoppelt sein. Der Kalibrierungskreis 14 kann auch mit einem Schutzkreis 26 gekoppelt sein, der eine Anzahl von Widerständen, Dioden, Zenerdioden und dergleichen umfassen kann. Der Schutzkreis 26 kann den Phasenverschiebungswiderstand 22, den Empfindlichkeitswiderstand 24 und den Strommesswertgeber 10 vor schädlichen Signalen schützen (zum Beispiel Spannungsspitzen, Kurzschlüsse usw.). Darüber hinaus kann der Schutzkreis 26 zusätzliche Ausrüstung, die mit dem Strommesswertgeber 10 oder der Kalibrierungskreis 14 verbunden ist, vor übermäßig hoher Energie schützen. Zu Beispielen von zusätzlicher Ausrüstung können Signalaufbereitungsausrüstung, andere Arten von Überwachungsvorrichtungen, Anlagensteuerungsausrüstung und dergleichen gehören.
Der Kalibrierungskreis 14 kann einen Ausgangsanschluss 28 umfassen, der eine Spannung an dem Empfindlichkeitswiderstand 24 messen kann. Der Ausgangsanschluss 28 kann dem Messungsausgang des Strommesswertgebers 10 entsprechen und kann auch zum Kalibrieren des Strommesswertgebers 10 verwendet werden. Das heißt, die am Ausgangsanschluss 28 erfasste Spannungswellenform kann dafür verwendet werden zu bestimmen, ob die Phasenverschiebung oder die Empfindlichkeitseigenschaften des Strommesswertgebers 10 auf Sollpegel justiert werden sollten, die durch einen Benutzer, ein Modell, eine Tabelle oder dergleichen vorgegeben werden. Des Weiteren können in bestimmten Ausführungsformen die Widerstände des Phasenverschiebungswiderstandes 22 und des Empfindlichkeitswiderstandes 24 jeweils justiert werden, bis die am Ausgangsanschluss 28 erfasste Spannungswellenform im Wesentlichen mit einer gewünschten Spannungswellenform übereinstimmt, die eine spezifizierte Phasenverschiebung und spezifizierte Empfindlichkeitseigenschaften aufweist.
Wie oben angesprochen, kann der Messungsausgang des Strommesswertgebers 10 proportional zum Strom I sein, der durch den Leiter 16 geleitet wird. Vor diesem Hintergrund ist die am Ausgangsanschluss 28 erfasste Spannungswellenform ebenfalls proportional zum Strom I. In einer Ausführungsform kann der Strom I dem Leiter 16 durch eine Stromquelle 30 zugeführt werden. Die Stromquelle 30 kann eine präzise Stromquelle sein, die den Strom I dergestalt bereitstellen kann, dass der Strom I präzise einen Stromwert widerspiegeln kann, so wie er spezifiziert oder in die Stromquelle 30 eingegeben wurde. Auf diese Weise kann der Strommesswertgeber 10 präzise auf der Basis eines bekannten Stromwertes kalibriert werden, der an den Leiter 16 übermittelt wurde.
Allgemein können der Phasenverschiebungswiderstand 22, der Empfindlichkeitswiderstand 24 und die Stromquelle 30 individuell durch einen Benutzer oder Bediener gesteuert und betrieben werden, der den Kalibrierungskreis 14 zum Kalibrieren des Strommesswertgebers 10 verwenden kann. Jedoch können in bestimmten Ausführungsformen der Phasenverschiebungswiderstand 22, der Empfindlichkeitswiderstand 24 und die Stromquelle 30 mit einem Controller 32 gekoppelt sein. Der Controller 32 kann die Phasenverschiebungswiderstand 22, den Empfindlichkeitswiderstand 24 und die Stromquelle 30 unter Verwendung einer Kommunikationskomponente 34, eines Prozessors 36, eines Arbeitsspeichers 38, eines Speichers 40, von Eingabe/Ausgabe(E/A)-Anschlüssen 42 und dergleichen steuern.
Die Kommunikationskomponente 34 kann eine Drahtlos- oder leitungsgebundene Kommunikationskomponente sein, die eine Kommunikation zwischen anderen Komponenten (zum Beispiel der Stromquelle 30) innerhalb des Strommesswertgebers 10 ermöglichen kann. Der Prozessor 36 kann von jeder beliebigen Art von Computerprozessor oder Mikroprozessor sein, der in der Lage ist, computerausführbaren Code auszuführen. Der Arbeitsspeicher 38 und der Speicher 40 können jedes beliebige geeignete Erzeugnis sein, das als greifbares maschinenlesbares Medium zum Speichern von prozessorausführbarem Code oder von prozessorausführbaren Instruktionen dienen kann. Diese Erzeugnisse können computerlesbare Medien sein (zum Beispiel jede geeignete Form von Arbeitsspeicher oder Speicher), die den prozessorausführbaren Code speichern können, der durch den Prozessor 36 ausgeführt werden kann, um die hier offenbarten Techniken auszuführen.
Der Controller 32 kann auch mit dem Ausgangsanschluss 28 dergestalt gekoppelt sein, dass er die Spannungswellenformen überwachen kann, die durch den Strommesswertgeber 10 ausgegeben werden. In einer Ausführungsform kann der Controller 32 eine Phasenverschiebung und Empfindlichkeitseigenschaften von einem Benutzer empfangen und kann dann automatisch den Strommesswertgeber 10 kalibrieren. Das heißt, der Controller 32 kann für die Stromquelle 30 einen Stromwert spezifizieren, der an den Leiter 16 auszugeben ist, und kann anschließend die Spannungswellenform am Ausgangsanschluss 28 überwachen. Der Controller 32 kann dann den Strommesswertgeber 10 durch Justieren der Widerstände des Phasenverschiebungswiderstands 22 und des Empfindlichkeitswiderstands 24 kalibrieren, bis die am Ausgangsanschluss 28 erfasste Spannungswellenform eine Phasenverschiebung und Empfindlichkeitseigenschaften hat, die im Wesentlichen mit der empfangenen Phasenverschiebung und den empfangenen Empfindlichkeitseigenschaften übereinstimmen. Zusätzliche Details mit Bezug auf ein Verfahren zum Kalibrieren des Strommesswertgebers 10 unter Verwendung des Kalibrierungskreises 14 werden ausführlicher mit Bezug auf 3 unten beschrieben.
3 veranschaulicht ein Flussdiagramm eines Verfahrens 50, das zum Kalibrieren des Strommesswertgebers 10 unter Verwendung der Kalibrierungskreis 14 verwendet werden kann. In einem Beispiel kann das Verfahren 50 durch den Controller 32 ausgeführt werden; jedoch ist anzumerken, dass das Verfahren 50 auch durch einen oder mehrere Benutzer oder Bediener ausgeführt werden kann, der die Widerstände des Phasenverschiebungswiderstands 22 und des Empfindlichkeitswiderstands 24 sowie die Stromquelle 30 steuern kann und der den Spannungsausgang am Ausgangsanschluss 28 überwachen kann.
Bei Block 52 kann der Controller 32 eine Eingangsstromwellenform und ein erwartetes oder gewünschtes Strommesswertgeber-Messungsausgangssignal empfangen. Die Eingangsstromwellenform kann eine Amplitude und eine Frequenz für eine Stromwellenform umfassen, die den Strom I darstellt, der dem Leiter 16 über die Stromquelle 30 zugeführt werden kann. Das erwartete Strommesswertgeber-Messungsausgangssignal kann wiederum einem erwarteten ausgegebenen Wert entsprechen, welcher der Eingangsstromwellenform für den Strom I zugeordnet ist, der durch den Leiter 16 in dem Strommesswertgeber 10 geleitet wird. Darüber hinaus kann das Strommesswertgeber-Messungsausgangssignal auch eine bestimmte Phasenverschiebung spezifizieren, mit der sich eine Wellenform für das Strommesswertgeber-Messungsausgangssignal von der Wellenform des bereitgestellten Stroms I verschieben kann.
Nach dem Empfangen dieser Werte kann der Controller 32 bei Block 54 ein Signal an die Stromquelle 30 senden, um dem Leiter 16 den Strom I bereitzustellen, welcher der bei Block 52 empfangenen Eingangsstromwellenform entspricht. Die Stromquelle 30 kann dann dem Leiter 16 den geeigneten Strom I zuführen.
Bei Block 56 kann der Controller 32 das Strommesswertgeber-Messungsausgangsignal am Ausgangsanschluss 28 empfangen. In einer Ausführungsform kann der Controller 32 eine Spannungswellenform empfangen, die einer Stromwellenform proportional sein kann, die dem Strom I zugeordnet ist, der durch den Leiter 16 geleitet wird.
Unter Verwendung des erwarteten Strommesswertgeber-Messungsausgangssignals, das bei Block 52 empfangen wird, und des tatsächlichen Strommesswertgeber-Messungsausgangssignals, das bei Block 56 empfangen wird, kann der Controller 32 bei Block 58 bestimmen, ob das tatsächliche Strommesswertgeber-Messungsausgangssignal im Wesentlichen mit dem erwarteten Strommesswertgeber-Messungsausgangssignal übereinstimmt. Zum Beispiel kann der Controller 32 bestimmen, ob die Amplitude der tatsächlichen Spannungswellenform mit der Amplitude der erwarteten Spannungswellenform innerhalb desselben Grades oder derselben Toleranz (zum Beispiel weniger als 1%) übereinstimmt. Darüber hinaus kann der Controller 32 auch bestimmen, ob die tatsächliche Spannungswellenform mit der erwarteten Spannungswellenform phasengleich ist. Wenn entweder die Amplitude der tatsächlichen Spannungswellenform nicht mit der Amplitude der erwarteten Spannungswellenform übereinstimmt oder die tatsächliche Spannungswellenform nicht mit der erwarteten Spannungswellenform phasengleich ist, so kann der Controller 32 zu Block 60 voranschreiten.
Bei Block 60 kann der Controller 32 ein Signal an den Phasenverschiebungswiderstand 22, den Empfindlichkeitswiderstand 24 oder beide senden, um ihre jeweiligen Widerstände dergestalt zu justieren, dass die Amplitude und die Phase der am Ausgangsanschluss 28 erfassten tatsächlichen Spannungswellenform mit der Amplitude und der Phase der erwarteten Spannungswellenform übereinstimmen. In einer Ausführungsform kann der Controller 32 die Widerstände des Phasenverschiebungswiderstands 22 und des Empfindlichkeitswiderstands 24 gemäß der Transferfunktion von Gleichung 1 justieren, wie unten gezeigt:
wobei V _o der am Ausgangsanschluss 28 erfassten tatsächlichen Spannung entspricht, I _t dem Strom I entspricht, der über den Leiter 16 geleitet wird, N_p der Anzahl der Primärwicklungen in dem Strommesswertgeber-Kalibrierungssystem 10 entspricht, N_s der Anzahl der Sekundärwicklungen in dem Strommesswertgeber 12 entspricht, ω der Winkelfrequenz des Stroms I entspricht, L_m der Induktivität des Strommesswertgebers 12 entspricht, R_S dem Widerstand der Wicklungen in dem Strommesswertgeber 12 entspricht, R_F dem Widerstand des Phasenverschiebungswiderstands 22 entspricht und R_L dem Empfindlichkeitswiderstand 24 entspricht.
Darüber hinaus kann der Phasenwinkel gemäß Gleichung 2 gekennzeichnet sein, wie unten gezeigt:
Daher kann der Controller 32 die Widerstände des Phasenverschiebungswiderstands 22 und des Empfindlichkeitswiderstands 24 auf der Basis der am Ausgangsanschluss 28 erfassten tatsächlichen Spannung und der Gleichungen 1 und 2 justieren. Danach kann der Controller 32 dann zu Block 56 zurückkehren und ein aktualisiertes Strommesswertgeber-Messungsausgangssignal empfangen und kontinuierlich die Blöcke 56, 58 und 60 ausführen, bis die am Ausgangsanschluss 28 erfasste tatsächliche Spannungswellenform im Wesentlichen mit der erwarteten Spannungswellenform übereinstimmt (zum Beispiel weniger als 1% Differenz). Daher kann der Controller 32 die Widerstände des Phasenverschiebungswiderstands 22 und des Empfindlichkeitswiderstands 24 justieren, bis die tatsächliche Spannungswellenform im Wesentlichen mit der erwarteten Spannungswellenform übereinstimmt.
Wir kehren zu Block 58 zurück. Wenn die tatsächliche Spannungswellenform mit der erwarteten Spannungswellenform übereinstimmt, so kann der Controller 32 zu Block 62 voranschreiten und das Verfahren 50 beenden. Das heißt, da die tatsächliche Spannungswellenform bei Block 62 mit der erwarteten Spannungswellenform übereinstimmt, kann der Strommesswertgeber 10 als gemäß den bei Block 52 empfangenen Parametern kalibriert angesehen werden. In bestimmten Ausführungsformen kann das Verfahren 50 an einer Anzahl von Strommesswertgebern kurz nach der Herstellung ausgeführt werden. Daher kann jeder der hergestellten Strommesswertgeber im Wesentlichen eine ähnliche Phasenverschiebung und ähnliche Empfindlichkeitseigenschaften aufweisen. Infolge dessen können die Strommesswertgeber unter Verwendung kostengünstiger Komponenten (zum Beispiel gegeneinander austauschbar) hergestellt werden, da ihre Auswirkungen auf Kapazität, Induktivität und Widerstand des Strommesswertgebers mittels des Kalibrierungskreises 14 kompensiert werden können.
Des Weiteren kann, wie oben angesprochen, ein komplizierter Aspekt bezüglich der Verwendung des Strommesswertgebers 10 im präzisen Messen eines Leckstroms von Statorwicklungen eines Motors oder Generators in Echtzeit liegen. Ein übermäßig hoher Leckstrom in den Statorwicklungen kann den Motor oder den Generator beschädigen. Jedoch ist Leckstrom ein komplexes Signal, das eine Amplitude und eine Phase (d. h. relativ zur Leiterspannung des Motors) sowie reale (zum Beispiel ohmsche) und imaginäre (zum Beispiel kapazitive) Komponenten umfasst, und sein Daher kann im Vergleich zum Signal des Leiterstroms des Motors sehr gering sein. Darum kann ein Stromsensor mit hoher Genauigkeit und Leistung beim gleichmäßigen Erfassen präziser Leckstrommessungen nützlich sein.
Durch Verwendung des oben beschriebenen Kalibrierungskreises 14 können eine Anzahl ähnlich gestalteter Strommesswertgeber gleichmäßig ähnliche oder gleiche Messwerte für die gleichen Eingangsströme ausgeben. Das heißt, der Kalibrierungskreis 14 kann verschiedene ringartige Strommesswertgeber 10 kalibrieren, die aufgrund der magnetischen Eigenschaften der Materialien und des zu ihrer Herstellung verwendeten Herstellungsprozesses hohe Toleranzpegel in ihren elektrischen (zum Beispiel Widerstands-) und magnetischen (zum Beispiel Induktivitäts-)Eigenschaften haben können. Darüber hinaus kann der Kalibrierungskreis 14 eine Phasenverschiebung zwischen einem Ausgangssignal des Strommesswertgebers 10 und einem gemessenen Leckstrom kompensieren. Daher kann es der oben beschriebene Kalibrierungskreis 14 ermöglichen, Strommesswertgeber 10 mit einer viel größeren Bandbreite an Komponentenspezifikationen herzustellen. Infolge dessen können die Herstellungskosten im Zusammenhang mit der Herstellung des Strommesswertgebers sinken, und jeder Strommesswertgeber 10 kann so kalibriert werden, dass er strengere Leistungsspezifikationen erfüllt.
Zusätzlich zur Verwendung des Kalibrierungskreises 14 zum Herstellen von Strommesswertgebern 10, die ähnliche Ausgabemesswerte haben, kann eine massive seitliche Abschirmung verwendet werden, um jeden hergestellten Strommesswertgeber 10 gleichmäßig abzuschirmen. In einigen Ausführungsformen können eine oder mehrere der Abschirmungen Wickelbandabschirmungen haben, die aus einem Band bestehen, das in Schichten gewickelt ist, um ein im Wesentlichen massives Objekt zu bilden. Sowohl die Verwendung massiver seitlicher Abschirmungen als auch die Verwendung von Wickelbandabschirmungen werden unten ausführlicher besprochen.
Vor diesem Hintergrund veranschaulicht 4 eine Draufsicht einer massiven seitlichen Abschirmungsbaugruppe 70. Die massive seitliche Abschirmungsbaugruppe 70 kann in einer Ausführungsform ein Gehäuse 72 umfassen, das allgemein eine Ringform 71 bilden kann und einen ringförmigen Hohlraum 74 umfassen kann, der zu einem magnetisch permeablen Material passen kann, das zum Abschirmen des Strommesswertgebers 10 verwendet wird. Das magnetisch permeable Material kann Magnetfelder absorbieren. In bestimmten Ausführungsformen ist das magnetisch permeable Material dergestalt, dass seine Permeabilität mit Bezug auf den freien Raum gemessen werden kann.
Das Gehäuse 72 kann aus Kunststoff, Aluminium, einem Polymer, Glasfaser, Nichteisenmetallen oder dergleichen bestehen. In einer Ausführungsform kann das Gehäuse 72 einen erweiterten Hohlraum 76 umfassen, der den Kalibrierungskreis 14 umfangen kann. Das Gehäuse 72 kann des Weiteren Verbindungsstifte 78 umfassen, die dafür verwendet werden können, einen Zugang zu dem Ausgangsanschluss 28 des Kalibrierungskreises 14 zu ermöglichen, wodurch ein Benutzer den Strommesswertgeber 10 über den Kalibrierungskreis 14 kalibrieren kann.
Vor diesem Hintergrund veranschaulicht 5 den ringförmigen Hohlraum 74 und den erweiterten Hohlraum 76 aus einer Innenansicht 79 des Gehäuses 72 heraus. Das Gehäuse 72 kann eine Basis 73, eine innere ringförmige Hohlraumwand 75 und eine äußere ringförmige Hohlraumwand 77 umfassen. Daher kann der ringförmige Hohlraum 74 den Raum zwischen der Basis 73, der inneren ringförmigen Hohlraumwand 75 und der äußeren ringförmigen Hohlraumwand 77 umfassen. Allgemein kann das Gehäuse 72 dergestalt gebildet werden, dass die Basis 73, die innere ringförmige Hohlraumwand 75 und die äußere ringförmige Hohlraumwand 77 aus dem gleichen Material bestehen und aus einem einzigen Stück dieses Materials gebildet sein können. In einer Ausführungsform kann der Kalibrierungskreis 14 ins Innere der äußeren ringförmigen Hohlraumwand 77 innerhalb des erweiterten Hohlraum 76 passen, dergestalt, dass er über Verbindungsstifte 78 zugänglich ist, wodurch Drähte, Kabel und dergleichen zu dem Kalibrierungskreis 14 geführt werden können.
Wie oben angesprochen, können in den ringförmigen Hohlraum 74 vier Ringe eingepasst werden, dergestalt, dass jeder Ring eine Seite des Stromsensors 12 abschirmen kann. 6 veranschaulicht eine auseinandergezogene Querschnittsansicht 80 der massiven seitlichen Abschirmungsbaugruppe 70, die vertikal entlang der Linie I in 4 geschnitten ist. Insbesondere 6 zeigt, wie jeder Ring um den Stromsensor 12 passen kann. Wie gezeigt, kann die massive seitliche Abschirmungsbaugruppe 70 einen inneren radialen Ring 82 (zum Beispiel einen radial inneren Ring oder eine radial innere Scheibe), einen äußeren radialen Ring 84 (zum Beispiel einen radial äußeren Ring oder eine radial äußere Scheibe), einen oberen axialen Ring 86 (zum Beispiel einen axial oberen Ring oder eine axial obere Scheibe) und einen unteren axialen Ring 88 (zum Beispiel einen axial unteren Ring oder eine axial untere Scheibe) umfassen. Der innere radiale Ring 82 und der äußere radiale Ring 84 können radial voneinander beabstandet sein, und der obere axiale Ring 86 und der untere axiale Ring 88 können axial voneinander beabstandet sein. Außerdem können der innere radiale Ring 82 und der äußere radiale Ring 84 konzentrisch zueinander sein.
In einer Ausführungsform kann eine radiale Distanz D zwischen den inneren und äußeren Radien des oberen axialen Rings 86 und des unteren axialen Rings 88 ungefähr gleich einer, oder größer als eine, radiale Dicke T1 des inneren radialen Ring 82 plus einer radialen Dicke T2 des Stromsensors 12 plus einer radialen Dicke T3 des äußeren radialen Rings 84 sein. Daher können der obere axiale Ring 86 und der untere axiale Ring 88 effektiv die oberen und unteren Abschnitte des Stromsensors 12 vor elektrischem oder magnetischem Rauschen, das außerhalb des Gehäuses 72 vorliegen kann, abschirmen.
Wir kehren zu dem inneren radialen Ring 82 und dem äußeren radialen Ring 84 zurück. Eine Länge L1 (zum Beispiel eine axiale Höhe) des inneren radialen Rings 82 und eine Länge L3 (zum Beispiel eine axiale Höhe) des äußeren radialen Rings 84 können ungefähr gleich oder größer als die Länge L2 (zum Beispiel die axiale Höhe) des Stromsensors 12 sein. Daher können die inneren und äußeren Radien des Stromsensors 12 effektiv vor elektrischem oder magnetischem Rauschen, das außerhalb des Gehäuses 72 vorliegend kann, abgeschirmt werden. In Kombination können der innere radiale Ring 82, der äußere radiale Ring 84, der obere axiale Ring 86 und der untere axiale Ring 88 jede Seite des Stromsensors 12 dergestalt abschirmen, dass der gesamte Stromsensor 12 effektiv vor verschiedenen magnetischen und elektrischen Rauschquellen abgeschirmt wird.
In bestimmten Ausführungsformen können der innere radiale Ring 82, der äußere radiale Ring 84, der obere axiale Ring 86 und der untere axiale Ring 88 jeweils aus einem magnetisch permeablen Material bestehen, dergestalt, dass seine Permeabilität mit Bezug auf den freien Raum gemessen werden kann, wie zum Beispiel ein Supermalloy (zum Beispiel eine Nickel-Eisen-Legierung), Metglas^®, Ultraperm, MuMETAL^® oder dergleichen. Daher können der innere radiale Ring 82, der äußere radiale Ring 84, der obere axiale Ring 86 und der untere axiale Ring 88 jeweils massive Stücke aus Material sein, die unter Verwendung einer Laserschneidvorrichtung, einer Wasserstrahlschneidvorrichtung oder dergleichen auf präzise Maße gefertigt werden kann. Allgemein kann die Dicke des inneren radialen Rings 82, des äußeren radialen Rings 84, des oberen axialen Rings 86 und des unteren axialen Rings 88 mindestens 0,075 Inch betragen. In bestimmten Ausführungsformen können der innere radiale Ring 82, der äußere radiale Ring 84, der obere axiale Ring 86 oder der untere axiale Ring 88 mehrere Stücke umfassen, die übereinander gelegt sind, um einen vollständigen inneren radialen Ring 82, äußeren radialen Ring 84, oberen axialen Ring 86 oder unteren axialen Ring 88 zu bilden. Das heißt, zum Beispiel kann der obere axiale Ring 86 aus 10 Stücken des magnetisch permeablen Material bestehen, die jeweils 0,0075 Inch dick und übereinander gelegt sind, um einen 0,075 Inch dicken oberen axialen Ring 86 zu bilden.
Des Weiteren können, wie oben angesprochen, bestimmte Strommesswertgeber 10 Wickelbandabschirmungen für mindestens einen des inneren radialen Rings 82, des äußeren radialen Rings 84, des oberen axialen Rings 86 oder des unteren axialen Rings 88 verwenden. Insbesondere können in bestimmten Ausführungsformen sowohl der innere radiale Ring 82 als auch der äußere radiale Ring 84 Wickelbandabschirmungen sein. Die Wickelbandabschirmungen können aus einem magnetisch permeablen Material bestehen, wie zum Beispiel einer Silizium-Eisen-Legierung (zum Beispiel VITROPERM^®). Das magnetisch permeable Material kann gewickelt sein, um eine bestimmte Anzahl von Schichten zu bilden (zum Beispiel mindestens 100, mindestens 200 usw.). Die Verwendung von Wickelbandabschirmungen kann die Größenordnung der erzeugte Wirbelströme verringern (d. h. kann die Energie reduzieren, die innerhalb des magnetisch permeablen Materials verloren geht), die während des Betriebes des Strommesswertgebers 10 generiert werden, was wiederum die Genauigkeit des Stromsensors 12 erhöhen kann. Des Weiteren können die Wickelbandabschirmungen auch eine höhere Permeabilität relativ zu den massiven Abschirmungen haben.
Wie oben angesprochen, können der innere radiale Ring 82, der äußere radiale Ring 84, der obere axiale Ring 86 und der untere axiale Ring 88 effektiv den gesamten Stromsensor 12 vor elektrischem oder magnetischem Rauschen außerhalb des Gehäuses 72 abschirmen. Außerdem können der innere radiale Ring 82, der äußere radiale Ring 84, der obere axiale Ring 86 und der untere axiale Ring 88 auch eine elektrisch leitfähige Hülle um den Stromsensor 12 bilden, da magnetisch permeable Materialien im Allgemeinen eine hohe Konduktanz haben. Jedoch können die elektrischen und magnetischen Abschirmungen auch die Magnetfelder stören und sogar schwächen, die durch die Ströme hervorgerufen werden, die der Stromsensor 12 messen soll (zum Beispiel der Strom I).
Um die Schwächung der Magnetfelder, die der Stromsensor 12 messen soll, gleichmäßig zu reduzieren, kann die massive seitliche Abschirmungsbaugruppe 70 einen Isolierring 90 umfassen, wie in 6 gezeigt. Der Isolierring 90 unterbricht die elektrische Kontinuität der elektrisch leitfähigen Hülle und kann die elektrisch leitfähige Hülle an jeder Sektion der massiven seitlichen Abschirmungsbaugruppe 70 unterbrechen. In bestimmten Ausführungsformen kann der Isolierring 90 eine elektrische Isolierung um den gesamten Umfang eines oder mehrerer der ringförmigen Abschirmringe und um den gesamten Umfang des Stromsensors 12 herum bilden. Alternativ kann der Isolierring 90 eine elektrische Isolierung für unterschiedliche Längen des Umfangs des Stromsensors 12 bilden (zum Beispiel 25%, 30%, 50% usw.). In Ausführungsformen, in denen der Isolierring 90 eine elektrische Isolierung für einen Abschnitt des Umfangs des Stromsensors 12 bildet, kann der Isolierring 90 eine elektrische Isolierung in einer einzelnen Sektion bilden oder kann aus mehreren Stücken bestehen, die um den Umfang des Stromsensors 12 angeordnet (zum Beispiel gleichmäßig um den Stromsensor 12 herum beabstandet) sind.
Der Isolierring 90 kann aus einem elektrisch isolierenden Material bestehen, wie zum Beispiel einem Polypropylenmaterial. Des Weiteren kann es wünschenswert sein, den Isolierring 90 auf eine minimale Größe zu beschränken, um die Kontinuität der magnetischen Abschirmungen zu wahren, die durch den inneren radialen Ring 82, den äußeren radialen Ring 84, den oberen axialen Ring 86 und den unteren axialen Ring 88 erzeugt werden. Zum Beispiel kann in bestimmten Ausführungsformen der Isolierring 90 eine Dicke im Bereich von 1 Mikrometer bis 20 Millimetern haben. In anderen Ausführungsformen kann der Isolierring 90 eine Dicke von lediglich 1 Nanometer haben.
Wie in 6 gezeigt, ist der Isolierring 90 zwischen dem inneren radialen Ring 82, dem äußeren radialen Ring 84 und dem oberen axialen Ring 86 angeordnet. Insbesondere hat der Isolierring 90 eine einstückige Struktur, die von der gleichen Form ist wie der obere axiale Ring 86. Alternativ oder zusätzlich kann der Isolierring 90 zwischen dem inneren radialen Ring 82, dem äußeren radialen Ring 84 und dem unteren axialen Ring 88 angeordnet sein. In anderen Ausführungsformen kann der Isolierring 90 zwischen dem inneren radialen Ring 82 und dem oberen axialen Ring 86 angeordnet sein, während anderes Material (zum Beispiel Vergussmaterial) zwischen dem äußeren radialen Ring 84 und dem oberen axialen Ring 86 angeordnet ist, oder umgekehrt. Alternativ oder zusätzlich kann der Isolierring 90 zwischen dem inneren radialen Ring 82 und dem unteren axialen Ring 88 angeordnet sein, während anderes Material (zum Beispiel Vergussmaterial) zwischen dem äußeren radialen Ring 84 und dem unteren axialen Ring 88 angeordnet ist, oder umgekehrt.
In bestimmten Ausführungsformen kann auf das zusätzliche Material (zum Beispiel Vergussmaterial) verzichtet werden. Zum Beispiel kann der Isolierring 90 zwischen dem inneren radialen Ring 82 und dem oberen axialen Ring 86 angeordnet sein, während der äußere radiale Ring 84 und der obere axiale Ring 86 einen elektrischen Kontakt herstellen, oder umgekehrt. Alternativ oder zusätzlich kann der Isolierring 90 zwischen dem inneren radialen Ring 82 und dem unteren axialen Ring 88 angeordnet sein, während der äußere radiale Ring 84 und der untere axiale Ring 88 einen elektrischen Kontakt herstellen, oder umgekehrt. In solchen Ausführungsformen kann der Isolierring 90 in Abhängigkeit von seiner Position die gleiche Form wie der innere radiale Ring 82 oder der äußere radiale Ring 84 haben. Die Verwendung der Kombination des Isolierrings 90 und eines zusätzlichen Materials (zum Beispiel Vergussmaterial) kann von der Dicke jedes Materials relativ zum anderen und von den Abmessungen der magnetischen Abschirmungskomponenten (d. h. der innere radiale Ring 82, der äußere radiale Ring 84, der obere axiale Ring 86 und der untere axiale Ring 88) abhängen.
In bestimmten Ausführungsformen der massiven seitlichen Abschirmungsbaugruppe 70 können zwei oder drei des inneren radialen Rings 82, des äußeren radialen Rings 84, des oberen axialen Rings 86 und des unteren axialen Ring 88 als ein einziges Stück ausgebildet werden. Das heißt, zwei oder drei des inneren radialen Rings 82, des äußeren radialen Rings 84, des oberen axialen Rings 86 und des unteren axialen Rings 88 können aus dem magnetisch permeablen Material hergestellt werden, dergestalt, dass zwei oder drei des inneren radialen Rings 82, des äußeren radialen Rings 84, des oberen axialen Rings 86 und des unteren axialen Rings 88 zusammen ausgebildet werden. Zum Beispiel können der innere radiale Ring 82 und der untere axiale Ring 88 aus einem einzigen Stück des magnetisch permeablen Materials hergestellt werden, wodurch ein erstes einzelnes Abschirmungsstück gebildet wird. In der gleichen Weise können der äußere radiale Ring 84 und der obere axiale Ring 86 aus einem einzelnen Stück des magnetisch permeablen Materials hergestellt werden, wodurch ein zweites einzelnes Abschirmungsstück gebildet wird. Diese beiden Stücke können dann um den Stromsensor 12 herum positioniert werden, dergestalt, dass der Stromsensor 12 auf jeder seiner Seiten abgeschirmt werden kann. In der gleichen Weise können der innere radiale Ring 82, der äußere radiale Ring 84 und der obere axiale Ring 86 aus einem einzelnen Stück des magnetisch permeablen Materials hergestellt werden, wodurch ein einzelnes Abschirmungsstück gebildet wird, das um drei Seiten des Stromsensors 12 herum passen kann. Der untere axiale Ring 88 kann dann auf dem resultierenden dreiseitigen Abschirmungsstück zum Abschirmen des Stromsensors 12 vor Rauschen in jeder Richtung positioniert werden. Für diese bestimmten Ausführungsformen kann der Isolierring 90 immer noch die gleiche Form haben wie der obere axiale Ring 86 oder der untere axiale Ring 88, wie in 6 gezeigt. Alternativ kann der Isolierring 90 in anderen Ausführungsformen in Abhängigkeit von seiner Position die gleiche Form haben wie der innere radiale Ring 82 oder der äußere radiale Ring 84, wie oben beschrieben.
Das Gehäuse 72 kann auch einen Deckel 92 umfassen. Der Deckel 92 kann mit der inneren ringförmigen Hohlraumwand 75, der äußeren ringförmigen Hohlraumwand 77, dem inneren radialen Ring 82, dem äußeren radialen Ring 84, dem oberen axialen Ring 86 oder dem unteren axialen Ring 88 unter Verwendung von Befestigungsmitteln, wie zum Beispiel Schrauben und dergleichen, gekoppelt sein. Sobald das Gehäuse 72 unter Verwendung des Deckels 92 miteinander verbunden ist, kann die massive seitliche Abschirmungsbaugruppe 70 effektiv den Strommesswertgeber 10 vor elektrischem oder magnetischem Rauschen, das außerhalb des Gehäuses 72 vorliegen kann, abschirmen.
Wie oben gesagt, kann das Gehäuse 72 aus leitfähigen Materialien bestehen, wie zum Beispiel Aluminium. In einigen Ausführungsformen kann der Deckel 92 mit der äußeren ringförmigen Hohlraumwand 77 gekoppelt sein, um zu verhindern, dass das Gehäuse 72 eine elektrisch leitfähige Hülle um den Stromsensor 12 bildet. Das heißt, der äußere Radius des Deckels 92 kann größer sein als der Radius der äußeren ringförmigen Hohlraumwand 77, dergestalt, dass ein Material und eine elektrische Überlappung und eine elektrische Verbindung zwischen dem Deckel 92 und der äußeren ringförmigen Hohlraumwand 77 vorhanden ist. In diesen Ausführungsformen kann der innere Radius des Deckels 92 größer sein als der Radius der inneren ringförmigen Hohlraumwand 75, dergestalt, dass kein elektrischer Kontakt an diesem Punkt besteht, wodurch die elektrische Kontinuität der elektrisch leitfähigen Hülle, die durch das Gehäuse 72 gebildet wird, unterbrochen wird.
7 zeigt ein Blockschaubild eines Verfahrens 100 zum Montieren der massiven seitlichen Abschirmungsbaugruppe 70, die in 6 veranschaulicht ist. Obgleich das Verfahren 100 im Folgenden ausführlich beschrieben wird, kann das Verfahren 100 auch andere Schritte umfassen, die in 7 nicht gezeigt sind, und die veranschaulichten Schritte können in einer anderen Reihenfolge oder gleichzeitig ausgeführt werden.
Beginnend bei Block 102 kann der innere radiale Ring 82 neben dem Stromsensor 12 angeordnet sein. Als Nächstes kann bei Block 104 der äußere radiale Ring 84 neben der gegenüberliegenden Seite des Stromsensors 12 angeordnet sein. Wie oben angesprochen, können der innere radiale Ring 82 und der äußere radiale Ring 84 dergestalt angeordnet sein, dass sie konzentrisch zueinander sind.
Bei Block 106 kann der Isolierring 90 auf dem inneren radialen Ring 82 angeordnet werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Isolierring 90 auf dem äußeren radialen Ring 84 angeordnet werden. Zum Beispiel kann der Isolierring 90 in einigen Ausführungsformen eine einstückige Struktur sein, die sich sowohl über den inneren radialen Ring 82 als auch über den äußeren radialen Ring 84 erstreckt. Wie oben angesprochen, kann bei Ausführungsformen, in denen der Isolierring 90 lediglich auf einem einzigen radialen Ring angeordnet ist, zusätzliches Material (zum Beispiel Vergussmaterial) auf dem radialen Ring angeordnet oder abgeschieden werden, der nicht durch den Isolierring 90 bedeckt wird.
Nach dem Montieren des Isolierrings 90 kann bei Block 108 der obere axiale Ring 86 auf dem Isolierring 90, dem Stromsensor 12 und dem äußeren radialen Ring 84 angeordnet werden. In einigen Ausführungsformen kann sich der Isolierring 90 über den inneren radialen Ring 82 und den äußeren radialen Ring 84 erstrecken, und der obere axiale Ring 86 kann auf dem Isolierring 90 angeordnet werden, wie oben angemerkt. Und schließlich kann bei Block 110 der untere axiale Ring 88 unter dem Stromsensor 12, dem inneren radialen Ring 82 und dem äußeren radialen Ring 84 angeordnet werden. In einigen Ausführungsformen kann ein Isolierring 90 zwischen dem unteren axialen Ring 88 und mindestens einem des inneren radialen Rings 82 und des äußeren radialen Rings 84 angeordnet werden.
Es versteht sich, dass das Verfahren 100 auch andere Schritte umfassen kann, die oben nicht beschrieben wurden. Zum Beispiel kann das Verfahren 100 umfassen, die montierte Vorrichtung in ein Gehäuse einzusetzen oder den Stromsensor 12 elektrisch mit den Verbindungsstiften 78 zu koppeln. In anderen Ausführungsformen kann das Verfahren 100 umfassen, die montierte Vorrichtung in ein Gehäuse 72 einzusetzen und ein Vergussmaterial abzuscheiden, um die internen Komponenten der Vorrichtung zu stabilisieren.
Obgleich die massive seitliche Abschirmungsbaugruppe 70 so beschrieben wurde, dass sie ein ringförmiges Gehäuse 72, einen ringförmigen Deckel 92 und vier ringförmige Abschirmringe (d. h. den inneren radialen Ring 82, den äußeren radialen Ring 84, den oberen axialen Ring 86 und den unteren axialen Ring 88) aufweist, ist anzumerken, dass die massive seitliche Abschirmungsbaugruppe 70 auch in anderen Formen gebildet werden kann, dergestalt, dass der Strommesswertgeber 10 in die massive seitliche Abschirmungsbaugruppe 70 passen kann. Beispielsweise kann die massive seitliche Abschirmungsbaugruppe 70 einen quadratischen äußeren Rand und einen ringförmigen inneren Rand haben, wie in 8 gezeigt. Daher können das ringförmige Gehäuse 72, der ringförmige Deckel 92, der äußere radiale Ring 84, der obere axiale Ring 86 und der untere axiale Ring 88, wie in 6 gezeigt, dergestalt gebildet werden, dass jedes oben erwähnte Stück einen quadratischen äußeren Rand und einen ringförmigen inneren Rand haben kann, während der Ring 82 ringförmige innere und äußere Ränder haben kann.
In einem weiteren Beispiel kann die massive seitliche Abschirmungsbaugruppe 70 einen achteckigen äußeren Rand und einen ringförmigen inneren Rand haben, wie in 9 gezeigt, oder kann einen sechseckigen äußeren Rand und einen ringförmigen inneren Rand haben, wie in 10 gezeigt. Auf diese Weise können das ringförmige Gehäuse 72, der ringförmige Deckel 92, der äußere radiale Ring 84, der obere axiale Ring 86 und der untere axiale Ring 88, wie in 6 gezeigt, äußere Ränder haben, die gemäß den Formen der äußeren Ränder in den 8 und 9 gebildet sind, während der innere radiale Ring 82 ringförmige innere und äußere Ränder haben kann. Des Weiteren kann in Ausführungsformen, die denen ähneln, die in den 8–10 gezeigt sind, der Isolierring 90 eine elektrische Isolierung um den gesamten Umfang eines oder mehrerer der ringförmigen Abschirmringe und um den gesamten Umfang des Stromsensors 12 bilden.
Wie oben angesprochen, kann der Isolierring 90 die Kontinuität der elektrisch leitfähigen Hülle, die durch die vier Ringe erzeugt wird, unterbrechen. Durch das Unterbrechen der Kontinuität der elektrisch leitfähigen Hülle kann der Isolierring 90 die Schwächung der Magnetfelder verringern, die durch die Ströme hervorgerufen werden, die der Stromsensor 12 messen soll (zum Beispiel Strom I). Infolge dessen kann der Stromsensor 12 verlässlichere und präzisere Messungen vornehmen, insbesondere in Anwendungen, wo der Strommesswertgeber 10 zum Messen sehr kleiner Ströme verwendet wird. Des Weiteren kann das Verwenden einer Komponente (d. h. des Isolierrings 90) zum Erzeugen einer gleichmäßigen elektrischen Isolierung wiederum gleichmäßig die Schwächung in dem Strommesswertgeber 10 reduzieren. Dies kann es ermöglichen, den Strommesswertgeber 10 gleichmäßig herzustellen, und kann die Zuverlässigkeit und Genauigkeit der Vorrichtung über ihren gesamten Lebenszyklus hinweg erhöhen.
Diese schriftliche Beschreibung verwendet Beispiele zum Offenbaren der Erfindung, einschließlich des besten Modus, und auch zu dem Zweck, es einem Fachmann zu ermöglichen, die Erfindung zu praktizieren, einschließlich der Herstellung und Verwendung jeglicher Vorrichtungen oder Systeme und der Ausführung jeglicher hierin aufgenommener Verfahren. Der patentfähige Schutzumfang des im vorliegenden Text beschriebenen Gegenstandes wird durch die Ansprüche definiert und kann auch andere Beispiele umfassen, die dem Fachmann einfallen. Solche anderen Beispiele sollen in den Schutzumfang der Ansprüche fallen, falls sie strukturelle Elemente aufweisen, die sich nicht vom Wortlaut der Ansprüche unterscheiden, oder falls sie äquivalente strukturelle Elemente umfassen, die sich nur unwesentlich vom Wortlaut der Ansprüche unterscheiden.
Eine Vorrichtung umfasst einen ersten axialen Ring, einen ersten radialen Ring, der unter dem ersten axialen Ring angeordnet ist, und einen zweiten radialen Ring, der unter dem ersten axialen Ring angeordnet ist. Der erste radiale Ring und der zweite radiale Ring sind in einer radialen Richtung voneinander beabstandet. Die Vorrichtung umfasst außerdem einen elektrisch nicht-leitenden Isolierring, der zwischen dem ersten axialen Ring und dem ersten radialen Ring angeordnet ist, und einen Stromsensor, der zwischen dem ersten radialen Ring und dem zweiten radialen Ring angeordnet ist. Des Weiteren umfasst die Vorrichtung einen zweiten axialen Ring, der unter dem ersten radialen Ring, dem zweiten radialen Ring und dem Stromsensor angeordnet ist. Der erste axiale Ring, der erste radiale Ring, der zweite radiale Ring und der zweite axiale Ring bilden eine magnetische Abschirmung und eine elektrisch leitfähige Hülle um den Stromsensor. Der Isolierring unterbricht die elektrische Kontinuität der elektrisch leitfähigen Hülle.

Claims

Vorrichtung aufweisend: einen ersten axialen Ring; einen ersten radialen Ring, der unter dem ersten axialen Ring angeordnet ist; einen zweiten radialen Ring, der unter dem ersten axialen Ring angeordnet ist, wobei der erste radiale Ring und der zweite radiale Ring in einer radialen Richtung voneinander beabstandet sind; einen elektrisch nicht-leitenden Isolierring, der zwischen dem ersten axialen Ring und dem ersten radialen Ring angeordnet ist; einen Stromsensor, der zwischen dem ersten radialen Ring und dem zweiten radialen Ring angeordnet ist; und einen zweiten axialen Ring, der unter dem ersten radialen Ring, dem zweiten radialen Ring und dem Stromsensor angeordnet ist; wobei der erste axiale Ring, der erste radiale Ring, der zweite radiale Ring und der zweite axiale Ring eine magnetische Abschirmung und eine elektrisch leitfähige Hülle um den Stromsensor bilden; und wobei der Isolierring die elektrische Kontinuität der elektrisch leitfähigen Hülle unterbricht.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste radiale Ring einen ersten Umfang hat, der Isolierring einen zweiten Umfang hat und der erste Umfang gleich dem zweiten Umfang ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein zweiter Isolierring zwischen dem ersten axialen Ring und dem zweiten radialen Ring angeordnet ist, und/oder einen zweiten Isolierring umfasst, der zwischen dem zweiten axialen Ring und dem ersten radialen Ring und/oder dem zweiten radialen Ring angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Isolierring eine einstückige Struktur umfasst, die sich über den ersten radialen Ring und den zweiten radialen Ring erstreckt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die ein Vergussmaterial umfasst, das zwischen dem ersten axialen Ring und dem zweiten radialen Ring angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Isolierring über einem Abschnitt des ersten radialen Rings angeordnet ist.
Montageverfahren aufweisend: Anordnen eines ersten radialen Rings neben einer ersten Fläche eines Stromsensors; Anordnen eines zweiten radialen Rings neben einer zweiten Fläche des Stromsensors, wobei sich die erste Fläche und die zweite Fläche auf entgegengesetzten Seiten des Stromsensors befinden; Anordnen eines Isolierrings auf dem ersten radialen Ring; Anordnen eines ersten axialen Rings auf dem ersten radialen Ring, dem Stromsensor und dem Isolierring; und Anordnen eines zweiten axialen Rings unter dem ersten radialen Ring, dem Stromsensor und dem zweiten radialen Ring.
System aufweisend: eine Vorrichtung aufweisend: ein Gehäuse; einen ersten axialen Ring, der in dem Gehäuse angeordnet ist; einen ersten radialen Ring, der auf dem ersten axialen Ring angeordnet ist; einen zweiten radialen Ring, der auf dem ersten axialen Ring angeordnet ist, wobei der erste radiale Ring und der zweite radiale Ring in einer radialen Richtung voneinander beabstandet sind; einen Stromsensor, der zwischen dem ersten radialen Ring und dem zweiten radialen Ring angeordnet ist; einen Isolierring, der auf dem ersten radialen Ring angeordnet ist; einen zweiten axialen Ring, der auf dem ersten radialen Ring, dem Stromsensor und dem Isolierring angeordnet ist; einen Deckel, der über dem zweiten axialen Ring angeordnet und mit dem Gehäuse gekoppelt ist, um eine nicht-leitende Hülle zu bilden; und mehrere Verbindungsstifte, die elektrisch mit dem Stromsensor gekoppelt und in dem Gehäuse angeordnet sind; wobei der erste axiale Ring, der erste radiale Ring, der zweite radiale Ring und der zweite axiale Ring eine magnetische Abschirmung und eine elektrisch leitfähige Hülle um den Stromsensor bilden; und wobei der Isolierring die elektrische Kontinuität der elektrisch leitfähigen Hülle unterbricht.
System nach Anspruch 8, das eine Schutzschaltung umfasst, die elektrisch mit der Kalibrierschaltung und/oder den mehreren Verbindungsstiften gekoppelt ist und dafür eingerichtet ist, die Kalibrierschaltung und/oder den Stromsensor vor schädlichen Signalen zu schützen.
System nach Anspruch 8 oder 9, wobei mindestens einer des erstes radialen Rings oder des zweiten radialen Rings eine Wickelbandabschirmung umfasst.