DE102019121385A1 - Vorrichtung und verfahren zum montieren eines magnetfeldsensor-chips an einer stromschiene - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum montieren eines magnetfeldsensor-chips an einer stromschiene Download PDF

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Robert Hermann
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Abstract

Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Strommesssystem (200). Das Strommesssystem (200) umfasst eine Stromschiene (10), einen mit einem Sensorgehäuse (22) ummantelten Magnetfeldsensor-Chip (23), wobei eine Geometrie des Sensorgehäuses (22) von einer Geometrie der Stromschiene (10) unabhängig ist, und ein an die Geometrie der Stromschiene (10) angepasstes Adapterstück (24) für die Aufnahme des Sensorgehäuses (22), wobei das Adapterstück (24) an der Stromschiene (10) fixierbar ist, wobei der Magnetfeldsensor-Chip (23) in einer vorbestimmten Messposition fixiert ist, wenn das Sensorgehäuse (22) in das fixierte Adapterstück (24) aufgenommenen ist.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft Vorrichtungen und Verfahren zum Messen eines elektrischen Stromes durch eine Stromschiene mittels Magnetfeldsensoren.
  • Hintergrund
  • Derartige Vorrichtungen und Verfahren sind für vielerlei Anwendungen interessant, wie zum Beispiel zum Messen von elektrischen Strömen in Elektrofahrzeugen. Hier können elektrische Ströme durch Stromschienen zwischen Batterie und Antriebseinheit eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs gemessen werden. Die erfassten Ströme können dann beispielsweise als Grundlage für Elektromotor- und/oder Batterie-Regelsysteme dienen. Die Strommessung kann zum Beispiel mittels Magnetfeldsensoren erfolgen. Typische Magnetfeldsensoren umfassen Hall-Sensoren oder magnetoresistive Sensoren. Um Messungen robust gegen magnetische Streufelder zu machen, können differentielle Magnetfeldsensorkonzepte verwendet werden. Die Sensoren müssen dabei häufig auf verschiedene Stromschienen bzw. Einbausituationen zugeschnitten werden, was zu individuellen, komplexen und damit teuren Fertigungsprozessen von Sensorvorrichtungen führen kann.
  • Es besteht daher ein Bedarf an weniger Komplexität und Kosten.
  • Zusammenfassung
  • Dies wird gelöst durch Vorrichtungen und Verfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Strommesssystem bereitgestellt. Das Strommesssystem umfasst eine Stromschiene und einen mit einem Sensorgehäuse ummantelten Magnetfeldsensor-IC (IC = integrated circuit) bzw. Magnetfeldsensor-Chip. Eine Geometrie des Sensorgehäuses des Chips ist dabei von einer Geometrie der Stromschiene unabhängig. Denn es ist weiterhin ein an die Geometrie der Stromschiene angepasstes Adapterstück zur Aufnahme des Magnetfeldsensor-Chips inklusive Sensorgehäuse vorgesehen, wobei das Adapterstück derart an der Stromschiene fixierbar ist, dass der Magnetfeldsensor-Chip in einer vorbestimmten Messposition fixiert ist, wenn dessen Sensorgehäuse in das fixierte Adapterstück aufgenommenen ist.
  • Somit braucht der Fertigungsprozess des Magnetfeldsensor-Chips bzw. seines Sensorgehäuses nicht individuell auf verschiedene Stromschienen zugeschnitten werden. Anpassungen an verschiedene Stromschienen und/oder Einbausituationen können mit dem Adapterstück vorgenommen werden. Das Adapterstück kann beispielsweise als preiswertes Kunststoffteil gefertigt sein.
  • Gemäß manchen Ausführungsbeispielen weist die Stromschiene eine Öffnung bzw. ein Loch auf und das Adapterstück mit dem darin aufgenommenen bzw. untergebrachten Sensorgehäuse ist in der Öffnung fixiert. Das Adapterstück samt Magnetfeldsensor-Chip kann beispielsweise durch die Stromschiene gesteckt werden. Gemäß manchen Ausführungsbeispielen bildet das Adapterstück also eine Hälfte einer Steckverbindung mit der Stromschiene. Die Außenkontur des Adapterstücks ist an die Stromschiene angepasst, die Innenkontur des Adapterstücks ist an das Sensorgehäuse angepasst.
  • Gemäß manchen Ausführungsbeispielen weist das Adapterstück einen ersten Abschnitt mit einem größeren Außendurchmesser als die Öffnung auf und einen zweiten durch die Öffnung passenden Abschnitt auf, so dass das Adapterstück in montiertem Zustand den Magnetfeldsensor-Chip relativ zur Stromschiene in der vorbestimmten Messposition fixiert. Dies kann insbesondere bei differenziellen Magnetfeldsensoren nützlich sein, wo eine möglichst symmetrische Platzierung der Sensorelemente um die Stromschiene herum angestrebt wird.
  • Der Magnetfeldsensor-Chip gemäß manchen Ausführungsbeispielen wenigstens zwei Magnetfeldsensorelemente (zum Beispiel zwei Hall-Sensoren) zur differenziellen Magnetfeldmessung umfassen und das Adapterstück kann ausgebildet sein, um die Magnetfeldsensorelemente in montiertem Zustand symmetrisch um einen stromführenden Abschnitt der Stromschiene zu positionieren.
  • Gemäß manchen Ausführungsbeispielen weist der zweite Abschnitt des Adapterstücks ein Außengewinde auf, um das Adapterstück mit einer Mutter an der Stromschiene zu befestigen.
  • Gemäß manchen Ausführungsbeispielen weist das Adapterstück zusätzlich oder alternativ einen Clipmechanismus auf, der ausgebildet ist, um das Adapterstück formschlüssig an der Stromschiene zu befestigen. Dabei können Clips des Adapterstücks mit der Stromschiene eine Rastverbindung bilden.
  • Gemäß manchen Ausführungsbeispielen weist das Adapterstück zusätzlich oder alternativ einen Clipmechanismus auf, der ausgebildet ist, um das Sensorgehäuse verliersicher in dem Adapterstück zu halten. Dabei können Clips des Adapterstücks mit dem Sensorgehäuse eine Rastverbindung bilden. Zusätzlich oder alternativ kann das Sensorgehäuse auch in das Adapterstück geklebt, gequetscht oder eingeschrumpft sein.
  • Gemäß manchen Ausführungsbeispielen ist das Adapterstück aus einem elektrisch isolierenden Material, wie zum Beispiel Kunststoff, gebildet. Somit kann es den Magnetfeldsensor-Chip zusätzlich gegen die Stromschiene isolieren.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein Verfahren zur Strommessung. Dabei wird ein Magnetfeldsensorchip in einem stromschienenunspezifischen Sensorchipgehäuse mittels eines stromschienenspezifischen Adapterstücks an eine Stromschiene montiert. Gemäß Ausführungsbeispielen umfasst ein Verfahren zum Montieren eines Magnetfeldsensor-Chips an eine Stromschiene ein Ummanteln des Magnetfeldsensor-Chips mit einem Sensorgehäuse, dessen Geometrie von einer Geometrie der Stromschiene unabhängig ist. Das Sensorgehäuse wird in einem Adapterstück untergebracht, das an die Geometrie der Stromschiene angepasst ist. Das Adapterstück mit Magnetfeldsensor-Chip wird dann an der oder relativ zu der Stromschiene montiert. Eine Anpassung des Magnetfeldsensor-Chips bzw. des Sensorgehäuses an die Stromschiene findet also über das Adapterstück statt.
  • Gemäß manchen Ausführungsbeispielen fixiert das Adapterstück den Magnetfeldsensor-Chip im Sensorgehäuse in montiertem Zustand relativ zur Stromschiene in einer vorbestimmten Messposition.
  • Gemäß manchen Ausführungsbeispielen wird das Adapterstück mit dem darin aufgenommenen Sensorgehäuse in einer Öffnung der Stromschiene fixiert.
  • Gemäß manchen Ausführungsbeispielen umfasst das Montieren des Adapterstücks an der oder relativ zur Stromschiene eine Steckverbindung zwischen Adapterstück und Stromschiene.
  • Figurenliste
  • Einige Beispiele von Vorrichtungen und/oder Verfahren werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Figuren lediglich beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
    • 1A, B konventionelle Anordnungen von differentiellen Magnetfeldsensoren an Stromschienen
    • 2A-C Strommesssysteme mit Adapterstücken gemäß der vorliegenden Offenbarung;
    • 3A-C unterschiedliche Mechanismen, um ein Adapterstück an einer Stromschiene zu befestigen;
    • 4A eine Befestigungsvariante für geschlitzte Stromschienen;
    • 4B einen Adapter für zwei parallel verlaufende Stromschienen;
    • 4C ein Adapterstück zum Einrasten in ein Steckergegenstück oder eine Leiterplatte; und
    • 5 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Montieren eines Magnetfeldsensor-Chips an einer Stromschiene;
  • Beschreibung
  • Verschiedene Beispiele werden nun ausführlicher Bezug nehmend auf die beiliegenden Figuren beschrieben, in denen einige Beispiele dargestellt sind. In den Figuren können die Stärken von Linien, Schichten und/oder Bereichen zur Verdeutlichung übertrieben sein.
  • Während sich weitere Beispiele für verschiedene Modifikationen und alternative Formen eignen, sind dementsprechend einige bestimmte Beispiele derselben in den Figuren gezeigt und werden nachfolgend ausführlich beschrieben. Allerdings beschränkt diese detaillierte Beschreibung weitere Beispiele nicht auf die beschriebenen bestimmten Formen. Weitere Beispiele können alle Modifikationen, Entsprechungen und Alternativen abdecken, die in den Rahmen der Offenbarung fallen. Gleiche oder ähnliche Bezugszeichen beziehen sich in der gesamten Beschreibung der Figuren auf gleiche oder ähnliche Elemente, die bei einem Vergleich miteinander identisch oder in modifizierter Form implementiert sein können, während sie die gleiche oder eine ähnliche Funktion bereitstellen.
  • Es versteht sich, dass, wenn ein Element als mit einem anderen Element „verbunden“ oder „gekoppelt“ bezeichnet wird, die Elemente direkt, oder über ein oder mehrere Zwischenelemente, verbunden oder gekoppelt sein können. Wenn zwei Elemente A und B unter Verwendung eines „oder“ kombiniert werden, ist dies so zu verstehen, dass alle möglichen Kombinationen offenbart sind, d. h. nur A, nur B sowie A und B, sofern nicht explizit oder implizit anders definiert. Eine alternative Formulierung für die gleichen Kombinationen ist „zumindest eines von A und B“ oder „A und/oder B“. Das Gleiche gilt, mutatis mutandis, für Kombinationen von mehr als zwei Elementen.
  • Die Terminologie, die hier zum Beschreiben bestimmter Beispiele verwendet wird, soll nicht begrenzend für weitere Beispiele sein. Wenn eine Singularform, z. B. „ein, eine“ und „der, die, das“ verwendet wird und die Verwendung nur eines einzelnen Elements weder explizit noch implizit als verpflichtend definiert ist, können weitere Beispiele auch Pluralelemente verwenden, um die gleiche Funktion zu implementieren. Wenn eine Funktion nachfolgend als unter Verwendung mehrerer Elemente implementiert beschrieben ist, können weitere Beispiele die gleiche Funktion unter Verwendung eines einzelnen Elements oder einer einzelnen Verarbeitungsentität implementieren. Es versteht sich weiterhin, dass die Begriffe „umfasst“, „umfassend“, „aufweist“ und/oder „aufweisend“ bei Gebrauch das Vorhandensein der angegebenen Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Prozesse, Elemente, Komponenten und/oder einer Gruppe derselben präzisieren, aber nicht das Vorhandensein oder das Hinzufügen eines oder mehrerer anderer Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Prozesse, Elemente, Komponenten und/einer Gruppe derselben ausschließen.
  • Sofern nicht anderweitig definiert, werden alle Begriffe (einschließlich technischer und wissenschaftlicher Begriffe) hier in ihrer üblichen Bedeutung auf dem Gebiet verwendet, zu dem Beispiele gehören.
  • Stromschienen, häufig auch Sammelschienen genannt, sind Bauelemente in der elektrischen Energieversorgung und dienen dazu, elektrische Energie aufgrund eines Stromflusses von einer ersten elektrischen Einrichtung zu einer zweiten elektrischen Einrichtung oder umgekehrt zu führen. Elektrische Einrichtungen können beispielsweise elektrische Verbraucher sein, in denen zugeführte elektrische Energie zur Ausführung einer bestimmungsgemäßen Funktion genutzt wird, sowie Energiequellen, wie beispielsweise elektrische Generatoren auf Basis von elektrischen Maschinen, optoelektrische Wandler wie beispielsweise Solarzellen oder dergleichen, Brennstoffzellen und/oder dergleichen. Stromschienen weisen neben einer hohen elektrischen Leitfähigkeit eine geeignete mechanische Festigkeit auf, so dass der Einfluss von mechanischen Kräften, wie sie beispielsweise bei Überströmen auftreten können, von der Stromschiene geführt werden können, ohne dass deren bestimmungsgemäße Funktion im Wesentlichen beeinträchtigt wird. Häufig sind Stromschienen darüber hinaus thermisch hoch belastbar, so dass sie auch in thermisch exponierten Bereichen ihre bestimmungsgemäße Funktion im Wesentlichen zuverlässig ausführen. Eine Stromschiene weist in der Regel einen Grundkörper aus einem elektrisch leitfähigen Werkstoff auf, der Anschlüsse für die elektrischen Einrichtungen wie die erste und die zweite elektrische Einrichtung bereitstellt. Als Werkstoff wird häufig ein Metall wie Aluminium, Kupfer, Legierungen hiervor, gegebenenfalls mit weiteren Metallen, und/oder dergleichen verwendet. Stromschienen finden nicht nur in der stationären Energieverteilung Verwendung, sondern finden sich darüber hinaus auch in elektrischen Anlagen von Fahrzeugen sowie weiteren elektrischen Einrichtungen, in denen elektrische Energie insbesondere in größerem Umfang verteilt wird.
  • Einige konventionelle Systeme zur Strommessung in Stromschienen mit differentiellen Magnetfeldsensoren verwenden auf einer Leiterplatte montierte Sensoren zusammen mit einem Stecker. Derartige konventionelle Strommessanordnungen sind in den 1A und 1B gezeigt.
  • Die 1A zeigt eine Stromschiene 10 mit einem in der Stromschiene vorgesehenen Loch 12. Ein differenzieller Magnetfeldsensor 14 mit differenziellen Hall-Zellen einschließlich einer Leiterplatte 16 ist in dem Loch innerhalb der Stromschiene 10 so angeordnet, dass sich eine Sensorzelle oberhalb der oberen Stromschienenoberfläche und eine andere Sensorzelle symmetrisch dazu unterhalb der unteren Stromschienenoberfläche befindet. Typischerweise ist der Magnetfeldsensor 14 einschließlich der Leiterplatte 16 umspritzt, um den Magnetfeldsensor 14 gegen die Stromschiene 10 zu isolieren und gegen Umwelteinflüsse zu schützen.
  • Die 1B zeigt verschiedene alternative Anordnungen von Magnetfeldsensoren and Stromschienen, bei denen jeweils ein stromführender Bereich 18 der Stromschiene 10 durch senkrecht zur Längsachse der Stromschiene eingebrachte Schlitze 20 verengt ist. Der differenzielle Magnetfeldsensor 14 ist jeweils auf der Oberfläche der Stromschiene 10 positioniert. Die zwei Hall-Zellen befinden sich jeweils in der Nähe der Enden der Schlitze 20, mit denen der stromführende Schienenquerschnitt eingeengt wird. Ein Nachteil solcher konventionellen Implementierungen kann in der Erhöhung des Schienenwiderstands gesehen werden.
  • Den in 1A, B gezeigten bekannten Messsystem ist gemein, dass die Magnetfeldsensoren jeweils an die Stromschiene bzw. eine spezielle Einbausituation angepasst werden müssen. Dies ist aufwändig und damit kostspielig.
  • Demgegenüber wird durch die vorliegende Offenbarung ein Konzept zur Strommessung an Stromschienen bereitgestellt, bei denen zur Strommessung ein Magnetfeldsensorchip in einem stromschienenunspezifischen Sensorchipgehäuse an eine Stromschiene mittels eines stromschienenspezifischen Adapterstücks montiert werden kann. Somit braucht der Magnetfeldsensor-Chip bzw. das Sensorchipgehäuse nicht an eine konkrete Anwendung angepasst werden. Das geschieht stattdessen mittels des Adapterstücks, welches kostengünstig aus Kunststoff gefertigt sein kann.
  • 2A zeigt in Draufsicht, Seiten- und Vorderansicht ein erstes Ausführungsbeispiel eines Strommesssystems 200A gemäß der vorliegenden Offenbarung.
  • Das Strommesssystem 200A umfasst eine Stromschiene 10 und einen mit einem Sensorgehäuse 22 ummantelten Magnetfeldsensor-Chip 23. Beispielsweise kann der Magnetfeldsensor-Chip 23 ein oder mehrere Hall-Sensoren umfassen. Eine Geometrie des Sensorgehäuses 22 ist von der Geometrie der Stromschiene 10 unabhängig. In anderen Worten ausgedrückt ist das Sensorgehäuse nicht an die Stromschiene 10 oder eine spezielle Einbausituation angepasst, wodurch eine standardisierte und damit kostengünstigere Fertigung des Magnetfeldsensors ermöglicht wird. Anstatt den Magnetfeldsensor 22, 23 an die Stromschiene 10 oder die Einbausituation anzupassen, ist ein an die Geometrie der Stromschiene 10 oder die Einbausituation angepasstes Adapterstück 24 zur Aufnahme des Magnetfeldsensor-Chips 23 inklusive Sensorgehäuse 22 vorgesehen. Das Adapterstück 24 ist derart an der Stromschiene 10 fixierbar, dass der Magnetfeldsensor-Chip in einer vorbestimmten Messposition fixiert ist, wenn der Magnetfeldsensor-Chip 23 inklusive Sensorgehäuse 22 in das an der Stromschiene 10 fixierte Adapterstück 24 aufgenommenen ist.
  • In dem in 2A gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Stromschiene 10 eine Öffnung bzw. ein Loch 26 auf, in dem das Adapterstück 24 mit dem darin untergebrachten Sensorgehäuse 22 fixiert werden kann. Dazu kann ein Teil des Adapterstücks 24 durch die Öffnung 26 der Stromschiene 10 geschoben und zum Beispiel durch Formschluss fixiert werden.
  • In dem in 2A gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Adapterstück einen ersten (oberen) Abschnitt 28-1 mit größeren Außenabmessungen als die Öffnung 26 auf und einen zweiten durch die Öffnung 26 passenden (unteren) Abschnitt 28-2 auf, so dass das Adapterstück 24 in montiertem Zustand den Magnetfeldsensor-Chip 23 relativ zur Stromschiene 10 in der vorbestimmten Messposition fixiert.
  • Das Sensorgehäuse 22 kann in das Adapterstück 24 geklebt, gequetscht oder eingeschrumpft sein. Alternativ ist auch eine lösbare Verbindung denkbar, zum Beispiel mittels eines ClipMechanismus.
  • Der Magnetfeldsensor-Chip 23 kann also in einem Standardgehäuse 22 verpackt werden, das in das Adapterstück 24 (z.B. aus Kunststoff) eingeklebt oder geclipst wird. Das Kunststoff-Adapterstück ist so konfiguriert, dass es in das Loch 26 der Stromschiene 10 passt und die Differenzmagnetfeldsonden in der gewünschten Messposition fixiert.
  • Für funktionale Sicherheit kann das Adapterstück 24 so eingerichtet werden, dass es zwei redundante Magnetfeldsensor-Chips 23 an Positionen fixiert, an denen sie korrelierte Magnetfelder messen können, um durch Vergleich der Messwerte erkennen zu können, ob einer der Magnetfeldsensor-Chips defekt ist und falsche Werte liefert. Entsprechende Beispiele sind in den 2B und 2C gezeigt.
  • 2B zeigt in Drauf-, Seiten- und Vorderansicht ein Strommesssystem 200B mit zwei entlang x-Richtung nebeneinander in einem gemeinsamen Adapterstück 24 angeordneten Magnetfeldsensor-Chips 23-1 und 23-2. Dabei bezeichnet die x-Richtung die Längsrichtung der Stromschiene. 2C zeigt in Drauf-, Seiten- und Vorderansicht ein Strommesssystem 200C mit zwei entlang y-Richtung nebeneinander in einem gemeinsamen Adapterstück 24 angeordneten Magnetfeldsensor-Chips 23-1 und 23-2. Die beiden Magnetfeldsensor-Chips 23-1 und 23-2 sind auch jeweils in einem gemeinsamen Sensorgehäuse 22 untergebracht.
  • Die 3A-C zeigen unterschiedliche Mechanismen, um ein Adapterstück 24 an der Stromschiene 10 zu befestigen.
  • Für die mechanische Befestigung kann der Adapter 24, der den Sensor 23 in seiner Messposition hält, über die Stromschiene 10 gesteckt werden. In den Ausführungsformen der 3A und 3B weist das Adapterstück 24 dazu jeweils einen Clipmechanismus 30 auf, der ausgebildet ist, um das Adapterstück 24 formschlüssig an der Stromschiene 10 zu befestigen. Gemäß 3A umgreift der erste (obere) Abschnitt 28-1 des Adapterstücks 24 die Längskanten der Stromschiene 10 mit Clips 31-1, 31-2, die auf der Unterseite der Stromschiene 10 einrasten können, um eine formschlüssige Verbindung zwischen Adapterstück 24 und Stromschiene 10 herzustellen. Gemäß 3B erstrecken sich von dem ersten (oberen) Abschnitt 28-1 des Adapterstücks 24 aus entlang einer Kante der Öffnung 26 ein oder mehrere Clips 32 durch die Öffnung, die auf der Unterseite der Stromschiene 10 einrasten können, um eine formschlüssige Verbindung zwischen Adapterstück 24 und Stromschiene 10 herzustellen.
  • Gemäß der in 3C dargestellten Ausführungsform weist der zweite (untere) Abschnitt 28-2 des Adapterstücks 24 ein Außengewinde 34 auf, um das Adapterstück 24 mit einer Mutter 36 an der Stromschiene zu befestigen. So wie das Adapterstück 24 selbst, kann auch die Mutter 36 aus Kunststoff gefertigt sein. Der erste (obere) Abschnitt 28-1 des Adapterstücks 24 wirkt dann mit seinem größeren Durchmesser ähnlich wie ein Schraubenkopf. Die Stromschiene 10 wird zwischen Mutter 36 und Abschnitt 28-1 fixiert.
  • Die 4A zeigt eine Befestigungsvariante für geschlitzte Stromschienen. Die hier dargestellte Stromschiene 10 weist zwei in x-Richtung versetzte und jeweils in y-Richtung verlaufende Schlitze 20 auf, ähnlich zu 1B (Mitte). Um die empfindlichen Bereiche des Magnetfeldsensor-Chips 23 richtig über die Schlitze 20 zu legen, kann der Adapter 24 auf seiner Rückseite zum Beispiel Mittel 38 (zum Beispiel Stangen) aufweisen, die in die Schlitze 20 der Schiene 10 eingreifen können und den im Adapter aufgenommenen Magnetfeldsensor-Chip 23 gegenüber der Schiene 10 korrekt platzieren.
  • Die 4B zeigt eine Ausführungsform mit einem Adapter 24 für zwei parallel verlaufende Stromschienen 10-1, 10-2. Der Adapter 24 ist dazu in y-Richtung verlängert, so dass er sich über beide Stromschienen 10-1, 10-2 erstreckt. Der Adapter 24 weist zwei Aufnahmebereiche für Magnetfeldsensor-Chips 23-1, 23-2 inklusive Gehäuse auf, so dass die Magnetfeldsensor-Chips 23-1, 23-2 in vorbestimmten Messpositionen relativ zu den Stromschienen 10-1, 10-2 fixiert sind, wenn deren Sensorgehäuse in das Adapterstück 24 aufgenommenen sind. Dazu weisen in der in 4B dargestellten Ausführungsform die unteren Abschnitte der Aufnahmebereiche des Adapterstücks 24 jeweils ein Außengewinde 34-1, 34-2 auf, um das Adapterstück 24 mit Muttern 36-1, 36-2 an den Stromschienen 10-1, 10-2 zu befestigen.
  • Wie in 4C dargestellt, kann das Adapterstück 24 auch zum Einrasten in ein Steckergegenstück 40 oder eine Leiterplatte 42 für den Anschluss des Magnetfeldsensors an ein Steuergerät vorbereitet werden. Im Falle eines Steckers können Leitungen 44 des Magnetfeldsensors 23 Teil eines Kontaktmechanismus zwischen Magnetfeldsensor 23 und Stecker 40 sein und mit Kontakten 46 des Steckers 40 in Kontakt treten, die Federn sein können, um gegen die Leitungen 44 zu drücken.
  • Zusammenfassend ist in der 5 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 50 zum Montieren eines Magnetfeldsensor-Chips 23 an einer Stromschiene 10 dargestellt. Der Magnetfeldsensor-Chip 23 wird zunächst mit einem Sensorgehäuse 24 ummantelt (Bezugszeichen 52), dessen Geometrie unabhängig von einer Geometrie der Stromschiene ist. Der Magnetfeldsensor-Chip 23 inklusive Sensorgehäuse 24 wird in einem Adapterstück untergebracht (Bezugszeichen 54), dessen Geometrie an die Geometrie der Stromschiene angepasst ist. Das Adapterstücks wird an der oder relativ zu der Stromschiene montiert (Bezugszeichen 56).
  • Aspekte und Merkmale, die zusammen mit einem oder mehreren der vorher detaillierten Beispiele und Figuren beschrieben sind, können auch mit einem oder mehreren der anderen Beispiele kombiniert werden, um ein gleiches Merkmal des anderen Beispiels zu ersetzen oder um das Merkmal in das andere Beispiel zusätzlich einzuführen.
  • Durch die Beschreibung und Zeichnungen werden nur die Grundsätze der Offenbarung dargestellt. Weiterhin sollen alle hier aufgeführten Beispiele grundsätzlich ausdrücklich nur illustrativen Zwecken dienen, um den Leser beim Verständnis der Grundsätze der Offenbarung und der durch den (die) Erfinder beigetragenen Konzepte zur Weiterentwicklung der Technik zu unterstützen. Alle hiesigen Aussagen über Grundsätze, Aspekte und Beispiele der Offenbarung sowie konkrete Beispiele derselben umfassen deren Entsprechungen.
  • Ein als Mittel zum Ausführen einer bestimmten Funktion bezeichneter Funktionsblock kann sich auf eine Schaltung beziehen, die ausgebildet ist zum Ausführen einer bestimmten Funktion. Somit kann ein „Mittel für etwas“ als ein „Mittel ausgebildet für oder geeignet für etwas“ implementiert sein, z. B. ein Bauelement oder eine Schaltung ausgebildet für oder geeignet für die jeweilige Aufgabe.
  • Es versteht sich, dass die Offenbarung mehrerer, in der Beschreibung oder den Ansprüchen offenbarter Schritte, Prozesse, Operationen oder Funktionen nicht als in der bestimmten Reihenfolge befindlich ausgelegt werden soll, sofern dies nicht explizit oder implizit anderweitig, z. B. aus technischen Gründen, angegeben ist. Daher werden diese durch die Offenbarung von mehreren Schritten oder Funktionen nicht auf eine bestimmte Reihenfolge begrenzt, es sei denn, dass diese Schritte oder Funktionen aus technischen Gründen nicht austauschbar sind. Ferner kann bei einigen Beispielen ein einzelner Schritt, Funktion, Prozess oder Operation mehrere Teilschritte, -funktionen, -prozesse oder -operationen einschließen und/oder in dieselben aufgebrochen werden. Solche Teilschritte können eingeschlossen sein und Teil der Offenbarung dieses Einzelschritts sein, sofern sie nicht explizit ausgeschlossen sind.
  • Weiterhin sind die folgenden Ansprüche hiermit in die detaillierte Beschreibung aufgenommen, wo jeder Anspruch als getrenntes Beispiel für sich stehen kann. Während jeder Anspruch als getrenntes Beispiel für sich stehen kann, ist zu beachten, dass - obwohl ein abhängiger Anspruch sich in den Ansprüchen auf eine bestimmte Kombination mit einem oder mehreren anderen Ansprüchen beziehen kann - andere Beispiele auch eine Kombination des abhängigen Anspruchs mit dem Gegenstand jedes anderen abhängigen oder unabhängigen Anspruchs umfassen können. Solche Kombinationen werden hier explizit vorgeschlagen, sofern nicht angegeben ist, dass eine bestimmte Kombination nicht beabsichtigt ist. Ferner sollen auch Merkmale eines Anspruchs für jeden anderen unabhängigen Anspruch eingeschlossen sein, selbst wenn dieser Anspruch nicht direkt abhängig von dem unabhängigen Anspruch gemacht ist.

Claims (14)

  1. Strommesssystem (200), umfassend: eine Stromschiene (10), einen mit einem Sensorgehäuse (22) ummantelten Magnetfeldsensor-Chip (23), wobei eine Geometrie des Sensorgehäuses (22) von einer Geometrie der Stromschiene (10) unabhängig ist; und ein an die Geometrie der Stromschiene (10) angepasstes Adapterstück (24) für die Aufnahme des Sensorgehäuses (22), wobei das Adapterstück (24) an der Stromschiene (10) fixierbar ist, wobei der Magnetfeldsensor-Chip (23) in einer vorbestimmten Messposition fixiert ist, wenn das Sensorgehäuse (22) in das fixierte Adapterstück (24) aufgenommenen ist.
  2. Strommesssystem (200) nach Anspruch 1, wobei das Adapterstück (24) eine an die Stromschiene (10) angepasste Außenkontur und eine an das Sensorgehäuse (22) angepasste Innenkontur aufweist.
  3. Strommesssystem (200) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Stromschiene (10) eine Öffnung (26) aufweist und das Adapterstück (24) mit dem darin untergebrachten Sensorgehäuse (22) in der Öffnung fixiert ist.
  4. Strommesssystem (200) nach Anspruch 3, wobei das Adapterstück (24) einen ersten Abschnitt (28-1) mit einem größeren Außendurchmesser als die Öffnung (26) und einen zweiten durch die Öffnung passenden Abschnitt (28-2) aufweist, so dass das Adapterstück (24) in montiertem Zustand den Magnetfeldsensor-Chip (23) relativ zur Stromschiene (10) in der vorbestimmten Messposition fixiert.
  5. Strommesssystem (200) nach Anspruch 4, wobei der zweite Abschnitt (28-2) ein Außengewinde (34) aufweist, um das Adapterstück (24) mit einer Mutter (36) an der Stromschiene (10) zu befestigen.
  6. Strommesssystem (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Adapterstück (24) ein Clipmechanismus (30) aufweist, der ausgebildet ist, um das Adapterstück (24) formschlüssig an der Stromschiene (10) zu befestigen.
  7. Strommesssystem (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Adapterstück ein Clipmechanismus aufweist, der ausgebildet ist, um das Sensorgehäuse (22) verliersicher in dem Adapterstück (24) zu halten.
  8. Strommesssystem (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Adapterstück (24) aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet ist.
  9. Strommesssystem (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Magnetfeldsensor-Chip (23) wenigstens zwei Magnetfeldsensorelemente zur differenziellen Magnetfeldmessung umfasst und das Adapterstück (24) ausgebildet ist, um die Magnetfeldsensorelemente in montiertem Zustand symmetrisch um einen stromführenden Abschnitt der Stromschiene (10) zu positionieren.
  10. Verfahren zur Strommessung, umfassend: Montieren eines Magnetfeldsensorchips (23) in einem Sensorchipgehäuse (22) an eine Stromschiene (10) mittels eines Adapterstücks (24), wobei eine Geometrie des Sensorgehäuses (22) von einer Geometrie der Stromschiene (10) unabhängig ist und wobei eine Geometrie des Adapterstücks (24) von der Geometrie der Stromschiene (10) abhängig ist.
  11. Verfahren zum Montieren eines Magnetfeldsensor-Chips (23) an einer Stromschiene (10), umfassend: Ummanteln des Magnetfeldsensor-Chips (23) mit einem Sensorgehäuse (22) dessen Geometrie von einer Geometrie der Stromschiene (10) unabhängig ist; Unterbringen des Sensorgehäuses (22) in einem Adapterstück (24) dessen Geometrie von der Geometrie der Stromschiene (10) abhängig ist; und Montieren des Adapterstücks (24) an der Stromschiene (10).
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei beim Montieren das Adapterstück (24) den Magnetfeldsensor-Chip (23) im Sensorgehäuse (22) relativ zur Stromschiene (10) in einer vorbestimmten Messposition fixiert.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, wobei das Unterbringen ein Kleben, Quetschen, Einschrumpfen, oder Clipsen des Sensorgehäuses (22) in das Adapterstück (24) umfasst.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei das Montieren ein Stecken des Adapterstücks (24) in eine Öffnung der Stromschiene (10) umfasst.
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