DE2918483A1 - Messwandler zum potentialfreien messen von stroemen oder spannungen - Google Patents

Messwandler zum potentialfreien messen von stroemen oder spannungen

Info

Publication number
DE2918483A1
DE2918483A1 DE19792918483 DE2918483A DE2918483A1 DE 2918483 A1 DE2918483 A1 DE 2918483A1 DE 19792918483 DE19792918483 DE 19792918483 DE 2918483 A DE2918483 A DE 2918483A DE 2918483 A1 DE2918483 A1 DE 2918483A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
magnetic film
core
magnetic
transducer according
air gap
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19792918483
Other languages
English (en)
Other versions
DE2918483C2 (de
Inventor
Eva Dipl Chem Blazso
Mathis Halder
Hans Muntwyler
Gernot Ing Grad Schneider
Konrad Dipl Phys Schuermann
Werner Trinkler
Jacob De Vries
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Landis and Gyr AG
Original Assignee
Landis and Gyr AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Landis and Gyr AG filed Critical Landis and Gyr AG
Publication of DE2918483A1 publication Critical patent/DE2918483A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2918483C2 publication Critical patent/DE2918483C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/20Instruments transformers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)
  • Transformers For Measuring Instruments (AREA)
  • Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)

Description

; J-π r. w
eil te
v,.n ,.. ... - 3-Jargen Müller
D?. rer."im! TiiWßaa Berendt ^ £. _ 9Q18A83
Dr -Ing. Haas Leyh ά 3 IO^OO
Lucile-Grahn-Slraße 38 D 8 München 80
/——r\ LGZ LANDIS & GYR ZUG AG
(LANDIS & GYR) CH_6301 ZUG< Schweiz
Messwandler zum potentialfreien Messen von Strömen oder Spannungen
030043/0580
PA 2070
Messwandler zum potentialfreien Messen von Strömen oder Spannungen
Es ist ein Messwandler der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art bekannt (DE-PS 27 34 729), bei dem ein Magnetkern einen Messleiter zangenförmig umschliesst und eine Vormagnetisierungswicklung trägt. Ausserhalb der Vormagnetisierungswicklung weist der magnetische Rückschluss des Magnetkerns einen Luftspalt auf, welcher durch einen sehr dünnen Magnetfilm überbrückt ist. Beim Nulldurchgang des durch den Vormagnetisierungsstrom und durch den Messstrom erzeugten Magnetfeldes wird der Magnetfilm jeweils in die andere Sättigungsrichtung ummagnetisiert, wodurch in der Vormagnetisierungswicklung ein Ausgangsimpuls induziert wird. Der durch den Ausgangsimpuls markierte Zeitpunkt des Magnetfeld-Nulldurchgangs stellt ein analoges Mass für die Grosse des Messstromes dar.
Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die mit dem Messwandler erzielbare Messgenauigkeit weiter zu steigern.
Beim Messwandler nach der Erfindung wird die durch den Vor-
magnetisierungsstrom und durch den Messstrom erzeugte magnetische Durchflutung unmittelbar am Ort des Magnetfilms in das den Magnetfilm ummagnetisierende Magnetfeld umgesetzt. Das Magnetfeld, in dem sich der Magnetfilm befindet, ist deshalb
030043/0580 ·/■
PA 2Ο7Ο
sowohl zum Messstrom als auch zum Vormagnetisierungsstrom streng proportional, so dass sich eine sehr hohe Messgenauigkeit ergibt.
Die Ummagnetisierungsgeschwindigkeit des Magnetfilms ist sehr hoch und ein Magnetisierungswechsel vollzieht sich in beispielsweise 5 Mikrosekunden. Der resultierende schnelle Induktionswechsel muss beim bekannten Messwandler vom Magnetkern bis zur Vormagnetisierungswicklung geleitet werden, um sich dort als entsprechende Spannungsänderung auswirken zu können. Die endliche Grenzfrequenz des weichmagnetischen Materials des Magnetkerns wirkt sich in einer scheinbaren Erhöhung der dynamischen Koerzitivfeidstärke, einer verminderten Signalspannung, einer geringeren Signalsteilheit und einer grösseren Impulsbreite aus. Der Messwandler nach der Erfindung erweist sich diesbezüglich als bedeutend besser. Es ergeben sich grössere, steilere Ausgangsimpulse, die mit grösserer Genauigkeit detektiert werden können.
Mit der Ausgestaltung des Messwandlers nach Anspruch 2 wird der Magnetfilm von äusseren Störfeldern abgeschirmt und dadurch die Messgenauigkeit weiter verbessert. Ausserdem wird durch diese Massnahme verhindert, dass der Messwandler selber Störfelder ausstrahlt.
Nachfolgend werden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen: 30 Fig. 1
einen Messwandler in auseinandergezogener Darstellung,
Fig. 2
ein Einsatzteil mit einem Magnetfilm in auseinandergezogener Darstellung ,
030043/0580
PA 2O7O
Fig. 3 eine Vormagnetisierungswicklung und
einen Messleiter,
Fig. 4 und 5 weitere Einsatzteile,
Fig. 6 das Einsatzteil nach Fig. 5 in aus
einandergezogener Darstellung,
Fig. 7 einen weiteren Messwandler in auseinandergezogener Darstellung,
Fig. 8 einen Schalenkern im Schnitt,
Fig. 9 und 1O weitere Einsatzteile,
Fig. 11 bis 13 Schalenkerne mit bewickeltem Mit-/[^ telkern im Schnitt,
Fig. 14 den Schalenkern nach der Fig. 13 in
der Draufsicht,
Fig. 15 einen Messwandler im Schnitt,
Fig. 16 eine Schalenhälfte des Messwandlers
nach der Fig. 15 in der Draufsicht,
Fig. 17 einen Messwandler mit einem magneto-
resistiven Magnetfilm, 25
Fig. 18 ein Einsatzteil mit einem magneto-
resistiven Magnetfilm und
Fig. 19 ein weiteres Einsatzteil in verschiedenen Herstellungsstufen.
In der Fig. 1 bedeutet 1 einen Messleiter, der den zu messenden Strom führt und im dargestellten Beispiel eine einzige Windung 2 um den Mittelkern eines weiter unten beschriebenen Schalenkerns bildet. Bei zusammengebautem Messwandler liegt
die Windung 2 koaxial zwischen zwei Spulenkörpern 3, 4, die eine scheibenförmige Wicklung 5, 6 tragen. Diese Wicklungen 5, 6 werden elektrisch in Reihe geschaltet und bilden eine
030043/0580 ./.
PA 2O7O
Vormagnetisierungswicklung. Ein ringförmiger Ansatz 7 des Spulenkörpers 4 zentriert die Windung 2 des Messleiters 1.
Eine obere Schalenhälfte 8, eine koaxiale untere Schalenhälfte 9 und zwei koaxiale zylindrische, stumpfhalbkegelförmig zugespitzte Polstücke 10, 11 bilden einen Schalenkern aus Ferrit. Der aus den Schalenhälften 8, 9 gebildete Schalenteil dieses Schalenkerns umschliesst die Windung 2 und die Vormagnetisierungswicklung 5, 6, wobei Oeffnungen 12 den Durchtritt der Wicklungsanschlüsse und des Messleiters 1 ermöglichen. Die Polstücke 10, 11 bilden den die Spulenkörper 3, 4 durchdringenden Mittelkern des Schalenkerns. Ihre Polflächen sind in geringem Abstand voneinander angeordnet, so dass zwischen ihnen ein Luftspalt 13 liegt, welcher von einem Magnetfilm 14 überbrückt ist. Die Polstücke 10, 11 können zur optimalen Konzentration des Magnetfeldes im Luftspalt 13 mit Polschuhen aus hochpermeablem Material bestückt sein. Die Vormagnetisierungswicklung 5, 6, die Windung 2 des Messleiters 1, der den Luftspalt 13 aufweisende Mittelkern des Schalenkerns und der den Luftspalt 13 überbrückende Magnetfilm 14 sind also im wesentlichen konzentrisch angeordnet.
Die Polstücke 1O, 11 und der Magnetfilm 13 sind zu einem Einsatzteil 15 vereinigt, dessen durch den zylindrischen Teil der Polstücke 1O, 11 gebildeten Enden spielfrei in entsprechenden Oeffnungen 16 der Schalenhälften 8, 9 liegen. Dies hat den Vorteil, dass das Einsatzteil 15 mit dem mechanisch empfindlichen Magnetfilm 14 nach erfolgtem Zusammenbau der übrigen Teile des Messwandlers in den Schalenteil des Magnetkerns eingeführt werden kann.
Im Beispiel der Fig. 1 und 2 ist der Magnetfilm 14 auf ein Substrat 17 aus magnetisch nichtleitendem Material aufgetragen
030043/0580
PA 2070
und mit diesem zusammen auf eine plane Fläche 18 des stumpfhalbkegelförmigen Teils der Polstücke 10, 11 aufgeklebt.
Der Magnetfilm 14 ist vorzugsweise sehr dünn und magnetisch anisotrop. Einzelheiten sind aus der DE-PS 27 34 729 bekannt und werden daher hier nicht erläutert. Es ist auch möglich, den Magnetfilm 14 aus magnetoresistivem Material herzustellen und mit Kontakten zum Anschluss an eine Strom- oder Spannungsquelle zu versehen.
Je nach der Grosse des zu messenden Stromes kann der Messleiter 1 eine oder mehrere Windungen 2 bilden. Zur Messung sehr grosser Ströme kann er Bestandteil eines Stromteilers sein. Spannungsmessungen sind z.B. durch Reihenschaltung des Messleiters 1 mit einem hochohmigen Widerstand möglich.
Anstelle der beiden Wicklungen 5, 6, die die Windung 2 des Messleiters 1 zwischen sich einschliessen, kann gemäss der Fig. 3 eine auf einen Spulenkörper 19 gewickelte Vormagnetisierungswicklung 20 dienen, die von einer Windung 21 eines Messleiters 22 umschlungen ist. Der Messleiter 22 ist vorteilhaft ein gebogener Flachdraht, der Messleiter 1 dagegen ein Stanzteil.
Die Fig. 4 zeigt ein anstelle des Einsatzteils 15 verwendbares Einsatzteil 23, dessen Polstücke 24, 25 mittels eines den Luftspalt 26 ausfüllenden,magnetisch nichtleitenden Materials 27 miteinander verbunden sind, aus einem zylindrischen und einem halbzylindrischen Teil bestehen und eine gemeinsame plane Fläche 28 aufweisen, auf die der Magnetfilm 14 aufgetragen ist. Als Material 27 kann Glas dienen, mit dem die Polstücke 24, 25 verlötet oder durch ein Sinterverfahren verbunden sind.
Ein in der Fig. 5 zusammengebaut dargestelltes Einsatzteil besteht gemäss der Fig. 6 aus zwei zylindrischen Polstücken 3O, 31 mit einer quaderförmigen Ausnehmung 32, aus dem den Magnetfilm 14 tragenden Substrat 17 und aus einer Blattfeder
03004 3/0580 '''
PA 2O7O
Die Enden des Substrats 17 tauchen in die Ausnehmungen 32 der Polstücke 30 und 31 ein, wobei der Magnetfilm 14 durch die Kraft der Blattfeder 33 gegen eine plane Innenfläche der Polstücke 3O, 31 gedrückt wird.
In der Fig. 7 ist ein Messwandler auseinandergezogen dargestellt, dessen Einsatzteil 34 wiederum den Mittelkern eines Schalenkerns bildet, jedoch zwei quaderfö'rmige Polstücke 35, 36 besitzt. Diese sind mit einem den Luftspalt 37 ausfüllenden Material 27 miteinander verbunden und der Luftspalt 37 ist mit dem Magnetfilm 14 überbrückt. Der Schalenteil des Schalenkerns besteht aus zwei Schalenhälften 38, 39, die seitlich zusammengefügt werden, so dass ihre Berührungsflächen im Gegensatz zu jenen der Schalenhälften 8, 9 (Fig. 1) nicht senkrecht zum magnetischen Fluss, sondern in dessen Richtung liegen und somit keinen magnetisch wirksamen Luftspalt einschliessen. Einschnitte 41 der Schalenhälften 38, 39 bilden Oeffnungen zur Aufnahme der Enden des Einsatzteils 34 und Einschnitte 42 ermöglichen den Durchtritt des Messleiters 22 und der Anschlüsse der Vormagnetisierungswicklung 20, die hier auf einem Spulenkörper 43 mit rechteckförmiger Kernöffnung 44 angeordnet ist.
Die Herstellung des Messwandlers nach der Fig. 7 ist besonders einfach, weil nur wenige Flächen, nämlich die Berührungsflächen zwischen den Schalenhälften 38, 39 und den Polstücken 35, 36, eine hohe Oberflächengüte aufweisen müssen und weil diese Flächen plan sind. Das Einsatzteil 34 eignet sich besonders für die Massenherstellung, da eine Vielzahl solcher Einsatzteile an einem Stück hergestellt werden kann, wobei die Einsatzteile erst nach dem Auftragen der Magnetfilme 14 z.B. durch Brechen vereinzelt werden.
Die Fig. 8 zeigt einen aus zwei koaxialen Schalenhälften 45, 46 bestehenden Schalenkern, dessen Mittelkern durch je einen an der Schalenhälfte 45 bzw. 46 angeformten Hohlzapfen 47 bzw. 48 gebildet ist. Zwischen den fluchtenden Hohlzapfen 47, 48
030043/0580 ·Λ
PA 2Ο7Ο
befindet sich ein Luftspalt 49. Ein in der Fig. 9 dargestelltes Einsatzteil 5O besteht aus einem zylinderförmigen Substrat 51 und einem Magnetfilm 52, der die Mantelfläche des Substrats bedeckt. Dieses Einsatzteil wird nach dem Zusammenfügen der Schalenhälften 45, 46 in eine axiale Oeffnung 53 der Hohlzapfen 47, 48 eingeführt und von dieser spielfrei aufgenommen.
Anstelle des Einsatzteils 50 kann auch das in der Fig. 10 mit
54 bezeichnete Einsatzteil dienen, dessen stabförmiges Substrat
55 einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweist. Ein Magnetfilm
56 bedeckt nur einen verhältnismässig schmalen Längsstreifen auf der Mantelfläche des Substrates 55. Das Einsatzteil 54 kann zusammen mit einer nicht dargestellten Feder in die Oeffnung 53 eingeführt werden, so dass die Feder den Magnetfilm 56 gegen die Wandung der Oeffnung 53 drückt.
Ebenso möglich ist die Verwendung des quaderförmigen Substrats 17 mit dem Magnetfilm 14 (Fig. 2) als Einsatzteil, wenn die Oeffnung 53 der Hohlzapfen 47, 48 entsprechend ausgestaltet ist,
Der magnetische Kreis des gemäss den Fig. 8 bis 1O ausgestalteten Messwandlers zeichnet sich durch eine minimale Anzahl von Bauelementen aus und ist in magnetischer Hinsicht optimal.
Der Schalenkern nach der Fig. 11 unterscheidet sich in der 25
Schnittdarstellung praktisch nicht vom Schalenkern nach der Fig. 8, besteht jedoch aus drei Schalenkernteilen 57, 58, 59. Die Schalenkernteile 57 und 58 weisen die Hohlzapfen 47 und 48 auf, sind mit einem magnetisch nichtleitenden Material, das den Luftspalt 49 ausfüllt, miteinander verbunden und dienen als Spulenkörper für die Vormagnetisierungswicklung 2O und die Windung 21 des Messleiters. Der Schalenkernteil 59 besitzt die Form eines Topfes mit einer zentralen Oeffnurg und ist auf die aus den Schalenkernteilen 57 und 58 bestehende Einheit aufgesteckt.
In der Fig. 12 ist ein Schalenkern dargestellt, der aus einem topfförmigen Schalenkernteil 60 und einem einen Hohlzapfen 61 und einen Ringflansch aufweisenden Schalenkernteil 62 besteht. Der Schalenkernteil 62 dient wiederum als Spulenkörper. Der
03004370580 ./.
PA 2O7O
Luftspalt 49 befindet sich zwischen der Stirnfläche des Hohlzapfens 61 und dem Boden des Schalenkernteils 6O, der eine mit einer Oeffnung 63 des Hohlzapfens 61 fluchtende Qeffnung 64 aufweist.
Die Fig. 13 und 14 zeigen einen vierteiligen Schalenkern, dessen Mittelkern durch zwei gleiche, als Spulenkörper dienende Schalenkernteile 57 gebildet ist. Die Hohlzapfen 47 der Schalenkernteile 57 sind mit einem magnetisch nichtleitenden Material miteinander verbunden, das den Luftspalt 49 ausfüllt. Zwei seitlich zusammengefügte Schalenhälften 65, 66 umschliessen die beiden Schalenkernteile 57.
Es versteht sich, dass das Einsatzteil 50 bzw. 54 (Fig. 9 und 10) nach dem Zusammenbau der in den Fig. 8 bis 14 dargestellten Anordnungen in deren zentrale Oeffnung eingeführt wird.
Der in den Fig. 15 und 16 dargestellte Messwandler vereinigt die Vorteile eines einfachen, nur zweiteiligen Schalenkerns
und eines planen, leicht herstellbaren Magnetfilms. Der Scha-2O
lenkern dieses Messwandlers besteht aus zwei axial zusammengefügten Schalenhälften 67, 68 mit angeformten Mittelzapfen 69, 7O, die den Mittelkern bilden und deren Stirnflächen einen Luftspalt 71 einschliessen. Die Enden der Mittelzapfen 69,
weisen einen halbkreisförmigen Querschnitt und somit eine 25
plane Fläche 72 auf. Eine Feder 73 drückt den Magnetfilm 14, der auf das Substrat 17 aufgetragen ist, gegen die Flächen
Beim Zusammenbau dieses Messwandlers werden der Spulenkörper
19 mit der Vormagnetisierungswicklung 2O und der Windung 21 30
des Messleiters, das Substrat 17 mit dem Magnetfilm 14 und die Feder 73 in die untere Schalenhälfte 68 eingeführt. Die Feder 73 ist so beschaffen, dass sie vorerst noch keinen Druck auf das Substrat 17 ausübt, so dass die obere Schalenhälfte
leicht aufgesteckt werden kann. Beim Zusammendrücken der bei-35
den Schalenhälften 67, 68 wird die Feder 73 in Längsrichtung gestaucht, so dass sie sich seitlich ausbuchtet.
030043/0580 '''
PA 2Ο7Ο
Der Magnetfilm 14, 52 oder 56 kann, wie bereits erwähnt, aus magnetoresistivem Material hergestellt und an eine Stromoder Spannungsquelle angeschlossen werden. Ein solcher magnetoresistiver Magnetfilm ändert jeweils im Nulldurchgang des Magnetfeldes seinen Widerstand sprunghaft. Diese Widerstandsänderung äussert sich in einen nadeiförmigen Spannungs- oder Stromimpuls, der den Zeitpunkt des Nulldurchgangs des Magnetfeldes eindeutig und mit grosser Genauigkeit markiert.
In der Fig- 17 ist ein Messwandler dargestellt, der ähnlich aufgebaut ist wie der Messwandler nach der Fig. 7, dessen Einsatzteil 74 jedoch einen solchen magnetoresistiven Magnetfilm 75 aufweist. Dieses Einsatzteil 74 besteht aus Polstücken 76, 77, die mit einem den Luftspalt 37 ausfüllenden, magnetisch nichtleitenden Material 27 miteinander verbunden sind, und aus dem Magnetfilm 75, der unmittelbar auf das durch die Polstücke 76, 77 und das Material 27 gebildete Substrat 76, 27, 77 aufgetragen ist und den Luftspalt 37 überbrückt.
Es wäre auch möglich, den Magnetfilm 75 auf ein gesondertes Substrat aus magnetisch und elektrisch nichtleitendem Material, z.B. auf das Substrat 17 (Fig. 1 und 2), aufzutragen und mit diesem zusammen auf die Teile 76, 77, 27 zu kleben. Zwischen den Polstücken 76, 77 und den Magnetfilm 75 sowie zwischen dem Magnetfilm 75 und der Schalenhälfte 39 kann eine dünne Isolationsschicht angeordnet werden. Dies ist jedoch nicht unbedingt erforderlich, da der elektrische Widerstand der Polstücke 76, 77 und der Schalenhälfte 39 im allgemeinen gross ist im Vergleich zu jenem des Magnetfilms 75.
Im dargestellten Beispiel weist der Magnetfilm 75 die Form eines U auf, dessen Schenkel den Luftspalt 37 überbrücken und dessen Schenkelenden als elektrische Kontakte dienen. Das Polstück 77 ragt unten etwas aus den Schalenhälften 38, 39 heraus und ist in eine E-förmige Aussparung 78 einer Leiterplatte 79 eingesteckt. Durch die Aussparung 78 bilden sich federnde Zungen 8Or die z.B. auf der oberen Fläche sowie auf der Stirn-
030-043/0580 '''
PA 2O7O
flache elektrische Leiterbahnen 81 aufweisen, welche gegen die Schenkelenden des Magnetfilms 75 gepresst werden und allenfalls mit diesen verlötet sind.
Die Fig. 18 zeigt ein Einsatzteil 82, dessen magnetoresistiver Magnetfilm 83, 84 zwei als Stromzuführung und Kontakte dienende parallele Streifen 83 sowie eine als magnetoresistives Element wirkende mäanderförmige Leiterbahn 84 bildet. Die im Vergleich zu den Streifen 83 sehr schmale Leiterbahn 84 überquert den Luftspalt 37 mehrmals in einer gegenüber dem Luftspaltfluss um 45° geneigten Richtung. Die Herstellung der Streifen 83 und der Leiterbahn 84 kann durch Aufdampfen eines Magnetfilms auf das Substrat 76, 27, 77 und nachträgliche teilweise Entfernung dieses Magnetfilms durch ein photolithographisches Verfahren erfolgen. Durch entsprechende Wahl der Breite der Leiterbahn 84 kann der gewünschte elektrische Widerstand dieser Leiterbahn bei einheitlicher Schichtdicke des Magnetfilms 83, 84 realisiert werden. Durch die Schrägstellung der Leiterbahn wird die Widerstandsänderung beim Schalten des Magnetfilms maximal.
Das Einsatzteil 85 nach der Fig. 19a besteht vorerst aus dem Substrat 76, 27, 77 und einem magnetoresistivem Magnetfilm 84, 86, der die Leiterbahn 84 und zwei Kontaktflächen 86 bildet. Gemäss der Fig. 19b wird eine sehr dünne Isolationsschicht 87, z.B. eine Glasschicht, aufgetragen, welche die Leiterbahn 84 bedeckt, die Kontaktflächen 85 jedoch frei lässt. Sodann werden gemäss der Fig. 19c in einem Arbeitsgang drei Magnetschichten 88, 89, 90 aufgetragen, die wesentlich dicker sind als der Magnetfilm 84, 86 und sich gegenseitig nicht berühren. Die Magnetschicht 88 liegt auf der Isolierschicht 87 und dient in an sich bekannter Weise der Einkopplung des Magnetfeldes in die als magnetoresistives Element wirkende Leiterbahn 84. Die Magnetschichten 89, 9O liegen zum Teil auf den Kontaktflächen 86 des Magnetfilms 84, 86 und dienen als Stromzuführung.
030043/0580 '''
PA 2070
Z U SA MMENFASSUNG - (Hierzu Fig. 7)
Der Messwandler besteht aus einem Messleiter (22), einer Vormagnetisierungswicklung (20), einem Magnetkern (35, 36, 38, 39) und einem Magnetfilm (14), der einen Luftspalt (37) des Magnetkerns (35, 36, 38, 39) überbrückt und abwechselnd in beide Sättigungsrichtungen gesteuert wird. Zur Erzielung einer hohen Messgenauigkeit sind die Vormagnetisierungswicklung (2θ), die durch den Messleiter (22) gebildete Windung (21) und der Magnetfilm (14) im wesentlichen konzentrisch angeordnet. Der Magnetkern (35, 36, 38, 39) ist ein Schalenkern, dessen Schalenteil (38, 39) der Messleiter (22) und die Vormagnetisierungswicklung (2O) umschliesst und dessen Mittelkern (35, 36) den Luftspalt (37) aufweist. Zwei Polstücke (35, 36) und der den Luftspalt (37) zwischen diesen überbrückende Magnetfilm
(14) sind zu einem Einsatzteil (34) vereinigt, das den Mittelkern des Schalenkerns (35, 36, 38, 39) bildet und dessen Enden spielfrei in entsprechenden Oeffnungen (41) des Schalenteils (38, 39) liegen.
03ÖOA3/0S8O
PA 2Ο7Ο

Claims (14)

P A T E N T A N S P R U E C H E
1.Messwandler zur potentidlfreien Messung von Strömen oder ^Spannungen, mit einem den Messstrom führenden Messleiter, einer einen Vormagnetsierungsstrom führenden Vormagnetisierungswicklung, einem Magnetkern und einem Magnetfilm/, der einen Luftspalt des Magnetkerns überbrückt und durch das vom Vormagnetisierungsstrom und vom Messstrom erzeugte Magnetfeld abwechselnd in beide Sättigungsrichtungen gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Vormagnetisierungswicklung (5, 6; 20) , die .. durch den Messleiter (1; 22) gebildete Windung (2; 21) oder Wicklung, der den Luftspalt (13; 26; 37; 49; 71) aufweisende Teil (10, 11; 24, 25; 30, 31; 35, 36; 47, 48; 69, 70) des Magnetkerns und der den Luftspalt überbrückende Magnetfilm (14; 52; 56) im wesentlichen konzentrisch angeordnet sind,
2. Messwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
der Magnetkern ein Schalenkern ist, dessen Schalenteil (8, 9; 38, 39; 45, 46; 59; 60; 65, 66; 67, 68) den Messleiter (1; 22) und die Vormagnetisierungswicklung (5, 6; 2O) umschliesst und dessen Mittelkern (10, 11; 24, 25; 3O, 31; 35, 36; 47, 48; 61; 69, 70) den vom Magnetfilm (14; 52; 56) überbrückten Luftspalt (13; 26; 37; 49; 71) aufweist.
3. Messwandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Polstücke (1O; 11; 24; 25; 3O; 31; 35; 36) und der den Luftspalt (13; 26; 37) zwischen diesen überbrückende Magnetfilm (14) zu einem Einsatzteil (15; 23; 29; 34) vereinigt sind, das den Mittelkern des Schalenkerns bildet und dessen Enden spielfrei in entsprechenden Oeffnungen (16; 41) des Schalenteils (8, 9; 38, 39) liegen.
4. Messwandler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass
der Magnetfilm (14) auf ein Substrat (17) aus magnetisch nichtleitendem Material aufgetragen und mit diesem zusammen auf eine plane Fläche (18) der beiden Polstücke (1O; 11) aufgeklebt ist.
030043/0580
PA 2Ο7Ο
5. Messwandler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Polstücke (24, 25; 35, 36) mittels eines magnetisch nichtleitenden, den Luftspalt (26; 37) ausfüllenden Materials (27) miteinander verbunden sind und eine gemeinsame plane Fläche
(28) aufweisen, auf die der Magnetfilm (14) aufgetragen ist.
6. Messwandler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetfilm (14) auf ein Substrat (17) aus magnetisch nichtleitendem Material aufgetragen ist, dass die Enden des Substrats (17) und des Magnetfilms (14) jeweils in eine Ausnehmung (32) der Polstücke (30; 31) eintauchen und dass der Magnetfilm (14) in der Ausnehmung (32) mittels einer Feder (33) gegen eine plane Fläche der Polstücke (3O; 31) gedruckt wird.
7. Messwandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelkern (47, 48; 61) des Schalenkerns eine axiale Oeffnung (53; 63) aufweist, dass der Magnetfilm (52; 56) auf mindestens einen Teil der Mantelfläche eines stabförmigen Substrates (51; 55) aus magnetisch nichtleitendem Material aufgetragen ist und dass das Substrat (51; 55) mit dem Magnetfilm (14) spielfrei in der Oeffnung (53; 63) liegt.
8. Messwandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelkern (69, 7O) des Schalenkerns beidseitig des Luftspaltes (71) eine plane Fläche (72) aufweist und dass der Magnetfilm (14) auf ein Substrat (17) aufgetragen ist und mittels einer Feder (73) gegen die Fläche (72) gedrückt wird.
9. Messwandler nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalenteil des Schalenkerns aus zwei Schalenhälften (38; 39; 65; 66) besteht, deren Berührungsflächen (40) in Richtung des magnetischen Flusses liegen.
1O. Messwandler nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelkern (47, 48; 61) des Schalenkerns als Spulenkörper für die Vormagnetisierungswicklung (2O) ausgebildet ist. 030043/0580
PA 2O7O
11. Messwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetfilm (75; 83, 84; 84, 86) als magnetoresistives Element (84) ausgebildet ist und zugleich Kontakte (83, 86) zur Stromzuführung bildet.
12. Messwandler nach Anspruch 3 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsatzteil (74; 82 j 85) in eine Aussparung (78) einer Leiterplatte (79) eingesteckt ist.
13. Messwandler nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetoresistive Element (84) eine Leiterbahn ist, die den Luftspalt (37) mehrmals in einer gegenüber dem Luftspaltfluss um 45° geneigten Richtung überquert.
14. Messwandler nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass auf Kontaktflächen (86) des Magnetfilms (84, 86)eine Magnetschicht (89; 90) und auf dem magnetoresistiven Element (84) eine weitere, von diesem isolierte Magnetschicht (88) liegt.
030043/0580 ·/·
PA 2O7O
DE2918483A 1979-04-20 1979-05-08 Meßwandler zum potentialfreien Messen von Strömen oder Spannungen Expired DE2918483C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH372479A CH642477A5 (de) 1979-04-20 1979-04-20 Messwandler zum potentialfreien messen von stroemen oder spannungen.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2918483A1 true DE2918483A1 (de) 1980-10-23
DE2918483C2 DE2918483C2 (de) 1983-08-04

Family

ID=4262134

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2918483A Expired DE2918483C2 (de) 1979-04-20 1979-05-08 Meßwandler zum potentialfreien Messen von Strömen oder Spannungen

Country Status (10)

Country Link
US (1) US4362990A (de)
JP (1) JPS5937846B2 (de)
CH (1) CH642477A5 (de)
DE (1) DE2918483C2 (de)
FR (1) FR2454679A1 (de)
GB (1) GB2047976B (de)
IT (1) IT1141453B (de)
NL (1) NL185965B (de)
SE (1) SE451042B (de)
YU (1) YU103680A (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0097850A1 (de) * 1982-06-15 1984-01-11 LGZ LANDIS &amp; GYR ZUG AG Magnetfeldsensor
US4700211A (en) * 1982-07-26 1987-10-13 Lgz Landis & Gyr Zug Ag Sensitive magnetotransistor magnetic field sensor

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0155391B1 (de) * 1984-01-07 1989-09-13 DODUCO KG. Dr. Eugen Dürrwächter Anordnung zum Messen von elektrischen Strömen unter Verwendung eines Magnetfeldsensors
US4833437A (en) * 1986-07-21 1989-05-23 Williamson Windings Inc. Magnetic core inductor
US4813126A (en) * 1986-10-01 1989-03-21 Williamson Windings Inc. Apparatus and method for fabricating magnetic devices
CA1331785C (en) * 1988-06-14 1994-08-30 Stanley Electric Co., Ltd. Current detection device and core for detection of magnetic flux
US5066904A (en) * 1988-10-18 1991-11-19 General Electric Company Coaxial current sensors
US5216402A (en) * 1992-01-22 1993-06-01 Hughes Aircraft Company Separable inductive coupler
US5343143A (en) * 1992-02-11 1994-08-30 Landis & Gyr Metering, Inc. Shielded current sensing device for a watthour meter
DE9203283U1 (de) * 1992-03-11 1993-07-15 Siemens Ag, 8000 Muenchen, De
FR2693831B1 (fr) * 1992-07-15 1994-10-14 Abb Control Sa Transformateur asservi d'intensité pour courants continus, alternatifs ou pulsés.
ES2191557B1 (es) * 2002-02-15 2005-02-01 Esdras Automatica, S.L. Transformador para medida de tension y corriente electrica caracterizado por la recepcion de ondas electromagneticas en medio dielectrico.
EP1450176A1 (de) * 2003-02-21 2004-08-25 Liaisons Electroniques-Mecaniques Lem S.A. Magnetfeldsensor und Strommesser
JP2008039571A (ja) * 2006-08-04 2008-02-21 Denso Corp 電流センサ
ES2405837B1 (es) * 2012-11-12 2013-10-18 Premo, S.L. Dispositivo sensor de corriente de montaje superficial
EP2743944B1 (de) * 2012-12-13 2017-02-15 Tyco Electronics Nederland B.V. Kontaktloser Steckverbinder
CN106093826B (zh) * 2016-08-10 2019-07-12 李蕊名 一种带气隙铁芯电流互感器测量结构
WO2020033041A1 (en) * 2018-08-07 2020-02-13 Halliburton Energy Services, Inc. Caliper tool and sensor for use in high pressure environments

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2608610A (en) * 1950-01-28 1952-08-26 Bell Telephone Labor Inc Transformer
CH471448A (de) * 1967-09-12 1969-04-15 Siemens Ag Stromwandler zur Übertragung auch verlagerter Kurzschlusswechselströme
CH593544A5 (de) * 1975-05-29 1977-12-15 Cem Comp Electro Mec
DE2734729B1 (de) * 1977-07-08 1978-08-10 Landis & Gyr Ag Messwandler zum potentialfreien Messen von Stroemen oder Spannungen

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1020505A (fr) * 1950-06-19 1953-02-06 Plessey Co Ltd Bobine d'inductance à haute fréquence avec enroulement logé dans une enveloppe formée de cuvettes accolées
FR1364128A (fr) * 1963-05-09 1964-06-19 Lignes Telegraph Telephon Noyaux magnétiques améliorés
DE2409881C3 (de) * 1974-03-01 1978-12-21 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Schalenkernübertrager
GB2000873B (en) * 1977-07-08 1982-05-26 Landis & Gyr Ag Measuring transformers for potential-free measurement of currents or voltages and static electricity meters including such transformers

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2608610A (en) * 1950-01-28 1952-08-26 Bell Telephone Labor Inc Transformer
CH471448A (de) * 1967-09-12 1969-04-15 Siemens Ag Stromwandler zur Übertragung auch verlagerter Kurzschlusswechselströme
CH593544A5 (de) * 1975-05-29 1977-12-15 Cem Comp Electro Mec
DE2734729B1 (de) * 1977-07-08 1978-08-10 Landis & Gyr Ag Messwandler zum potentialfreien Messen von Stroemen oder Spannungen

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0097850A1 (de) * 1982-06-15 1984-01-11 LGZ LANDIS &amp; GYR ZUG AG Magnetfeldsensor
US4700211A (en) * 1982-07-26 1987-10-13 Lgz Landis & Gyr Zug Ag Sensitive magnetotransistor magnetic field sensor

Also Published As

Publication number Publication date
GB2047976B (en) 1983-03-09
JPS55141719A (en) 1980-11-05
NL185965B (nl) 1990-03-16
IT1141453B (it) 1986-10-01
YU103680A (en) 1982-08-31
SE8002936L (sv) 1980-10-21
US4362990A (en) 1982-12-07
CH642477A5 (de) 1984-04-13
FR2454679B1 (de) 1984-03-16
GB2047976A (en) 1980-12-03
JPS5937846B2 (ja) 1984-09-12
FR2454679A1 (fr) 1980-11-14
IT8021438A0 (it) 1980-04-17
SE451042B (sv) 1987-08-24
NL8002299A (nl) 1980-10-22
DE2918483C2 (de) 1983-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2918483A1 (de) Messwandler zum potentialfreien messen von stroemen oder spannungen
DE4103603A1 (de) Positionssensor zum erfassen linearer oder rotatorischer bewegungen eines teils
DE3523593C2 (de)
CH670004A5 (de)
CH651152A5 (de) Messwandler zum messen eines insbesondere von einem messstrom erzeugten magnetfeldes.
CH661142A5 (de) Aktiver stromsensor.
DE2734729B1 (de) Messwandler zum potentialfreien Messen von Stroemen oder Spannungen
EP0292636A1 (de) Messwandler zum Messen des in einem elektrischen Leiter fliessenden Stromes
DE3042433A1 (de) Induktives bauelement zum einsatz in gedruckte schaltungen
EP0238524B1 (de) Stromwandleranordnung für einen statischen elektrizitätszähler
DD264091A1 (de) Verkapseltes magnetoresistives bauelement zur potentialfreien strommessung
DE3401488C1 (de) Meßsonde
DE3402278C2 (de)
DE2329488C3 (de) Magnetischer Fühler mit einem parametrisch erregten zweiten harmonischen Oszillator
DE858572C (de) Triebsystem fuer Induktionszaehler
EP0340317A1 (de) Induktiver Wegaufnehmer
DE3619423A1 (de) Stromwandleranordnung fuer einen statischen elektrizitaetszaehler
DE861934C (de) Induktiver Dehnungsmesser
DE2251914C3 (de) Parametrischer Magnetfühler
AT244429B (de) Schutzrohrankerkontaktanordnung mit einem Ferritelement
DE4035043A1 (de) Magnetkern fuer eine gleichstrommesseinrichtung
DE1498118C (de) Induktiver Meßumformer
CH347259A (de) Stromwandler für Höchstspannungsanlagen
DE1225887B (de) Vorrichtung zur Messung der Stroemungsmenge eines elektrisch leitenden Stroemungsmittels
DE3545095A1 (de) Wechselstromfuehlerzusammenbau und verfahren zu dessen herstellung

Legal Events

Date Code Title Description
OAP Request for examination filed
OD Request for examination
8128 New person/name/address of the agent

Representative=s name: MUELLER, H., DIPL.-ING., PAT.-ANW., 8000 MUENCHEN

D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8320 Willingness to grant licences declared (paragraph 23)
8339 Ceased/non-payment of the annual fee