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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sensorvorrichtung zur breitbandigen Messung von Gleich- und Wechselströmen durch einen elektrischen Leiter sowie ein Verfahren zur breitbandigen Messung von Gleich- und Wechselströmen durch einen elektrischen Leiter.
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Exakte Strommessungen sind ein zentrales Element der Leistungselektronik und der EMV-Technik. Dabei folgt üblicherweise die Regelung eines elektronischen Systems unteranderem anhand von durchgeführten Strommessungen. Um einen stabilen Betrieb des elektronischen Systems bei hohen Ansprüchen an die Qualität des Betriebs des elektronischen Systems zu gewährleisten, muss die Strommessung eine Vielzahl von Eigenschaften aufweisen. Zentrale Forderungen an die Strommessung sind dabei eine sehr hohe spektrale Bandbreite, also ein gutes Funktionieren der Strommessung bei niederfrequenten und bei hochfrequenten Wechselströmen, ein geringes Messoffset, eine geringe Messdrift, einen hohen Dynamikbereich und eine phasengenaue Messung. Sensoren zur Strommessung haben üblicherweise nicht die nötige Bandbreite, um das gesamte Spektrum von Gleich- und Wechselströmen ausreichend gut erfassen zu können. Rogowski-Sensoren fehlen beispielsweise niedrige Frequenzen und Gleichstromanteile, während Hall-basierte Sensoren komplizierte Feldkompensation benötigen um wesentlich über 60 Hz hinauszugelangen.
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Zwar existieren prinzipiell Systeme, die mehrere unabhängige Stromsensoren mit jeweils unterschiedlichen Frequenzbereichen digital kombinieren, allerdings werden die meisten Rogowski-Spulen mit analogen Messsystemen bzw. Oszilloskopen, die analoge Signaleingänge erwarten, verwendet. Eine digitale Kombination würde Latenzen mit sich bringen, eine potentiell anschließende erneute Analogwandlung, um sie der weiteren analogen Signalverarbeitung zu übergeben würde die Qualität des Signales merklich verschlechtern und unnötig hohe Kosten verursachen, da alle Wandler hohe spektrale Bandbreite und Auflösung aufweisen müssen.
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Aus der Druckschrift
DE 42 12 461 A1 ist ein Stromsensor mit einem Magnetfeldsensor zur Verwendung bei niedrigen Frequenzen des zu messenden Stromes und einer Spule, in welche von einem Magnetfluss ein Strom induziert wird, zur Verwendung bei hohen Frequenzen des zu messenden Stromes. Die Druckschrift
DE 10 2017 215 722 A1 offenbart einen Stromsensor mit zwei unterschiedlichen Sensoranordnungen zur Messung von Kommutierungsströmen schnell schaltender Halbleiterbauelemente. Aus der Druckschrift
DE 698 02 203 T2 ist ein Strommessgerät mit einer Rogowski-Spule und einem Hall-Sensor bekannt. Ein Signal der Rogowski-Spule und ein Signal des Hall-Sensors werden so bearbeitet, dass sie ein Ausgangssignal zur Abbildung des zu messenden Stromes liefern.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sensorvorrichtung zur Messung eines elektrischen Stromes und ein Verfahren zur Messung des elektrischen Stromes bereitzustellen, welche die oben beschriebenen Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist, sondern eine Möglichkeit bietet, kosteneffizient und genau Wechselströme über einen große Frequenzbereich und Gleichströme zu messen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Sensorvorrichtung zur Messung eines elektrischen Stromes durch einen Leiter, aufweisend einen ersten Stromsensor zur Strommessung in einem ersten Frequenzbereich und zur Ausgabe eines ersten Messsignals sowie einen zweiten Stromsensor zur Strommessung in einem zweiten Frequenzbereich zur Ausgabe eines zweiten Messsignals, wobei die Sensorvorrichtung eine Signalverarbeitungseinheit aufweist, wobei die Signalverarbeitungseinheit dazu konfiguriert ist, das zweite Messsignal anhand eines Vergleichs des zweiten Messsignals mit dem ersten Messsignal in einem Überlappungsbereich des zweiten Frequenzbereiches mit dem ersten Frequenzbereichs zu kalibrieren und aus dem kalibrierten zweiten Messsignal und dem ersten Messsignal ein Breitbandanalogsignal zu erzeugen.
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Die erfindungsgemäße Sensorvorrichtung ermöglicht es, die Messwerte unterschiedlicher Sensoren, welche unterschiedliche Frequenzbereiche abdecken, zu kombinieren und ein einziges Breitbandsignal auszugeben. Der Fachmann versteht, dass ein Frequenzbereich auch eine Frequenz von 0 Hz umfassen kann, dass also auch ein Gleichstrom in einem Frequenzbereich liegen kann.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Stromsensor eine Rogowski-Spule ist. Eine Rogowski-Spule ist eine toroidförmige Luftspule. Ein elektrisch leitfähiger Draht wird um einen ringförmigen Kern aus Luft zu einem nahezu geschlossenen Kreissegment gewickelt und magnetisch neutral vom Ende der Wicklung durch den Kern zum Anfang der Wicklung zurückgeführt. Wird die Rogowski-Spule auf einen Leiter gesteckt, so induziert das wechselnde Magnetfeld eines durch den Leiter fließenden Wechselstromes eine Spannung in der Rogowski-Spule. Üblicherweise wird die Spannung in der Rogowski-Spule hochohmig gemessen, sodass der Strom in der Rogowski-Spule nahezu null ist und damit die induzierte Spannung proportional zur zeitlichen Ableitung des zu messenden Wechselstromes ist. Eine Rogowski-Spule erlaubt sehr hohe Bandbreiten vom Millihertz- bis in den Megahertzbereich. Die Rogowski-Spule im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine Rogowski-Steinhaus-Chattock-Spule.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der zweite Stromsensor ein Magnetfeldsensor ist. Mit Hilfe des Magnetfeldsensors ist es vorteilhaft möglich, einen Gleichstrom im Leiter anhand des Magnetfeldes des Gleichstromes zu messen. Vorzugsweise ist der Magnetfeldsensor ein Hall-Sensor. Dies ermöglicht, statt lediglich der Magnitude des Magnetfeldes auch eine Richtungsabhängigkeit des Magnetfeldes zu detektieren. Das ist insbesondere vorteilhaft, sollte die Stromrichtung erfasst werden sollen. Denkbar ist aber auch die Verwendung von GMR- oder TMR-Sensoren.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Signalverarbeitungseinheit dazu konfiguriert ist, mit einem Frequenzfilter aus dem zweiten Messsignal ein Vergleichssignal im Überlappungsbereich zu extrahieren, mittels eines Differenzverstärkers das Vergleichssignal vom ersten Messsignal abzuziehen und so ein Differenzsignal zu erhalten, mittels eines Anpassungselementes das Differenzsignal zu bearbeiten, das bearbeitete Differenzsignal mit 1 zu addieren und damit ein Kalibriersignal zu erhalten und das Kalibriersignal mit dem zweiten Messsignal mittels eines Multiplizierers zu einem kalibrierten zweiten Messsignal zu multiplizieren. Damit ist es vorteilhaft möglich, das erste Messsignal und das zweite Messsignal in der Amplitude aufeinander anzupassen, also zu kalibrieren. Vorzugsweise weist die Signalverarbeitungseinheit ausschließlich analoge Bauteile auf, was kaum Latenzen entstehen lässt.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Frequenzfilter ein Hochpassfilter ist. Dies ermöglicht es, aus dem zweiten Frequenzbereich ausschließlich hohe Frequenzen zu Kalibrierung zu nutzen. Ist der zweite Stromsensor beispielsweise ein Magnetfeld-Sensor und der erste Stromsensor eine Rogowski-Spule, so liegt der Überlappungsbereich bei hohen Frequenzen des zweiten Frequenzbereichs und niedrigen Frequenzen des ersten Frequenzbereichs. Übrige Frequenzen, welche nicht im Überlappungsbereich liegen, werden nicht zur Kalibrierung verwendet.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Anpassungselement ein Tiefpassfilter oder ein Proportional-Integral-Glied ist. Das Anpassungselement filtert die Rückkopplung der Verstärkung und legt deren Dynamik fest. Vorzugsweise ist das Anpassungselement langsam genug, um nicht mit niedrigfrequenten Messsignalen zu oszillieren, aber schnell genug, um potentiellen mechanischen Lageveränderungen der Sensorvorrichtung relativ zum Leiter kompensieren zu können.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Multiplizierer eine Gilbert-Zelle oder ein Variable-Gain-Amplifier ist.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Sensorvorrichtung einen dritten Stromsensor zur Strommessung in einem dritten Frequenzbereich zur Ausgabe eines dritten Messsignals aufweist, wobei die Signalverarbeitungseinheit weiterhin dazu konfiguriert ist, das dritte Messsignal anhand eines Vergleichs des dritten Messsignals mit dem ersten Messsignal in einem weiteren Überlappungsbereich des dritten Frequenzbereiches mit dem ersten Frequenzbereichs zu kalibrieren und mit dem kalibrierten dritten Messsignal, dem kalibrierten zweiten Messsignal und dem ersten Messsignal das Breitbandsignal zu erzeugen, wobei vorzugsweise der dritte Stromsensor eine weitere Rogowski-Spule ist, wobei die weitere Rogowski-Spule weniger Windungen aufweist als die Rogowski-Spule. Dies ermöglicht eine Strommessung über einen noch breiteren Frequenzbereich. Rogowski-Spulen mit wenigen Windungen eignen sich für höhere Frequenzen, während sich Rogowski-Spulen mit einer größeren Anzahl von Windungen für niedrigere Frequenzen eignen.
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Vorzugsweise ist dazu vorgesehen, dass die Signalverarbeitungseinheit dazu konfiguriert ist, mit einem weiteren Frequenzfilter aus dem dritten Messsignal ein weiteres Vergleichssignal im weiteren Überlappungsbereich zu extrahieren, mittels eines weiteren Differenzverstärkers das weitere Vergleichssignal vom ersten Messsignal abzuziehen und so ein weiteres Differenzsignal zu erhalten, mittels eines weiteren Anpassungselementes das weitere Differenzsignal zu bearbeiten, das bearbeitete weitere Differenzsignal mit 1 zu addieren und damit ein weiteres Kalibriersignal zu erhalten und das weitere Kalibriersignal mit dem dritten Messsignal mittels eines weiteren Multiplizierers zu einem kalibrierten dritten Messsignal zu multiplizieren, wobei vorzugsweise der weitere Frequenzfilter ein erster weiterer Tiefpassfilter ist und/oder das weitere Anpassungselement ein zweiter weiterer Tiefpassfilter oder ein weiteres Proportional-Integral-Glied ist und/oder der weitere Multiplizierer eine weitere Gilbert-Zelle oder ein weiterer Variable-Gain-Amplifier ist.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Signalverarbeitungseinheit zum Erzeugen des Breitbandsignals einen analogen Summierer zum Addieren des ersten Messsignals und des kalibrierten zweiten Messsignals und vorzugsweise des kalibrierten Messsignals aufweist. Das analoge Addieren ermöglicht es, ein einzelnes Breitbandsignal mit geringsten Latenzen zu erhalten.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass wobei die Signalverarbeitungseinheit einen dritten weiteren Tiefpassfilter zum Limitieren des kalibrierten zweiten Messsignals aufweist und/oder die Signalverarbeitungseinheit einen weiteren Hochpassfilter zum Limitieren des kalibrierten dritten Messsignals aufweist und/oder die Signalverarbeitungseinheit einen Bandfilter zum Limitieren des ersten Messsignals aufweist. Dies verbessert das Signal-zu-Rausch-Verhältnis und ermöglicht so eine verbesserte Messqualität.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Signalverarbeitungseinheit zum Erzeugen des Breitbandsignals einen analogen Summierer zum Addieren des ersten Messsignals oder des limitierten ersten Messsignals und des kalibrierten zweiten Messsignals oder des limitierten kalibrierten zweiten Messsignals und vorzugsweise des kalibrierten dritten Messsignals oder des limitierten kalibrierten dritten Messsignals aufweist. Das analoge Addieren ermöglicht es, ein einzelnes Breitbandsignal mit geringsten Latenzen zu erhalten.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Stromsensor und der zweite Stromsensor auf einer Manschette zum Umschließen des Leiters angeordnet sind, wobei vorzugsweise die Signalverarbeitungseinheit auf der Manschette angeordnet ist und/oder der dritte Stromsensor auf der Manschette angeordnet ist. Dies ermöglicht eine genaue und sichere Positionierung der Sensorvorrichtung. Vorzugsweise weist die Manschette einen Verschluss zum sicheren Umschließen des Leiters auf. Denkbar ist, dass der Verschluss dazu geeignet ist, die Rogowski-Spule und/oder die weitere Rogowski-Spule zu schließen.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Manschette aus Kunststoff und/oder Leder gefertigt ist. Dies verbessert Qualität der Messung dadurch, dass die Manschette keine Magnetfelder beeinflusst.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung zur Lösung der eingangs formulierten Aufgabe ist ein Verfahren zur Messung eines elektrischen Stromes durch einen Leiter mit einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung, wobei mit dem ersten Stromsensor der Strom im ersten Frequenzbereich gemessen und das erste Messsignal ausgegeben wird und mit dem zweiten Stromsensor der Strom im zweiten Frequenzbereich gemessen und das zweite Messsignal ausgegeben wird, wobei von der Signalverarbeitungseinheit das zweite Messsignal anhand des Vergleichs des zweiten Messsignals mit dem ersten Messsignal im Überlappungsbereich kalibriert wird und aus dem kalibrierten zweiten Messsignal und dem ersten Messsignal ein Breitbandanalogsignal erzeugt wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, die Messwerte unterschiedlicher Sensoren, welche unterschiedliche Frequenzbereiche abdecken, zu kombinieren und ein einziges Breitbandsignal auszugeben.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass von der Signalverarbeitungseinheit mit dem Frequenzfilter aus dem zweiten Messsignal ein Vergleichssignal im Überlappungsbereich extrahiert wird, mittels eines Differenzverstärkers das Vergleichssignal vom ersten Messsignal abgezogen wird und so ein Differenzsignal erzeugt wird, wobei mittels des Anpassungselementes das Differenzsignal bearbeitet wird, wobei das bearbeitete Differenzsignal mit 1 addiert wird, wobei das mit 1 addierte Differenzsignal als Kalibiersignal mit dem zweiten Messsignal mittels des Multiplizierers zu einem kalibrierten zweiten Messsignal multipliziert wird, wobei vorzugsweise das Vergleichssignal mit einem Hochpassfilter extrahiert wird und/oder das Differenzsignal mit einem Tiefpassfilter oder einem Proportional-Integral-Glied bearbeitet wird und/oder als Multiplizierer eine Gilbert-Zelle oder ein Variable-Gain-Amplifier verwendet wird. Damit ist es vorteilhaft möglich, das erste Messsignal und das zweite Messsignal in der Amplitude aufeinander anzupassen, also zu kalibrieren. Vorzugsweise wird die Kalibrierung mit ausschließlich analogen Bauteile durchgeführt, was kaum Latenzen entstehen lässt.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass mit dem dritten Stromsensor der Strom im dritten Frequenzbereich gemessen und das dritte Messsignal ausgegeben wird, wobei von der Signalverarbeitungseinheit das dritte Messsignal anhand eines Vergleichs des dritten Messsignals mit dem ersten Messsignal im weiteren Überlappungsbereich kalibriert wird und mit dem kalibrierten dritten Messsignal, dem kalibrierten zweiten Messsignal und dem ersten Messsignal das Breitbandsignal erzeugt wird, wobei vorzugsweise von der Signalverarbeitungseinheit mit dem weiteren Frequenzfilter aus dem dritten Messsignal das weitere Vergleichssignal im weiteren Überlappungsbereich extrahiert wird, wobei mittels des weiteren Differenzverstärkers das weitere Vergleichssignal vom ersten Messsignal abgezogen wird und so das weiteres Differenzsignal erhalten wird, wobei mittels des weiteren Anpassungselementes das weitere Differenzsignal bearbeitet wird, wobei das bearbeitete weitere Differenzsignal mit 1 addiert wird, wobei das mit 1 addierte weitere Differenzsignal als weiteres Kalibriersignal mit dem dritten Messsignal mittels des weiteren Multiplizierers zu einem kalibrierten dritten Messsignal zu multipliziert wird, wobei besonders bevorzugt als weitere Frequenzfilter ein erster weiterer Tiefpassfilter verwendet wird und/oder als weiteres Anpassungselement ein zweiter weiterer Tiefpassfilter oder ein weiteres Proportional-Integral-Glied verwendet wird und/oder als weiterer Multiplizierer eine weitere Gilbert-Zelle oder ein weiterer Variable-Gain-Amplifier verwendet wird. Dies ermöglicht eine Strommessung über einen noch breiteren Frequenzbereich.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass zum Erzeugen des Breitbandsignals ein analoger Summierer zum Addieren des ersten Messsignals und des kalibrierten zweiten Messsignals und vorzugsweise des kalibrierten Messsignals verwendet wird. Das analoge Addieren ermöglicht es, ein einzelnes Breitbandsignal mit geringsten Latenzen zu erhalten.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass von der Signalverarbeitungseinheit mit dem dritten weiteren Tiefpassfilter das kalibrierte zweite Messsignals limitiert wird und/oder mit dem weiteren Hochpassfilter das kalibrierten dritten Messsignals limitiert wird und/oder mit dem Bandfilter das erste Messsignals limitiert wird. Dies verbessert das Signal-zu-Rausch-Verhältnis und ermöglicht so eine verbesserte Messqualität.
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Alle zuvor offenbarten Einzelheiten, Merkmale und Vorteile beziehen sich sowohl auf die erfindungsgemäße Sensorvorrichtung als auch auf das erfindungsgemäße Verfahren.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung, welche den Erfindungsgedanken nicht einschränken.
- 1 illustriert schematisch eine Sensorvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 2 zeigt ein Schaltschema einer Sensorvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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In 1 ist schematisch eine Sensorvorrichtung 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zur Messung eines durch den Leiter 2 fließenden elektrischen Stromes dargestellt. Auf der ledernen Manschette 7 sind der erste Stromsensor 3, der zweite Stromsensor 4, der dritte Stromsensor 5 und die Signalverarbeitungseinheit 6 angeordnet. Die Manschette lässt sich mit dem Verschluss 8 so zusammenfügen, dass sie den Leiter 2 umschließt. Der erste Stromsensor 3 ist eine Rogowski-Spule. Der dritte Stromsensor 5 ist eine weitere Rogowski-Spule, wobei die weitere Rogowski-Spule weniger Windungen aufweist als die Rogowski-Spule des ersten Stromsensors 3. Damit ist der dritte Stromsensor 5 zur Messung von Wechselströmen mit höheren Frequenzen geeignet, als es der erste Stromsensor 3 ist. Der zweite Stromsensor 4 ist ein Hall-Sensor und eignet sich zur Messung von Gleichströmen und niedrigfrequenten Wechselströmen. Die Sensorvorrichtung 1 weist ferner den Ausgang 9 auf, über welchen das Breitbandanalogsignal ausgegeben wird.
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2 zeigt ein Schaltschema einer Sensorvorrichtung 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit der Signalverarbeitungseinheit 6. Zu erkennen sind der erste Stromsensor 3, der zweite Stromsensor 4 mit der Stromquelle 4' zur Speisung des zweiten Stromsensors 4 und der dritte Stromsensor 5. Die Stromsensoren 3, 4, 5 sind jeweils an ein Signalaufbereitungselement 10 angeschlossen, welche zum durch den jeweiligen Stromsensor 3, 4, 5 gemessenen Strom proportionale Messsignale erzeugen. Die Stromsensoren 3, 4, 5 sind geeignet, elektrische Ströme in unterschiedlichen Frequenzbereichen zu messen. Der erste Stromsensor 3 ist eine Rogowski-Spule zur Messung von Wechselströmen mit niedrigen bis mittleren Frequenzen und erzeugt zusammen mit dem Signalaufbereitungselement 10 das erste Messsignal. Der zweite Stromsensor 4 ist ein Hall-Sensor zur Messung von Gleichströmen und Wechselströmen mit niedrigen Frequenzen und erzeugt zusammen mit dem Signalaufbereitungselement 10 das zweite Messsignal, welches wie nachfolgend beschrieben einer Kalibrierung unterzogen wird. Der dritte Stromsensor 5 ist eine weitere Rogowski-Spule zur Messung von Wechselströmen mit mittleren bis hohen Frequenzen und erzeugt zusammen mit dem Signalaufbereitungselement 10 das dritte Messsignal, welches ebenfalls wie nachfolgend beschrieben einer Kalibrierung unterzogen wird.
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Aus dem zweiten Messsignal wird von dem Frequenzfilter 11, hier ein Hochpassfilter, das Vergleichssignal extrahiert, welches der Teil des zweiten Messsignals ist, welcher bezogen auf die Frequenzen in einem Bereich liegt, welcher durch den ersten Stromsensor 3 und den zweiten Stromsensor 4 abgedeckt wird. Anschließend wird das Vergleichssignal mit dem Differenzverstärker 12 vom ersten Messsignal abgezogen. Dadurch wird das Differenzsignal erzeugt. Das Differenzsignal wird seinerseits durch das Anpassungselement 13, welches hier als Tiefpassfilter ausgeführt ist, bearbeitet. Dadurch kann die Dynamik der Nachjustierung der Verstärkung zur Kalibrierung festgelegt werden. Anschließend wird das Differenzsignal mittels einer Addiereinheit 14 mit 1 addiert und im Multiplizierer 15, welcher hier als Gilbert-Zelle ausgeführt ist, mit dem zweiten Messsignal multipliziert. Dies erlaubt die Kalibrierung des zweiten Messsignals, also die Anpassung der Amplitude des zweiten Messsignals an die Amplitude des ersten Messsignals.
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Die Kalibrierung des dritten Messsignals erfolgt analog. Aus dem dritten Messsignal wird von dem weiteren Frequenzfilter 11', hier ein erster weiterer Tiefpassfilter, das weitere Vergleichssignal extrahiert, welches der Teil des dritten Messsignals ist, welcher bezogen auf die Frequenzen in einem Bereich liegt, der durch den ersten Stromsensor 3 und den dritten Stromsensor 5 abgedeckt wird. Anschließend wird das weitere Vergleichssignal mit dem weiteren Differenzverstärker 12' vom ersten Messsignal abgezogen. Dadurch wird das weitere Differenzsignal erzeugt. Das weitere Differenzsignal wird seinerseits durch das weitere Anpassungselement 13', welches hier als zweiter weiterer Tiefpassfilter ausgeführt ist, bearbeitet. Dadurch kann die Dynamik der Nachjustierung der Verstärkung zur Kalibrierung festgelegt werden. Anschließend wird das weitere Differenzsignal mittels einer weiteren Addiereinheit 14' mit 1 addiert und im weiteren Multiplizierer 15', welcher hier als weitere Gilbert-Zelle ausgeführt ist, mit dem dritten Messsignal multipliziert. Dies erlaubt die Kalibrierung des dritten Messsignals, also die Anpassung der Amplitude des dritten Messsignals an die Amplitude des ersten Messsignals.
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Da in den Frequenzbereichen, in welchen der jeweilige Stromsensor 3, 4, 5 nicht besonders sensitiv ist, verstärkt Rauschen erzeugt wird, weist die Signalverarbeitungseinheit 6 der Sensorvorrichtung 1 optional ferner den dritten weiteren Tiefpassfilter 16 auf, mit welchem das kalibrierte zweite Messsignal so limitiert wird, dass die Frequenzbereiche mit geringer Sensitivität des zweiten Stromsensors 4 herausgefiltert werden. Weiterhin weist die Signalverarbeitungseinheit 6 der Sensorvorrichtung 1 optional den weiteren Hochpassfilter 16' auf, mit welchem das kalibrierte dritte Messsignal so limitiert wird, dass die Frequenzbereiche mit geringer Sensitivität des dritten Stromsensors 5 herausgefiltert werden. Schließlich weist die Signalverarbeitungseinheit 6 der Sensorvorrichtung 1 optional das Bandfilter16" auf, mit welchem das erste Messsignal so limitiert wird, dass die Frequenzbereiche mit geringer Sensitivität des ersten Stromsensors 3 herausgefiltert werden.
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Die kalibrierten und limitierten Messsignale werden sodann mittels des analogen Summierers 20 mit den Widerständen R1 - R4 und dem Operationsverstärker 20' addiert und als Breitbandanalogsignal über den Ausgang 9 ausgegeben.
