DE202009014382U1 - Messvorrichtung zur galvanisch unabhängigen Messung von elektrischen Strömen - Google Patents

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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/20—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices

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Abstract

Messvorrichtung zur galvanisch unabhängigen Messung des elektrischen Stromes eines stromdurchflossenen Leiters einer elektrischen Anordnung, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung Mittel zur Erfassung der magnetischen Wirkung eines Leiterstromes enthält und die Messvorrichtung über eine Schnittstelle mit der elektrischen Anordnung verbunden ist, welche zur Energieversorgung der Messvorrichtung dient und die Messvorrichtung eine Einrichtung enthält, welche analoge Messsignale, und/oder Messdaten und/oder Messbereichsdaten an ein Auswertegerät übermittelt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Strommessvorrichtung zur galvanisch unabhängigen Messung von elektrischen Strömen.
  • Bekannte Verfahren zur galvanisch unabhängigen Messung von elektrischen Strömen übertragen Strommessdaten als analoges Spannungssignal, vorzugsweise zur Anzeige für Multimeter und Oszillografen.
  • Weiterhin sind mechanische Umschalter für 2 Strommessbereiche (z. B. 10 mV/A und 100 mV/A) bekannt.
  • Die Strommessung erfolgt meist galvanisch getrennt über einen aufklappbaren Ringkern, der als eine Strommesszange ausgeführt ist.
  • Die Stromversorgung der elektronischen Wandlereinheit wird in dem Gehäuse der Strommesszange mit einer Batterie oder Akku mit 9 V mit einem Strombedarf zwischen 8.2 mA bis 12 mA gewährleistet. Ausführungen mit externen Netzteilen sind ebenfalls bekannt.
  • Die Zuleitung zum Anzeigegerät ist oft als Koaxialkabel mit BNC-Stecker ausgeführt. In einer Veröffentlichung wird eine Wandlung und Auswertung in digitaler Signalform mit Protokollaufbereitung für USB-, CAN-, RS232-, FireWire oder drahtloser Bluetooth Verbindung aufgezeigt. Die Stromversorgung wird hier mit einer internen Batterie oder einer Schnittstelle zum Anschluss eines externen Stromversorgungsmoduls beschrieben ( DE 2004 036 540 A1 ).
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Strommessung der eingangs genannten Art sowie deren Handhabung mittels bekannter Technik mit hoher Funktionali tät zu verbessern. Dies betrifft die Spannungsversorgung und die Anpassung der Strommessbereiche.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Anordnung gelöst, welche die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Die erfindungsgemäße Strommessvorrichtung ermöglicht eine galvanisch unabhängige Messung von elektrischen Strömen und erfüllt zusätzlich deren Energieversorgung.
  • Die Anordnung ermöglicht die Nutzung der Energieversorgung geeigneter Schnittstellen, insbesondere die der drahtgebundenen digitalen USB-, RS232- und von spezifischen CAN-Bus Systemen. Entsprechende externe Stromversorgungen oder interne Batterieanwendungen entfallen damit. Zusätzlich können verschiedene Strommessbereiche statisch und/oder dynamisch gewählt werden.
  • Der Anschluss, die Signalauswertung und Darstellung kann digital an einem PC bzw. Laptop oder analog an einem Oszilloskop oder anderen Auswertegeräten erfolgen.
  • Die Energieversorgung und Datenübermittlung erfolgen über ein Schnittstellenkabel zwischen der Strommessvorrichtung und der Auswerteeinheit. Eine bevorzugte Schnittstelle ist die USB-Schnittstelle. Hiermit können bei 5 V bis zu 0.5 A zur Stromversorgung der Messelektronik in der Strommessvorrichtung bei gleichzeitigen bidirektionalem Datenverkehr bezogen werden.
  • Das Messverfahren der Magnetfeldmessung mittels Magnetfeldsensoren (z. B. Hallsensoren oder magnetoresistive Sensoren) kann mit statischer Bereichsumschaltung arbeiten und erlaubt über die Datenschnittstelle Messbereiche vom mA-Bereich bis in den 100 A-Bereich zu wählen.
  • Eine dynamische Messbereichsumschaltung erlaubt außerdem die Auswertung hoch-dynamischer Strommesssignale mit maximalen Auflösungen.
  • Die Messdaten und Bereichsdaten werden vom Auswertegerät bzw. an das Auswertegerät, vorzugsweise einen Rechner (PC, Laptop, Notebook, Handheld oder anderen Multi-Kommunikations-Geräten) übertragen und dort weiter ausgewertet und/oder gespeichert.
  • Die Strommessvorrichtung kann als eine aufklappbare Zange oder als ein in Serie geschaltetes Kabel gestaltet sein. Die Strommessung ist galvanisch frei und erfolgt in Auswertung der magnetischen Feldstärke des stromdurchflossenen Leiters.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 2004036540 A1 [0006]

Claims (6)

  1. Messvorrichtung zur galvanisch unabhängigen Messung des elektrischen Stromes eines stromdurchflossenen Leiters einer elektrischen Anordnung, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung Mittel zur Erfassung der magnetischen Wirkung eines Leiterstromes enthält und die Messvorrichtung über eine Schnittstelle mit der elektrischen Anordnung verbunden ist, welche zur Energieversorgung der Messvorrichtung dient und die Messvorrichtung eine Einrichtung enthält, welche analoge Messsignale, und/oder Messdaten und/oder Messbereichsdaten an ein Auswertegerät übermittelt.
  2. Messvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung durch einen USB-Anschluss mit der elektrischen Anordnung verbunden ist.
  3. Messvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetische Wirkung des Leiterstromes mittels Magnetfeldsensoren erfolgt und die Messvorrichtung eine statische Bereichsumschaltung aufweist.
  4. Messvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Magnetfeldsensoren Hallsensoren oder magnetoresistive Sensoren verwendet werden.
  5. Messvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die die Messvorrichtung Mittel zur dynamischen Bereichsumschaltung aufweist.
  6. Messvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Auswertegerät ein PC oder ein Laptop verwendet wird.
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