DE2706547A1

DE2706547A1 - Verfahren und vorrichtung zum stabilisieren von magnetkernen elektrischer messinstrumente

Info

Publication number: DE2706547A1
Application number: DE19772706547
Authority: DE
Inventors: Jeffrey Alan Dierker; Prentice Gean Moore
Original assignee: F W BELL Inc
Current assignee: F W BELL Inc
Priority date: 1976-03-08
Filing date: 1977-02-16
Publication date: 1977-09-22
Also published as: US4059798A; JPS52108181A; FR2344024A1; DE2706547B2; JPS6122289Y2; FR2344024B1; GB1525310A; JPS6070071U; DE2706547C3

Description

PATENTANWÄLTE A. GRÜNECKER

W-tNG.

H. KINKELDEY W. STOCKMAIR

DR -Μα ■ A«I (CAL rSCrt

K. SCHUMANN

OR HER f**T - 001.-WS

P. H. JAKOB

OTL-IU

G. BEZOLD

8 MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSE 43

16. Feb. 1977

P 10 961

F. W. Bell, Inc.

4-94-9 Freeway Drive, East; Columbus, Ohio 4-3229, USA

Verfahren und Vorrichtung zua Stabilisieren von Magnetkernen

elektrischer Meßinstrumente

Es sind bereits Stronzangen entwickelt worden und in elektrischen StromaeBgeräten verwandt worden. Diese Vorrichtungen sind so ausgebildet, daß die Stromzange auf einen stromführenden Leiter gesetzt werden kann, wodurch eine Störung des Leiters selbst vermieden wird, wie sie beim Auftrennen und Einfügen eines Nebenschlusses oder anderen präzisen StromaeBvorrichtungen unumgänglich ist. Die bekannten Stromzangen weisen im allgemeinen zwei C-förmige Teile aus laminierten Metallblechen auf, die so ausgebildet sind, daß sie die gewünschten magnetischen Eigenschaften haben. Jedes der C-förmigen Teile ist in einem Aufbau gehalten,

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der aus einem nicht magnetischen Material hergestellt sein kann und die Form einer Zange oder einer Schere hat, um eine relative Bewegung der beiden Kernteile zum öffnen und Schließen der aneinander anstoßenden Enden der zwei Teile zu ermöglichen. Bei Strommeßsonden, mit denen sich die Erfindung beschäftigt, wird oftmals eine Hall-Effekt-Einrichtung als Magnetfeldtastelement verwandt. Es ist bekannt, daß sich diese Hall-Effekt-Einrichtung oftmals an einer Stirnfläche eines der C-förmigen Kemteile befindet und daß die notwendigen elektrischen Leiter zum Zuführen des Betriebsstroms und zum Messen der sich ergebenden Hall-Spannung von der Einrichtung aus längs des Kerns durch die Haltekonstruktion zu einem geeigneten Spannungsmeßinstrument führen. Das Spannungsmeßinstrument ist gewöhnlich mit einem Meßanzeiger versehen, der eine relative Anzeige des Stromes liefert, der von einem Leiter geführt wird, der durch den Magnetkern der Sonde führt.

Ein wesentlicher Nachteil und Mangel dieses bekannten Magnetkernaufbaus für derartige Stromzangen besteht darin, daß diese Einrichtungen nicht in der Lage sind, den Effekt der Hysterese der magnetischen Materialien zu kompensieren oder auszuschalten. Da die Aufgabe derartiger Meßinstrumente darin besteht, den von einem Leiter geführten Strom zu einem bestimmten Zeitpunkt zu bestimmen oder nachzuprüfen, ist es ohne weiteres ersichtlich, daß der gemessene Strom sich wahrscheinlich über eine Zeitspanne ändert. Die Beziehung dieser Stromänderung zur Meßanzeige wird vom Verlauf der Hysterese des magnetischen Kernmaterials beeinflußt und verringert die Genauigkeit der Anzeige des Stroms, der von einem Leiter geführt wird. Als Folge des Effekts der Hysterese ergibt sich ein Unterschied in der Stromanzeige durch das Instrument für den selben bestimmten und von einem Leiter geführten Strom Je nachdem, ob der Strom von einem vorhergehenden Meßpunkt aus zugenommen oder abgenommen hat. Dieser Unterschied ist eine Funktion des charakteristischen Verlaufs der Hysterese des speziellen magnetischen Kernmaterials.

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Bekannte Einrichtungen, die magnetische Materialien verwenden, die so ausgelegt sind, daß sie einen stärker idealisierten Hystereseverlauf haben, stellen einen Versuch zur Ausschaltung oder wenigstens zur Zurückführung des Effekts der Hysterese auf ein Minimum dar. Das heißt, daß die Materialien für den Kern so ausgebildet oder ausgewählt wurden, daß die Hüllkurve der Hysterese auf ein Minimum herabgesetzt ist,und daß dadurch versucht wurde, die Fehler zu vermindern, die als Folge von sich ändernden magnetischen Feldern auftreten, wie sie durch einen Anstieg oder eine Abnahme des gemessenen Stroms erzeugt werden. Dieses Verfahren der Auswahl spezieller magnetischer Materialien war in gewissem Maße dann wirkungsvoll, wenn der charakteristische Verlauf der Hysterese idealisierter wurde, der Effekt selbst blieb jedoch und erzeugte einen Fehler in den Strommessungen. Es ist gleichfalls ersichtlich, daß die Auswahl spezieller magnetischer Materialien mit den gewünschten magnetischen Eigenschaften zusätzliche Kosten verursacht, die die Kosten der Strommeßapparatur beträchtlich erhöhen.

Obwohl die Auswahl von magnetischen Materialien mit dem günstigsten Hystereseverlauf in einem gewissen Maße eine Herabsetzung des durch die Hysterese hereingebrachten Fehlers bewirkt hat, hat dieses Verfahren der Materialauswahl einen Nachteil beim Aufbau von Stromzangenvorrichtungen mit sich gebracht. Dieser Nachteil besteht darin, daß die speziell gewählten Materialien im allgemeinen Materialien mit einer relativ hohen magnetischen Permeabilität sind, die bei einem relativ niedrigen Betriebsstrompegel die Sättigung erreichen. Diese Eigenschaft ist dann nachteilig, wenn starke Ströme mit einer Stromstärke in der Größenordnung von 500 Ampere oder mehr zu messen sind, da es notwendig ist, daß das Meßgerät nur in dem Bereich, in dem der Magnetkern ungesättigt ist oder unterhalb des Knick- oder Kniebereiches der Magnetisierungskurve arbeitet. Um folglich die bekannten Vorrichtungen, die relativ teuere, hochpermeable magnetische Materialien verwenden, benutzen zu können, wird es notwendig, beträchtliche

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Luftspalte in den Magnetkernkreis einzuführen, um den magnetischen Widerstand des magnetischen Kreises zu erhöhen und um im linearen Bereich der Magnetisierungskurve arbeiten zu können. Eine künstliche Erhöhung des magnetischen Widerstands bringt Jedoch einen weiteren nachteiligen Effekt mit sich, der darin besteht, daß die Magnetfelder dann dazu neigen, Nebenluftwegen zu folgen. Das magnetische Feld im Spalt wird somit beträchtlich verringert, was ein niedrigeres Hall-Ausgangssignal für denselben Eingangsstrom zur Folge hat. Um die verringerte Ausbeute der Kombination aus der Hall-Effekt-Vorrichtung und dem magnetischen Kreis zu kompensieren, ist ein höherer elektronischer Verstärkungsfaktor erforderlich. Ein Rückgriff auf die Elektronik für höhere Signalpegel hat den Nachteil, daß das gesamte System anfälliger für Temperaturverschiebungen, ein Eigenrauschen und Hochfrequenz störungen wird. Auch die Möglichkeit der Verwendung der Stromzange bei niedrigen Stromstärken ist stark eingeschränkt, wenn nicht vollständig ausgeschlossen. Ein weiteres, nicht erwünschtes Ergebnis der Verwendung größer Spalte zum Herabsetzen der Flußdichte besteht in einer größeren Anfälligkeit gegenüber äußeren oder von außen konenden Magnetfeldstörungen,

Diese Störung offenbart sich als Außenrauschen und kann von Leitern außerhalb der Arbeitsöffnung oder durch eisenhaltiges Metall in der Nahe der Stroesonde hervorgerufen werden.

Erfindungsgenäß weist der Magnetkern einer Stromzange für Stron-■eßvorrichtungen eine Stabilisierungsspule auf, deren Aufgabe darin besteht, die Verwendung von üblicheren und billigeren magnetischen Materialien für den Magnetkern zu. ermöglichen. Diese Materialien zeigen zwar Hysterese-Effekte, die wesentlich nachteiliger als bei den teureren speziell legierten Materialien sind, die Stabilisierungespule kompensiert jedoch den Hysterese-Effekt ■ehr als ausreichend. Obwohl die erfindungsgeeäß vorgesehene Stabilieierungsspule und das erfindungsgeaäße Btabiliaierungsverfahrea primär dasu entwickelt eind, die Verwendung v«n weniger

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teueren magnetischen Kernmaterialien zu ermöglichen, können sie gleichfalls mit einem beträchtlichen Vorteil bei teureren Kernmaterialien verwandt werden, die einen charakteristischen Verlauf der Hysterese aufweisen, der den idealisierten Verlauf der Magnetisierung stärker approximiert.

Die erfindungsgemäße Stabilisierung des Magnetkerns läßt sich so definieren, daß bewirkt oder verursacht wird, daß der Kern effektiv auf einer außerordentlich idealisierten Magnetisierungskennlinie arbeitet. Die Funktion der Stabilisierungsspule, die periodisch mit einem Strom mit einer gedämpft schnellschwingenden Wellenform erregt wird, besteht darin, den Magnetkern bei irgendeinem speziellen, durch den Strom induzierten Magnetfeld auf einen brauchbaren mittleren Bereich der Hystereseschleife zu stabilisieren, die die ideale Magnetisierungskurve enger approximiert. Die Zuführung eines Stroms mit einer gedämpft schnellschwingenden Wellenform zur wirksamen Ausschaltung des Effekts der Hysterese liefert den Vorteil, daß genaue Strommessungen bei jeder gegebenen Stromstärke wiederholbar sind. Ein weiterer Vorteil dieser Stabilisierung besteht darin, daß die Vorrichtung elektrisch auf Null gestellt werden kann, um genauere Messungen von Strömen mit niedriger Stromstärke durchzuführen.

Ein weiterer deutlicher Vorteil der Verwendung der erfindungsgemäßen Stabilisierung besteht darin, daß magnetische Materialien mit einem ihnen eigenen höheren Sättigungspunkt für die Stroazange verwandt werden können. Der Vorteil der Verwendung magnetischer Materialien mit einem relativ höheren Sättigungsniveau besteht darin, daß irgendein spezielles Instrument, das eine derartige Stromzange verwendet, Messungen über einen relativ breiten Stromstärkenbereich durchführen kann. Ein weiterer, der Verwendung derartiger Materialien eigener Vorteil besteht darin, daß der Kern nicht mit großen Luftspalten zur Erhöhung des magnetischen Widerstands angefertigt werden muß und dabei dasselbe

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Ergebnis erzielt wird. Wie bereits erwähnt, besteht nänlich der Nachteil der Erhöhung der Breite des Luftspalts darin, daß das magnetische Feld stärker dazu neigt, Nebenluftwegen zu folgen, statt durch den Spalt hindurchzugehen, wo das Feld durch die Hall-Effekt-Einrichtung wahrgenommen werden kann.

Erfindung sgeinäß ist die Hall-Effekt-Einrichtung gleichfalls außerordentlich vorteilhaft in einem genau kontrollierten Luftspalt angeordnet, der in einem der C-förmigen Teile des Magnetkerns ausgebildet ist. Dieser Luftspalt ist relativ schmal und genau reguliert, wodurch die Gleichförmigkeit der Messungen beibehalten und Nebenluftwege wirksam auf ein Minimum zurückgeführt werden. Der Nachteil der Anordnung der Hall-Effekt-Einrichtung an der Stirnfläche eines der C-förmigen Teile besteht darin, daß der Zustand des Luftspalts sich häufig ändert, wenn die Zange um einen Leiter geschlossen wird. Der erfindungsgemäße Aufbau des Kerns und die Anordnung der Hall-Effekt-Einrichtung beseitigt folglich den Einfluß und die Abhängigkeit vom Schließen der beiden C-fönnigen Teile des Kerns.

Ein besonders bevorzugter Gedanke der Erfindung besteht darin, daß Magnetkerne von zangenförmigen Strommeßeinrichtungen mit einer Hall-Effekt-Einrichtung zum Messen von Gleichströmen rait Stabilisierungsspulen versehen werden, die periodisch erregt werden, um den kennzeichnenden Effekt der Hysterese des Kernmaterials auszuschließen. Ein Magnetkern von einem geteilten Typ, der sich öffnen und anschließend auf einen Leiter klemmen läßt, ist an einem Teil mit einem Luftspalt versehen, in dem sich die Hall-Effekt-Einrichtung befindet. Eine Stabilisierungsspule ist an einem Teil des Magnetkerns angeordnet und wird periodisch von einem gedämpft schnellschwingenden Strom erregt. Dieser gedämpft schnellschwingende Strom wird wenigstens unmittelbar vor der Durchführung irgendeiner Strommessung und vorzugsweise periodisch zugeführt, um die Stabilität des Magnetkerns beizubehalten.

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Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert:

Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer typischen Stromzange, die in Strommeßapparaturen verwandt wird.

Figur 2 zeigt eine vergrößerte perspektivische Ansicht des mit einer Stabilisierungsspule versehenen Magnetkerns dieser Stromzange.

Figur 3 zeigt eine graphische Darstellung der idealisierten Magnet is ierungskurve und des typischen Verlaufs der Hysterese.

Figur 4· aeigt das schematische Schaltbild der elektrischen Schaltung für die Stabilisierungsspule.

Figur 5 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Magnetkerns in der Zusammenschaltung mit einer vollständigen Betriebsschaltung.

Figur 6_t 7 und 8 zeigen graphische Darstellungen der Arbeitskennlinien eines Magnebkerns für ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sonde über jeweils drei Stromarbeitsbereiche bei der Verwendung eines magnetischen Materials geringer Qualität.

Figur 9, 10 und 11 zeigen ähnliche graphische Darstellungen der Arbeitskennlinien für ein teureres Material, die über drei Strombereiche ermittelt wurden.

Figur 12 zeigt eine graphische Darstellung der Arbeitskennlinie für ein zweites teueres Kernmaterial für einen einzigen Stroiabereich.

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Insbesondere in Figur 1 ist eine Stromzango 10 dargestellt, die ein typisches Beispiel für derartige Sonden darstellt, die bei elektrischen Strommeßapparaturen verwandt wird, und von der die vorliegende Erfindung ausgeht. In Figur 1 ist der mechanische Aufbau und in Figur 5 ist die elektrische Verbindung mit einer typischen elektrischen Instrumentierung dargestellt. Ein einziges, mehradriges Kabel 11 ist in Figur 1 dargestellt, um die elektrische Verbindung mit der zugehörigen Instrumentierung darzustellen. Obwohl eine Stromzange dargestellt ist und beschrieben wird, ist es ersichtlich, daß die Erfindung in gleicher Weise bei einer Instrumentierung mit einer stabilen oder fest angebrachten Stromsonde angewandt werden kann.

Die Sonde wird von zwei Gehäuseteilen 12 und 13 in Form eines langgestreckten U-Profils gebildet. Die Enden jedes Teils sind geschlossen, wobei eine Längsseite offen bleibt. Die zwei Teile 12 und 13 sind an einem passenden Punkt in der Mitte über einen Drehstift 14 schwenkbar miteinander verbunden. Eine vom Drehstift 14 im Inneren der beiden Gehäuseteile getragene Drehfeder 15 greift kooperativ zwischen die Gehäuseteile ein, um die Enden, an denen das Kabel 11 eintritt, wirksam zu trennen, wodurch eine Klemmkraft zwischen den gegenüberliegenden Endabschnitten liegt. Der eine Gehäuseteil 13 hat eine relativ geringere Breite als der gegenüberliegende Teil 12 und ist somit in diesen Teil hineingepaßt, so daß sich ein relativ geschlossener Aufbau ergibt, der besser aussieht und sicherstellt, daß die inneren Bauteile relativ vollständig geschützt eingeschlossen sind. Ein passender Zugentlastungsverbindungsstecker 16 für das Kabel 11 ist in ein Ende des Gehäuseteils 13 eingebaut und hält das Kabel fest, um einen Abrieb und eine mechanische Beschädigung zu vermeiden. Jeder der Gehäuseteile 12 und 13 weist längs verlaufende Seitenwände 17 und 18 auf.

Ein aus zwei Teilen bestehender Magnetkern 20 ist in den Gehäuseteilen 12 und 13 demjenigen Ende gegenüber angebracht, an dem das

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Kabel 11 eintritt. Diese Gehäuseteile 12 und 13 können aus einem Material hergestellt 3ein, das nicht magnetisch ist und keinen magnetischen Flußweg mit niedrigem Widerstand ausbildet, der die Arbeitsweise des Magnetkerns selbst stören oder beeinflussen kann. Ein geeignetes außerordentlich stoßfestes Kunstharzmaterial kann vorzugsweise zur Herstellung der Gehäuseteile verwandt werden. Obwohl angegeben wurde, daß die Gehäuseteile aus einem nicht magnetischen Material gebildet sind, können magnetische Materialien verwandt werden, um eine Abschirmung bezüglich äußerer Magnetfelder unter geeigneter Berücksichtigung der Beibehaltung eines Weges mit hohem magnetischen Widerstand zwischen dem Gehäuse oder der Abschirmung und dem Kern zu liefern.

Der Magnetkern 20, der aus einer rechtwinklig geformten geschlossenen Schleife besteht, wie es später im einzelnen dargestellt wird, besteht aus zwei Teilen 21 und 22, die in den jeweiligen Gehäuseteilen 12 und 13 angebracht sind. Die zwei Teile sind C-förmig und haben Endpole, die aufeinanderstoßen können und somit einen geschlossenen magnetischen Flußweg hervorrufen, wenn die Zange auf einem, einen elektrischen Strom führenden Leiter befestigt ist. Der Einbau der beiden Kernteile 21 und 22 kann in bequemer Weise dadurch erfolgen, daß die Kernteile 21 und 22 in den jeweiligen Gehäuseteilen mittels eines Klebemittels befestigt werden. Jedes der Gehäuseteile 12 und 13 ist so geformt, daß sich im Bereich der Innenfläche des Magnetkerns eine erweiterte Öffnung ergibt, durch die der den elektrischen Strom führende Leiter hindurchgehen kann. Ein derartiger Leiter ist in Figur 1 in unterbrochenen Linien dargestellt und mit C bezeichnet. Jede der Seitenwände 17 und 18 der jeweiligen Gehäuseteile 12 und 13 ist daher mit entsprechenden Ausnehmungen 23 und 24- versehen, die zusammen eine relativ große öffnung oder einen Spalt 25 begrenzen, um Leiter verschiedener Stärke bis zu einer maximalen Stärke aufzunehmen, die in dem jeweiligen . Magnetkern 20 untergebracht werden kann. Eine derartige Ausbildung der Nuten 23 und 24, daß ihre jeweiligen Umfangskanten in einem geringen Abstand innen von den

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Innenflächen des Magnetkerns verlaufen, liefert einen den Kern schützenden Aufbau. Die Kanten der Nuten werden somit mit dem Leiter in Berührung können und einen Abrieb des Magnetkerns verhindern.

Ein Klemmen- oder Steckerbrett 28 ist vorzugsweise im Inneren eines Gehäuseteil 13 angebracht und die Adern des Kabels 11 sind an ihren entsprechenden Klemmenstiften 29 befestigt. Die elektrische Verbindung mit den Bauteilen des Magnetkerns erfolgt dann einfach durch eine geeignete Verbindung mit den entsprechenden Klemmenstiften.

Die Arbeitsweise dieser Sondenart ist leicht erkennbar. Die Betriebsperson drückt lediglich die Enden des Gehäuses 12 und 13 in der Nähe des Kabels 11 zusammen» um das gegenüberliegenäe Ende zu· öffnen und einen Leiter C einzuführen oder freizugeben. Das Lösen des Drucks durch die Betriebsperson armöglicht es der Drehfeder 15 die Enden der Gehäuseteile, in denen der Magnetkern angebracht ist, wieder zu schließen. Dadurch wird ein Leiter C in der öffnung 25, die von den Nuten 23 und 24 begrenzt wird, eingeschlossen und festgehalten.

Der Aufbau des Magnetkerns 20 sowie seine Relation zu einem Hall-Effekt-Element 30 und einer Stabilisierungsspule 31 ist am besten in Figur 2 dargestellt. Der in Figur 2 dargestellte Magnetkern 20 umfaßt zwei C-förmige Teile 21 und 22, die in einer relativ geschlossenen Lage zueinander angeordnet sind, um einen rechtwinklig geformten und geschlossenen magnetischen Weg zu bilden. Der eine Kernteil 21 besteht aus zwei ähnlichen Teilen oder Elementen 21a und 21b, die derart zueinander angeordnet sind, daß sie zusammen das C-förmige Element bilden. Der andere Teil 22 ist in einem Stück als ein dazu passendes C-förmiges Element ausgebildet. Beide Teile 21 und 22 zeigen gegenüberliegende Stirnflächen, die sich gegenseitig erfassen und in Berührung miteinander kommen können, wenn die Stromzange 10 auf einen Leiter geklemmt wird. Bei

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dieser Anordnung ist zwischen den Stirnflächen der beiden Teile 21 und 22 dss Kerns kein Spalt ausgebildet, wenn die Stromzange auf einen leiter geklemmt ist. Die zwei Teile 21a und 21b des einen Kernteils 21 sind etwa in der Mitte durch einen relativ schmalen Luftspalt 32 voneinander getrennt. In diesem Luftspalt 32 ist das Hall-Effekt-Element 30 angeordnet, das an die Stirnfläche des Teils 21a gekittet ist, die eine Seite des Luftspalts bildet. Mehrere elektrische Leiter, die mit diesem Element verbunden sind, verlaufen um die Außenfläche des Magnetkerns herum nach außen und sind an den jeweiligen Stiften 29 an der Klemmenplatte 28 befestigt.

Auf einem Arm des Kernteils 21a ist gleichfalls eine Stabilieierungsspule 31 angeordnet. Die Stabilisierungsspule ist auf eine Kunststoffrolle 33 gewickelt und enthält eine bestimmte Anzahl von Drahtwicklungen 3^-» die zur Erzeugung eines stabilisierenden magnetischen Feldes notwendig ist. Die Enden des Drahtes 3'+» der die Stabilisierungsspule bildet, stehen über jeweilige Leitungsdrähte 35 und 36 mit den entsprechenden Klemmenstiften 29 an der _ Klemmenplatte . 28 in Verbindung.

Zum besseren Verständnis der konstruktiven Relation der verschiedenen Bauelemente dieser Sonde werden im folgenden typische Abmessungen des in Figur 2 dargestellten Magnetkerns angegeben, die jedoch nur als ein Beispiel für eine Sonde zum Messen von Strömen im Bereich bis maximal 600 Ampere anzusehen sind. Ein Magnetkern 20 für ein derartiges Instrument ist in einer Draufsicht etwa quadratisch mit einer Außen abmessung in der Größenordnung von 6,35 cm (2,5 inch). Die Querschnittsabmessungen der Kernteile liegen in der Größenordnung von 1,3 cm (0,5 inch) in jeder Richtung, woraus sich eine innere öffnung mit einer Größe von etwa 3»8 cm (1,5 inch) in jeder Richtung zur Aufnahme des stromführenden Leiters ergibt. Der Luftspalt 32 im Kern teil 21 kann in der Größenordnung von 0,16 cm (1/16 inch) für eine Sonde liegen, die maximal 600 Ampere ness^i^k^aqij,.,PÄSSa» Sonde hat gemäß eines Aus-

führungsbeispiels der Erfindung einen Magnetkern, der aus einem Material hergestellt ist, das im Handel unter der Bezeichnung "Silectron" erhältlich ist. Dieses Material ist ein kornorientierter kalt gewalzter Stahl, dem 3 % Silicium zulegiert ist. Der Luftspalt 32 kann den speziellen Eigenschaften des zur Herstellung des Kerns verwandten Materials sowie den maximalen Strommeßanforderungen des Instruments entsprechend größer oder kleiner ausgebildet werden. Obwohl der Magnetkern vorzugsweise einen Schichtaufbau hat, kann er auch einen massiven Aufbau haben.

Wie bereits erwähnt, ist im Luftspalt das Hall-Effekt-Element 30 angeordnet. Ein typisches Element kann eine" Abmessung von 0,25 cm (1/10 inch) auf jeder Seite haben und 0,051 cm (0,020 inch) stark sein. Dieses Element kann in bequeaer Weise an die Endfläche einer Seitenfläche des Luftepalts geklebt oder gekittet sein und ist vorzugsweise auf dieser Fläche zentriert.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Stabilisierungsspule 31 aus etwa 100 bis 1000 Wicklungen eines Magnetdrahtes Nr. 30 (0,36 mm stark) bestehen. Es hat sich herausgestellt, daß dieser Draht für den Zweck der Stabilisierungsspule 31 insofern geeignet ist, als der Strom, den er führen muß, höchstwahrscheinlich einen Spitzenwert von 200 Milliampere hat.

Das dargestellte Beispiel der Verwendung des mit "Silectron" bezeichneten Stahls für den Magnetkern soll eine Basis für einen realistischen Vergleich der Möglichkeit der Verwendung eines relativ billigen Kernmaterials liefern, bei dem gleichseitig die erforderliche hohe Meßgenauigkeit erhalten wird. Dieses mit "Silectron" bezeichnete Material wird mit zwei anderen in großem Umfang verwandten Kernmaterialien für Instrumente mit Strommeßsonden verglichen. Eines dieser Materialien trägt die herkömmliche Normbezeichnung 4-750, während das andere Material Molybdän-

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permalloy ist, das die Kennummer 4-79 trägt. Die magnetischen Eigenschaften der zum Vergleich herangezogenen Materialien sind derart, daß das mit "Silectron" bezeichnete Material seine Sättigung bei etwa 18000 Gauß erreicht, während das Molybdänperaalloy-Material bei etwa 6000 Gauß gesättigt ist. Das Material 4750 erreicht an einem Zwischenwert von annähernd 10000 Gauß seine Sättigung. Es sei nochmals darauf hingewiesen, daß diese Materialien nur zum Zweck des Vergleichs und der Erläuterung gewählt sind und nicht als Materialien anzusehen sind, auf die der Aufbau und die Verwendung einsr Stromaeßsonde gemäß der Erfindung beschrankt sind.

Es ist üblich, Magnetkerne aus einer Anzahl dünner Bleche herzustellen, die schichtweise zusammengesetzt werden, wobei der Aufbau anschließend maschinell auf die gewünschte Form gebracht werden kann. Derartige Kerne zeigen eine Magnetisierungskurve MC und eine Hysterese HG der in Figur 3 dargestellten typischen Fora. Das in Figur 3 dargestellte Diagramm dient lediglich zur Erläuterung und gibt nicht die einzelnen Kennlinien eines speziellen Materials wieder. Wenn ein Magnetfeld in einem Kern eines typischen magnetischen Materials induziert wird, bestimmt sich die resultierende Flußdichte nach der Magnetisierungskurve MC des im einzelnen verwandten Materials, die die in Figur 3 dargestellte typische Form hat. Das heißt, daß bei einer Erhöhung der magnetischen Feldstärke auch die Flußdichte proportional ansteigt und der Magnetisierungskurve MC der relativen Polarität des Feldes entsprechend folgt. Wenn der Kern die Sättigung erreicht, steigt die Flußdichte mit einem weiteren Anstieg des Magnetisierungsfeldes nicht weiter an. Eine Abnahme des Magnetfeldes führte nicht dazu*, daß die Magnetisierungskurve MC folgt, da die Remanenz und die Flußdichte in einsr typischen dynamischen Situation exakter durch die Hysi^irese bestimmt sind, die in beiden Quadranten relativ symmetrisch verläuft.

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Strommessungen werden gewöhnlich über eine gewisse Zeitspanne in einer bestimmten Situation durchgeführt, in der es erwünscht ist, den Strom auf einer bestimmten Stärke zu halten. Änderungen in der Stromstärke von diasam gewünschten Wert oder Nominalwert und in dem zugehörigen Magnetisierungsfeld erzeugen eine Änderung in der Flußdichte in diesem begrenzten Bereich. Was vom praktischen Standpunkt bei der Verwendung von Sondenstrommeßinstrumenten eintritt, ist ein wesentlicher Unterschied in der gemessenen Flußdichte für eine bestimmte Stromstärke oder ein Magnetisierungsfeld, der davon abhängt, ob der Strom zu dem speziellen Zeitpunkt der Messung zugenommen oder abgenommen hat. Da der Magnetkern auf der Grundlage des Hystereseverlaufs arbeiten muß, wird dieser Unterschied einen bezeichnenden Fehler im gemessenen, durch die Vorrichtung angezeigten Strom erzeugen. Dieser Fehler beruht auf der Tatsache, daß die wahrgenommene Flußdichte bei einem bestimmten Nominalstrom diejenige sein wird, die durch die Unterhysterese bestisimt ist, die sich entsprechend der Zunahme oder Abnahme des Magnetfeldes oder des wahrgenommenen Stromes am Nominalpunkt entwickelt. Infolge dieses Hystereseeffektes führt eine Zunahme im Strom in eine Richtung, gefolgt von einer anschließenden Änderung gleicher Stärke in die entgegengesetzte Richtung nicht zur selben Ausgangsanzeige. Dieser Mangel ist für die bekannten SondenStrommeßgeräte kennzeichnend und die Erfindung hat die Beseitigung oder eine wirksame Zurückführung dieses Mangels auf ein Minimum zum Ziel. Es wird sich zeigen, daß durch die Erfindung eine bezeichnende Verbesserung in der Ausgangsanzeige bewirkt werden kann, die durch Sondenmeßinstruaente ermittelt werden kann.

Erfindungsgenä3 ist am Magnetkern 20 eine Stabilisierungsspule 31 angebracht, die periodisch durch einen Strom mit einer gedämpft schwingenden Wellenform erregt wird, der ein magnetisches Feld mit einer ähnlichen Wellenform im Magnetkern induziert, das sich dem magnetischen Gleichfeld überlagert, das durch den gemessenen Strom induziert wird. Die periodische Zuführung dieses Stabili-

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sierungsstromes wird im folgenden im einzelnen beschrieben, wobei jedoch darauf hingewiesen wird, daß die Schaltung zum Zuführen des Stabilisierungsstrones in einer sehr einfachen grundlegenden Fora schernatisch in Figur 4 dargestellt ist. Diese Schaltung enthält die Stabilijierungsspule 311 deren Klemmen mit einer Erregerschaltung verbunden 3ind, die vorzugsweise einen Kondensator 40 enthält, der wahlweise entweder an die Stabilisierungsspule 31 oder an eine geeignete Spannungsquelle V mittels einer Schalteinrichtung 41 angeschaltet werden kann. Diese Schalteinrichtung 41 ist als einpoliger Zweistellungsschalter dargestellt, dessen Pol entweder mit der Klemme der Spannungsquelle V oder einer Klemme der Stabilisierungsspule 31 verbunden werden kann und in einen Kreis mit dem Kondensator 40 geschaltet ist. Für die im vorhergehenden beschriebene Stabilisierungsspule 31 kann die Spannungsquelle V von einem Typ sein, der einen Gleichstrom in der Größenordnung von 100 Milliampere bei 30 Volt liefert. Die Aufladung des Kondensators 40 wird dann erzielt, wenn die Schalteinrichtung 41 sich in einer Stellung befindet, in der der Kondensator in einen Kreis mit der Spannungsquelle geschaltet ist. Wenn der Kondensator angemessen aufgeladen ist, kann die Stabilisierungsspule 31 über den Schalter 41 erregt werden, wie es sich für die praktische Verwirklichung der Erfindung bei einer Sonde mit einem Nagnetkern als notwendig herausstellt.· D_as wird dadurch erreicht, daß der Schalter in eine derartige Stellung gebracht wird, daß er die Stabilisierungsspule in einen Kreis mit dem Kondensator schaltet, was eine Entladung des Kondensators zur Folge hat. Die Entladung des Kondensators durch die Spule erzeugt einen Strom mit einer gedämpft schwingenden Wellenform, wie er schematisch in Figur 4A dargestellt ist. Dieser schwingende Strom kann eine Maxiaalaaplitude von 200 Milliampere haben und schwingt mit einer Frequenz von annähernd 130 Hertz, wobei der Strom in annähernd 15 Millisekunden auf Null abfällt.

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Das durch die Stabilisierungsspule 31 induzierte stabilisierende magnetische Feld liegt zusammen mit dein Feld vor, das durch den stromführenden Leiter induziert wird, der durch die Sond^ überwacht werden soll. Die Wirkung dieses gedämpft schwingenden magnetischen Feldes, das einen im wesentlichen gleichförmigen oder statischen magnetischen Feld überlagert ist, besteht darin, daß der Einfluß der Hysterese auf das zunehmende oder abnehmende magnetische Feld von der Messung durch die Vorrichtung ausgeschlossen wird. Tatsächlich bewirkt die Stabilisierungsspule durch die periodische Arbeitsweise, daß der Magnetkern so arbeitet, als hätte er im wesentlichen überhaupt keinen Hysterese-Effekt. Der Kern arbeitet somit über den gesamten Meßbereich auf einer im wesentlichen idealisierten Magnetisierungskurve MC, wie sie in Figur 3 dargestellt ist und nicht auf der Hysteresekurve HC.

Dieses durch die Verwendung der Stabilisierungsspule und die Anwendung der Stabilisierung auf den Magnetkern erhaltene günstige Ergebnis ist graphisch in Figur 6 dargestellt. Figur 6 gibt die stabilisierte und nicht stabilisierte Arbeitskennlinie eines typischen Materials ,beispielsweise des mit "Silectron¹¹ Material3_; wieder. Diese graphische Darstellung vergleicht den genau gemessenen Strom, wie er von einem Nebenschlußinstrument bestimmt wird, mit demjenigen Strom, der von einer Stromzange gemessen wird, wobei der Vergleich in Fehlerprozenten des Vollausschlags des genau im Nebenschluß gemessenen Stromes dargestellt ist. Zunächst ist anhand der nicht stabilisierten Kennlinie A erkennbar, daß sich bei Zunahme des Stromes in eine positive Richtung eine spezielle Fehlerkennlinie entwickelt. Um die Werte für die graphische Darstellung zu bekommen, wurde der Strom durch den Leiter zunächst zunehmend erhöht und dann zunehmend verringert, um Werte sowohl im positiven als auch im negativen Strombereich zu erhalten. Unstetigkeiten zeigen sich im Nullbereich als Folge der Umschaltung der Schaltung für einen positiven und einen negativen Strom. Diese Unstetigkeiten würden in einer betriebsmäßig ausge-

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legten Schaltung nicht auftreten. Anschließend erzeugte eine Abnahme dieses Stromes von seinem Maximalwert, der in diesem Fall in der Größenordnung von 500 Ampere lag, was eine Arbeitsweise in der Nähe des Sattigungsbereicb.es zur Folge hat, einen prozentualen Fehler, der relativ höher als derjenige Fehler ist, der während der Zunahme des Stromes festgestellt wurde. Diese gleiche Kennlinie entwickelt sich im allgemeinen auch dann, wenn der Strom in negative Sichtung erhöht wird und anschließend auf Null herabgesetzt wird. Tatsächlich wird eine Hüllkurve zur Veranschaulichung dieses charakteristischen Merkmals entwickelt, die durch den Einfluß der Hysterese des speziellen Kernmaterials hervorgerufen wird. Das zeigt deutlich, daS ein nicht stabilisierter Hagnetkern keine reproduzierbaren Ergebnisse für einen bestimmten Strom als Folge des Hysterese-Effektes liefern kann.

Aus der mit B bezeichneten Kurve, die die Ergebnisse wiedergibt, die mit dem Stabilisierungseffekt erhalten wurden, ist direkt im Gegensatz dazu ersichtlich, daß eine ausgezeichnete Wiederholbarkeit oder Reproduzierbarkeit der Messungen über den gesamten angezeigten Strombereich erhalten wird. Aus dieser graphischen Darstellung ist erkennbar, daß der Fehler immer der gleiche bleibt, unabhängig davon, ob der Strom zunimmt oder abnimmt oder ob die Messungen im positiven oder im negativen Bereich vorgenommen werden. Das hat zur Folge, daß die Sonde geeicht werden kann, um exakte Ergebnisse zu liefern, die zuverlässig über den gesamten Arbeitsbereich des Instrumentes wiederholbar sind. Ein weiterer Vorteil ist anhand von Figur 6 erkennbar, der darin besteht, daß relativ genaue Messungen über einen extrem großen Strombereich erhalt er werden können, der in diesem Fall in der Größenordnung von insgesamt 1000 Ampere liegt, d.h. von -500 bis +500 Ampere reicht. Es werden insbesondere außerordentlich genaue Ergebnisse in den unteren Strombereichen erhalten, da der prozentuale Fehler auf dem Vollausschlag (500 Ampere) basiert.

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Untersuchungsergebnisse wurden gleichfalls für das "Silectron" bezeichnete Material erhalten, bei dem der Strombereich kleiner gehalten wurde, um jede Möglichkeit der Arbeitsweise im Sättigungsberaich oder in der Nahe des Sättigungsbereiches zu vermeiden. Figur 7 zeigt eine graphische Darstellung der Werte, die bei einem gemessenen positiven und negativen Maximalstrom von 400 Ampere erhalten wurden. Wiederum zeigt sich klar der naheliegende Vorteil der Stabilisierung in der Gegenüberstellung der sehr nahe beieinanderliegenden Anzeigen für eine Stromzunahme oder -abnähme. Wie bei der stabilisierten Messung B und der unstabilisierten Messung A ist der bei einer unstabilisierten Messung mit diesem Material hereinkommende Fehler für die meisten Meßverhältnisse nicht akzeptierbar. Dieser klar ersichtliche Vorteil der Stabilisierung zeigt sich weiterhin in Figur 8, wo der maximal gemessene Strom in beidenRichtungen 200 Ampere betrug. Wenn der Kern keiner erfindungsgeTaäSen Stabilisierung unterworfen wird, führen die Messungen ersichtlich zu Fehlern, die in hohem Grade unannehmbar sind,und nahezu zu einer nicht vorhandenen Wiederholbarkeit. *-

Dieselben Untersuchungen wurden auch mit eine» Magnetkern durchgeführt, der aus dem Material 4750 hergestellt ist. Diese Untersuchungen erfolgten bei drei verschiedenen Strombereichen insbesondere mit Maximalwerten von 400, 200 und 100 Ampere. In jedem Fall zeigt sich deutlich, daß die Stabilisierung auch eine wesentliche Verbesserung in der Arbeitsweise des aus diesem Material hergestellten Magnetkernes für jeden der drei Strombereiche bewirken kann. Ein Vergleich der Kurven in den Figuren 9 und 10 mit den Figuren 7 un*· 8 für dieselben Strombereiche bezüglich des mit "Silectron" bezeichneten Materials zeigt deutlich, daß da3 mit "Silectron" bezeichnete Material genau so gut, wenn nichr gar besser als das wesentlich höher bezahlte und teurere Material 4750 arbeiten kann, wenn zusätzlich berücksichtigt wird, daß das mit "Silectron" bezeichnete Material einen höheren Sättigungswert hat.

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Dieselben Untersuchungen wurden in ähnlicher Weise mit einem Magnetkern durchgeführt, der aus einem Molybdäa-Permalloy-Material hergestellt ist. Die Ergebnisse für einen Magnetkern aus diesem Material sind graphisch in Figur 12 dargestellt. Wiederum führt die Stabilisierung zu einar markanten Verbesserung der Funktion dieses Materials, das bereits unter normalen Betriebsbedingungen außerordentlich genaue Ergebnisse liefern soll. Anhand von Figur 12 ist jedoch ersichtlich, daß das Material bei der nicht stabilisierten Arbeitsweise als Folge des Einflusses der Hysterese Fehler' erzeugt, die diesem Material anhaften.

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Eine vollständigere Schaltung zur Verwendung eines Magnetkerns bei der Durchführung von Strommessungen, bei denen der Meßfühler ein Hall-Effekt-Element ist, das in eine Stromzange eingebaut ist, ist schematisch in Figur 5 dargestellt. Aus Figur 5*ist ersichtlich, daß die Elenente des Hagnstkerns, die das HaIl-Effekt-Element 30 und die Stabilisierungsspule 31 einschließen, mit dem verschiedenen Bauelementen der zugehörigen Instrumentierung verbunden sind. Diese Instrumentierung schließt eine Schaltung 42 ein, die einen konstanten Hall-Betriebsstrom zum Arbeiten des Hall-Effekt-Elementes lieTert. Die Ausgangsspannungsklemmen des Hall-Effekt-Elementes stehen mit einem Digitalvpltmeter 43 in Verbindung, das die Ausgangsanzeige sowie ein Zeitsteuersignal für die Arbeit der Stabilisierungsschaltung 44 liefert. Diese Schaltung ist in Fig. 5 dargestellt, wobei der Zeitsteuersignalanschluß durch die Verbindung zwischen dem Voltmeter und der Stabilisierungsschaltung dargestellt ist. Es versteht sich, daß in dieser Schaltung die Stabilisierungsschaltung 44 eine elektronische Schalteinrichtung 41 verwendet, die automatisch arbeitet, um den Kondensator 40 in der in Form eins3 Beispiele dargestellten Stabil is ierungs schaltung wieder aufzuladen. Es versteht sich weiterhin, daß andere bekannte Schaltungen verwandt werden können, um den notwendigen Stabilisierungsstrom mit gedämpft schwingender Wellenform zu erzeugen.

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7.1

Ein Digitalvoltmeter eines Typs, der geuöhnlich für eine derartige Instrumentierung verwandt wird, arbeitet mit einem Meßzyklus, bei dem das Eingangssignal zunächst umgewandelt und bei dem während dieser Zeit jede Änderung im von einem Leiter C geführten Strom festgestellt wird und eine resultierende oder dazu in Beziehung stehende Anzeige erzeugt. Typische Zykluszeiten für derartige Instrumentierungen sind derart gewählt, daß das Voltmeter in der Arbeitsweise der Umwandlung für eine Zeitspanne von annähernd 8 Millisekunden arbeitet und anschließend für die folgenden 200 Millisekunden im stationären Zustand gehalten wird. Im stationären Zustand spricht das Voltmeter nicht auf Änderungen im vom untersuchten Leiter geführten Strom an. Nach dem Ablauf der Zeit, in der das Voltmeter im stationären Zustand gehalten wird, wird das Voltmeter wieder automatisch für eine Umwandlungszeitspanne aktiviert.

Diese Voltmeter liefern ein Signal für das Ende der Uawandlungszeitspanne, das in dieser Schaltung dazu verwandt wird« die Stabilisierungsschaltung zu aktivieren und den Kondensator 40 mit der Stabilisierungsspule zu verbinden. Dieses Signal tritt am Ende der Umwandlungszeitspanne auf und gibt die optimale Zeit wieder, zu der das Stabilisierungssignal an den Magnetkern gelegt werden sollte. Der Grund dafür liegt darin, daß das Digitalvoltmeter somit nicht durch den Einfluß des stabilisierenden Magnetfeldes gestört wird, das im Magnetkern induziert wird, und kein Fehlersignal aus diesem Grunde liefert oder erzeugt. Das Stabilisierungssignal wird vorzugsweise derart zugeführt, daß der erste Scheitel- oder Spitzenwert des durch den Strom mit einer gedämpft schwingenden Vellenform erzeugten Magnetfeldes eine Polarität hat, die der Polarität des Magnetfeldes entgegengesetzt ist, das durch den zu messenen Stron erzeugt wird. Wenn ein positiver Strom gemessen wird, wird der gedämpfte Stabilisierungsstrom so zugeführt, daß ein in die negative Richtung verlaufender Scheitelwert zuerst an der Spule liegt.

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Aus dem Vorhergehenden ergibt sich, daß durch die Erfindung eine vorteilhafte Möglichkeit geliefert wird, die Strommessung durch Sonden von der Art einer Stromzange zu steigern. Die Stabilisierung der Magnetkerne zu einem Zeitpunkt unmittelbar vor einer Anzeige schließt wirkungsvoll den Effekt der Hysterese aus, so daß sich eine außerordentlich gute Wiederholbarkeit oder Reproduzierbarkeit der Ergebnisse unabhängig von Änderungen im gemessenen Strom ergibt. Diese Stabilisierung ermöglicht gleichfalls die Verwendung von weniger teueren Materialien zur Herstellung der Magnetkerne. Dieser Möglichkeit der Verwendung von weniger teueren Kernmaterialien haftet weiterhin der Vorteil an, daß derartige Materialien gewöhnlich einen höheren Sättigungswert haben, der den auenutzbaren Bereich des Instrumentes vergrößert und Nebenluftwege verringert, die sonst auftreten wurden, wenn größere Luftspalte erforderlich werden, um eine Arbeit im Sättigungsbereich oder in der Nähe des Sättigungsbereiches zu vermeiden.

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Claims

2706*47

Patentansprüche

\ Λ .1 Verfahren zum Zurückführen des Einflusses der Hysterese auf ein Minimum bei einem elektrischen Meßinstrument mit einem magnatiseh-permeablen Kern, der einen Flußsensor aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß im peraeablen Kern zu einem bestimmten Zeitpunkt vor der Ermittlung einer Ausgangsanζeige ein magnetisches Feld mit einer gedämpft schwingenden Wellenform induziert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetische Feld mit einer gedämpft schwingenden Wellenform periodisch zu bestimmten Zeitintervallen induziert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetische Feld mit einer gedämpft schwingenden Wellenform unmittelbar vor jeder Ermittlung einer Ausgangsanzeige induziert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetfeld mit einer gedämpft schwingenden Wellenform im permeablen Kern gemeinsam mit einem gemessenen Magnetfeld induziert wird.
5· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetfeld mit einer gedämpft schwingenden Wellenform einen ersten Scheitelwert mit einer der Polarität des gemessenen Magnetfeldes entgegengesetzten Polarität hat.
6. Magnetfeldsonde, die auf ein zu messendes Magnetfeld anspricht und ein elektrisches Eingangssignal für ein elektrisches Meßinstrument erzeugt, gekennzeichnet durch einen magnetisch permeablen Kern (20), der einen Flußweg für das zu messende Magnetfeld bildet, einen Magnetfeldsensor (30), der elektromagnetisch

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mit dem pemeablen Kern (20) gekoppelt ist und auf den magnetischen Fluß im Flußweg des Kernes (20) ansprechend ein elektrisches Eingangssignal erzeugt, eine ein Magnetfeld erzeugende Stabilisisrungsspule (31), die elektromagnetisch mit dem Kern (20) gekoppelt ist und auf einen in der Spule (3Ό fließenden elektrischen Strom ansprechend ein magnetisches Feld im Kern (20) induziert, und durch eine einen elektrischen Strom erzeugende Schaltung (kk) > die mit der Spule (31) verbunden ist und wahlweise in Betrieb gesetzt werden kann, um einen Strom mit einer gedämpft schwingenden Wellenform in der Stabilisierungsspule (31) zu erzeugen.
7· Sonde nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der permeable Kern (20) einen im wesentlichen geschlossenen Flußweg bildet.
8. Sonde nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der permeable Kern (20) zwei Teile (21, 22) enthält, die wahlweise relativ zueinander angeordnet werden können, um eine im wesentlichen geschlossene Schleife zu bilden.
9. Sonde nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Kernteile (21) unterteilt ist, so daß sich ein Luftspalt (32) zwischen den gegenüberliegenden Stirnflächen des unterteilten Teils (21) bildet und daß der Magnetfeldsensor (30) in dem Luftspalt (32) angeordnet ist.
10. Sonde nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetfeldsensor (30) eine Hall-Effekt-Einrichtung ist.
11. Sonde nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabilisierungsspule (31) auf den permeablen Kern (20) gewickelt ist.

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12. Sonde nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Strom erzeugende Schaltung (Vt) einen Strom mit einer gedämpft schwingenden Wellenform erzeugt, der ein magnetisches Feld induziert, das einen ersten Scheitel wert mit einer der Polarität des gemessenen Magnetfeldes entgegengesetzten Polarität hat.

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