DE3133908C2 - Kompensierter Meßstromwandler - Google Patents

Kompensierter Meßstromwandler

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Abstract

Zur Bildung eines linearen Abbildes (U ↓a; I ↓h) eines in einem Meßleiter (9) fließenden Meßstromes (I ↓m) ist eine Magnetfeldsonde einem vom Meßstrom (I ↓m) erzeugten Meßmagnetfeld (H ↓m) sowie einem Kompensationsmagnetfeld (H ↓h) ausgesetzt. Der Ausgang der Magnetfeldsonde ist über einen elektronischen Verstärkerkreis (11) mit einem das Kompensationsmagnetfeld (H ↓h) erzeugenden Kompensationsstromleiter (10) gekoppelt. Die Magnetfeldsonde ist eine aus vier magneto resistiven Dünnfilmen (1 bis 4) bestehende Brücke (5). An jeden Dünnfilm (1 bis 4) ist in Richtung der harten Magnet achse ein magnetisches Hilfsfeld angelegt. Die Dünnfilme (1 bis 4) sind durch magnetkernlose Kopplung dem Meßmagnetfeld (H ↓m) und dem Kompensationsmagnetfeld (H ↓h) so ausgesetzt, daß sie durch diese in Richtung ihrer harten Magnet achse magnetisiert werden.

Description

60
65
frequenzselektiver Verstärker ist,
7, Meßstromwandler nach einem der Ansprüche ] bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dünnfilme (1 bis 4) in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind und daß zur Erzeugung der Hilfsfelder (Hh) eine stromdurchflossene Leiterschleife (30) vorgesehen ist,
8, Meßstromwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dünnfilme (1 bis 4) in einer gemainsamen Ebene angeoidnet sind und daß zur Erzeugung der Hilfsfelder (Hb) permanentmagnetische Schichten (13 bis 16) vorgesehen sind.
Die Erfindung bezieht sich auf einen kompensierten Meßstromwandler der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art
Ein solcher ist bereits bekannt (DE-AS 26 21 302). Dabei sind die Meßleiter und der Kompensationsstromleiter als Primär- und Sekundärwicklung eines Transformators ausgebildet und auf einem magnetischen Kern angeordnet Als Magnetfeldsonde dient eine Halleffekt-Sonde, die sich in einem Luftspalt des magnetischen Kerns befindet.
Elektrische Brücken aus magnetoresistiven Dünnfilmen zur Messung eines von einem Strom erzeugten Magnetfeldes sind bekannt (IEEE Transactions on Magnetics, Nov. 1976, Seiten 813-815).
Ferner ist es bekannt (DE-AS 23 44 508), mittels eines ferromagnetischen Dünnfilms ein Magnetfeld zu messen und dabei mit einer Kompensationsspule das zu messende Magnetfeld durch ein regelbares und bekanntes Magnetfeld zu kompensieren. Dabei wird der Dünnfilm sowohl dem Meßmagnetfeld als auch dem Kompensationsmagnetfeld durch magnetkernlose Kopplung derart ausgesetzt, daß fiicse beiden Magnetfelder den Dünnfilm in Richtung seiner harten Magnetachse (Achse schwerer Magnetisierung) magnetisieren. Hierbei wird jedoch nicht der magnetoresistive Effekt des Dünnfilms ausgenützt, sondern ein induziertes elektrisches Signal analysiert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen kompensierten Meßstromwandler der obengenannten Art dahingehend zu verbessern, daß er sich bei einfachem und raumsparendem Aufbau durch hohe Meßgenauigkeit auszeichnet.
Bei einem kompensierten Meßwandler mit einer Halleffekt-Sonde kann der magnetische Kern nicht ohne weiteres weggelassen werden, weil die zu messenden Magnetfelder senkrecht zur Hauptebene der plättchenförmigen Halleffekt-Sonden eingekoppelt werden müssen, was infolge der ohnehin geringen Empfindlichkeit der Halleffekt-Sonde nur mittels eines magnetischen Kerns mit genügender Effizienz möglich ist.
Die Erfindung ist im Anspruch 1 gekennzeichnet, und in Unteransprüchen sind weitere Ausbildungen der Erfindung beansprucht.
Nachfolgend werden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigt
F i g. 1 ein Prinzipschaltbild eines Meßstromwandlers,
F i g. 2 Teile eines Meßstromwandlers in perspektivischer Darstellung,
F i g, 3 ein Schaltbild einer Brocke,
F i g, 4 und 5 Varianten einer Brücke und
Fig,6 und 7 Schaltbilder von Varianten des Meßstromwandlers,
In der F i g, I bedeuten 1 bis 4 vier ferromagnetische magnetoresistive Dünnfilme,die eine elektrische Brücke 5 bilden. Diese Brücke 5 ist aus einer Strom- oder Spannungsquelle 6 gespeist, stellt eine Magnetfeldsonde mit Ausgangsklemmen 7, 8 dar und ist einem magnetischen Außenfeld H3 ausgesetzt Ein in einem Meßleiter 9 fließender Meßstrom /m erzeugt ein Meßmagnetfeld Hm und ein in einem Kompensationsstromleiter 10 fließender Kompensationsstrom /* erzeugt ein dem Meßmagnetfeld Hn, entgegengerichtetes Kompensationsmagnetfeld Hh, so daß H1=Hn,-Ht, ist. Die an den Ausgangsklemmen 7, 8 entstehende Brückenspannung Ub ist auf den Eingang eines Differenzverstärkers 11 geschaltet, welcher ausgangsseitig mit dem Kompensationsstromleiter tO verbunden ist und den Kompensationsstrom In treibt Über einem in den Kompensationsstromkreis geschalteten Widerstand 12 fällt eine Ausgangsspannung Ua ab, die zum Kompensationsstrom h proportionai ist Infolge de.r Wirkung der aus der Brücke 5, dem Differenzverstärker 11 und dem Kompensationsstromleiter 10 bestehenden Regelschleife stellt sich der Kompensationsstrom /* so ein, daß das magnetische Außenfeld H, praktisch verschwindet und Ih=In, ist In der nicht maßstäblich gezeichneten Fig.2 liegen die Dünnfilme 1 und 4 in einer ersten gemeinsamen Ebene und die Dünnfilme 2 und 3 in einer zweiten, zur ersten Ebene parallelen Ebene. Der Dünnfilm 1 befindet sich deckungsgleich über dem Dünnfilm 2 und der Dünnfilm 4 deckungsgleich über dem Dünnfilm 3. Die Dünnfilme 1, 2 sowie die Dünnfilme 4, 3 sind gleich dick und bilden je ein Dünnfilmpaar, d. h. sie sind magnetostatisch miteinander gekoppelt und daher in sehr geringem Abstand, durch eine nicht gezeichnete Schicht voneinander isoliert, übereinander angeordnet Der Meßstrom In, im Meßleiter 9 und der Kompensationsstrom /* im Kompensationsstromleiter 10 fließen in Richtung der leichten Magnetachse EA der Dünnfilme 1 bis 4. Als Meßleiter 9 und als Kompensationsstromleiter 10 dienen vorteilhaft flache Leiterbahnen oder Flachspulen, wobei die Brücke 5 in einer Zone angeordnet ist, in welcher sowohl der Meßstrom In, als auch der Kompensationsstrom h ein homogenes Magnetfeld Hn, bzw. Hh erzeugen, welche die Diinnfilme 1 bis 4 in Richtung ihrer harten Magnetachse HA magnetisieren. Da die Dünnfilme 1 bis 4, der Meßleiter 9 und der Kompensationsstromleiter 10 in zueinander parallelen Ebenen sehr nahe übereinander angeordnet werden können und nur durch eine dünne Schicht voneinander isoliert werden müssen, ist kein magnetischer Kern erforderlich, und die magnetkernlose Einkopplung der Magnetfelder Hn, und Hn in die Dünnfilme 1 bis 4 erfolgt trotzdem mit hoher Effizienz.
In der F i g. 3 sind die Dünnfilme 2 und 3 gestrichelt gezeichnet, um anzudeuten, daß sie unter dem Dünnfilm 1 bzw. 4 liegen. Die beiden in der Zeichnung hinteren Enden der Dünnfilme 1, 2 und die beiden vorderen Enden der Dünnfilme 3,4 sind an die Spannungs- oder Stromquelle 6 (Fig. 1) angeschlossen, welche einen Strom /o in die Brücke S einspeist. Das vordere Ende des Dünnfilms 2 sowie das hintere Ende des Dünnfilms 4 sind mit der Ausgangsklemme 7 und das vordere Ende des Dünnfilms 1 sowie das hintere Ende des Dünnfilms 3 mit der Ausgangsklemme 8 der Brücke 5 verbunden.
Der im Dflnnfilm 2 fließende Strom — h erzeugt im
Dünnfilm 1 ein in der Zeichnung nach links gerichtetes magnetisches Hilfsfeld +Ht* wodurch der Magnetisierungsvektor M im Dünnfilm 1 im Gegenuhrzeigersinn um einen bestimmten Winkel aus der leichten Magnetachse EA herausgedreht wird. Analog entstehen durch den im Dünnfilm 3 fließenden Strom y /0 im
ίο Dünnfilm 4 ein Hilfsfeld +H0 und eine Drehung des Magnetisierungsvektors Wim Gegenuhrzeigersinn, Der im Dünnfilm 1 bzw. 4 fließende Strom— k bewirkt im
Dünnfilm 2 bzw, 3 ein nach rechts gerichtetes Hilfsfeld — Hb und eine Drehung des Magnetisierungsvektors M im Uhrzeigersinn. Die Hilfsfelder + Hb bzw. — Hb sind also in Richtung der harten Magnetachse HA so angelegt, daß die Magnetisierung in jedem der Dünnfilme 1 bis 4 im Vergleich zur Magnetisierung in den beiden elektrisch unmittelbar mit ihm verbundenen Dünnfilmen 2,3 bzw. 1,4 gegenläufig gedreht wird. Die aus dieser Drehung der Magentisiers.g resultierende Widerstandsänderung ist in allen Dünnfümen 1 bis 4 gleich und die Brücke 5 bleibt im Gleichgewicht
Sobald die Brücke 5 dem magnetischen Außenfeld Ha ausgesetzt wird, ändert sich der elektrische Widerstand in den verschieden vormagnetisierten Dünnfilmen 1 bis 4 unterschiedlich, und es entsteht eine Brückenspannung Ub, die ein weitgehend lineares Abbild des Außenfeldes //,darstellt
Innerhalb des zulässigen Aussteuerungsbereichs, der dadurch begrenzt ist, daß jeweils ein Dünnfilm der Dünnfilmpaare 1,2 und 3,4 gesättigt wird, gilt
Uh
2-AR
(1 + yf - vh
In · Ai · A„
Dabei bedeuten:
A R die maximale Widerstandsänderung der
Dünnfilme,
= N-M1
einen normierten Entmagnetisierungsfaktor,
Nn ■ M1
einen normierten Kopplungsfaktor,
N den Entmagnetisierungsfaktor in den Dünnfilmen,
Mi: die gegenseitige Beeinflussung der Dünnfilme eines Dünnfilmpaares,
M1 die Säuigungsmagnetisierung,
Hk die Anisotropiefeidstärke,
JLl
Infolge des beschriebenen Nullabgleich« des Außenfeldes H, wird die Linearität des beschriebenen Meßstrom-
wandlers durch allfällige Linearitätsfehler der Brücke 5 nicht beeinträchtigt.
Bei den Anordnungen nach den F i g. 4 und 5 werden die Hilfsfelder Hb unabhängig vom Strom k erzeugt. Die Dünnfilme 1 bis 4 liegen in einer gemeinsamen Ebene, weshalb die Dünnfilme 2 und 3 mit nicht unterbrochenen Linien gezeichnet sind. Die elektrischen Verbindungen der DUnnfilme 1 bis 4 entsprechen jenen der F i g. 3, sind aber der besseren Übersichtlichkeit halber in den F i g. 4 und 5 nicht dargestellt.
Gemäß der F i g. 4 erfolgt die Erzeugung der Hilfsfelder ///■ mittels einer Leiterschleife 30. die dicht unter den Dünnfilmen 1 bis 4 angeordnet, von diesen isoliert ist und von einem Hilfsstrom /j, durchflossen wird. Bei der Anordnung nach der Fig. 5 ist dicht unterhalb jedes Dünnfilms 1 bis 4 eine von diesem isolierte permanentmagnetische Schicht 13 bis 16 angeordnet, welche das Hilfsfeld Ht'\n den zugehörigen Dünnfilm einkoppelt. In beiden Fällen ist yi2 = 0.
Zur Unterdrückung von Ollsetspannungen der Brücke 5 und des Verstärkerkreises ist in der F i g. 6 die Brücke 5 aus einer Wechselspannungs- oder Wechselstromquelle 17 mit ?.. B. rechteckförmigem oder sinusförmigem Kurvenverlauf gespeist. An die Ausgangsklemmen 7, 8 der Brücke 5 ist ein Wechselspannungs-Differenzverstärker 18 angeschlossen, welchem ein Synchrondetektor 19, ein Filter 20 und ein den Kompensationsstrom //, treibender Verstärker 21 nachgeschaltet sind. Der Synchrondetektor 19 polt die Alisgangsspannung des Differenzverstärkers 18 im Takt des alternierenden Stromes .Ό um. Am Ausgang des Filters 20 entsteht ein zum magnetischen Außenfeld H1 proportionales, von Offsetfehlern befreites elektrisches Signal. Der gestrichelt gezeichnete Synchrondetektor 19 ist nur erforderlich, wenn die Brücke 5 gemäß der F i g. 4 oder 5 ausgebildet ist, d. h. wenn die Hilfsfelder Hb unabhängig vom Strom /0 erzeugt werden. Werden hingegen die Hilfsfelder H0 gemäß der F i g. 2 und 3 mittels des Stromes In erzeugt, so kann der Synchrondetektor 19 weggelassen werden, weil bei einem Vorzeichenwechsel des Stromes /o auch die Hilfsfelder Hh ihre Richtung umkehren und daher, wie aus Gleichung (1) ersichtlich ist. die Brückenspannung Ub ihr Vorzeichen nicht wechselt.
Die beschriebene Wechselstroinspeisung der Brücke 5 bewirkt (sofern die Brücke 5 nicht gemäß den F i g. 2 und 3 ausgebildet und mit einem rechteckförmigen Wechselstrom gespeist ist) eine Modulation der Brückenspannung Uh- Dies gestattet, als Wechselspannungs-Differenzverstärker 18 einen schmalbandigen freqicnzselektiven Verstärker einzusetzen, wodurch eine große Verstärkung bei gutem Signal/Stör-Verhältnis erzielt werden kann. Wird die Brücke 5 gemäß der F i g. 4 ausgebildet, so kann die Modulation der Brückenspannung Ub auch dadurch erfolgen, daß der Hilfsstrom Ib ein Wechselstrom und somit das Hilfsfeld //(,ein Wechselfeld ist.
Wird die Brücke 5 in der Schaltungsanordnung nach der F i g. 6 gemäß den F i g. 2 und 3 ausgebildet, so alternieren der Strom k und die Hilfsfelder Hb mit der < gleichen Frequenz /Ό- Da die Brückenspannung Ub sowohl zum Strom I0 als auch zum Hilfsfeld Hb proportional ist, enthält die Brückenspannung Ub eine Komponente der Frequenz 24- Somit kann im Differenzverstärker 18 die Komponente der Frequenz r 2;o frequenzselektiv verstärkt und ein Übersprechen der Frequenz fa wirksam verhindert werden. Dieses Prinzip läßt sich auch bei der Ausbildung der Brücke 5 gemäß der Fig.4 anwenden, indem der Hilfsstrom Ib und der Speisestrom A> der Brücke mit der Frequenz /ö alternieren.
Die Dynamik des beschriebenen Meßstromwandlers
> ist durch den zulässigen Aussteuerungsbereich der Brücke 5 begrenzt. Übersteigt das magnetische Außenfeld H1 beispielsweise beim Einschalten der Speisepannung oder infolge von Störimpulsen einen vorgegebenen Wert, so gelangen die Dünnfilme 1 bis 4
' in die Sättigung, und die Regelschleife kann nicht mehr ordnungsgemäß arbeiten. Anhand der Fig. 7 wird gezeigt, wie dies vermieden und der Dynamikbereich vergrößert werden kann.
Der Meßstromwandler nach der F i g. 7 enthält neben
> der Brücke 5 noch eine weitere, gleichartige Brücke 22. die gleich aufgebaut ist wie die Brücke 5, jedoch einen größeren Aussteuerungsbereich und eine kleinere Empfindlichkeit aufweist. Der Aussieuerungsbereich der Brücke 5 beträgt beispielsweise ±5 Oersted und jener der Brücke 22 z. H. ± W Oersted. Ein Umschalter 23 schaltet in der einen Schalterstellung den Ausgang der Brücke 5 über einen Differenzverstärker 24 auf den Eingang eines Verstärkers 25 und in der zweiten Schalterstellung den Ausgang der Brücke 22 über einen
> Differenzverstärker 26 auf den Eingang des Verstärkers 25. Der Verstärkungsfaktor der Differenzverstärker 24, 26 ist konstant. Der Verstärker 25 treibt den Kompensationsstrom /* und weist daher einen hohen Verstärkungsfaktor auf. Der Ausgang der Brücke 22 ist über den Differenzverstärker 26, einen Gleichrichter 27, ein Filter 28 und einen Schwellenschalter 29 an einen Steuereingang des Umschalters 23 angeschlossen.
Beim ordnungsgemäßen Betrieb des Meßstromwandlers befindet sich der Umschalter 23 in der gezeichneten
' Stellung, und die Regelschleife wird über die empfindliche Brücke 5, den Differenzverstärker 24 und den Verstärker 25 geschlossen. Solange diese Regelschleife die Änderungen des durch den Meßstrom /m erzeugten Meßmagnetfeldes Hn, ausgleichen kann, bleibt das Außenfeld H3 sehr klein. Die Brücke 5 arbeitet dabei im linearen Bereich.
Beim Einschalten der Speisepannung oder beim Auftreten von Störspitzen ist es möglich, daß das Außenfeld H1 den Aussteuerungsbereich der Brücke 5
ι übersteigt und diese gesättigt wird, so daß die Regelschleife über die empfindliche Brücke 5 nicht funktionsfähig ist. In diesem Fall wird jedoch das Ausgangssignal des als Absolutwertbildner arbeitenden Gleichrichters 27 so groß, daß der Schwellenschalter 29 anspricht, der Umschalter 23 umschaltet und die Regelschleife über die weniger empfindliche Brücke 22 geschlossen wird. Sobald das Außenfeld H3 wieder klein genug und die Ausgangsspannung des Filters 28 den unteren Schwellenwert des Schwellenschaiters 29 unterschreitet, übernimmt wieder die Brücke 5 die Regelfunktion.
Die anhand der F i g. 6 erläuterte Wechselstromspeisung und Wechselstromverstärkung wird vorteilhaft auch bei den Brücken 5 und 22 bzw. den Verstärkern 24 und 26 der F i g. 7 angewandt.
Zur Vergrößerung des Dynamikbereichs ist es auch möglich, mittels eines Magnetfeld-Nullindikators den jeweiligen Zeitpunkt des Nulldurchgangs des Meßmagnetfeides Hn, zu erfassen. Bei ordnungsgemäß arbeitender Regelschleife ist bei /OT=0 auch I„~0. Nach einer Übersteuerung der Brücke 5 ist jedoch diese Bedingung nicht mehr erfüllt Übersteigt der Kompensationsstrom Ih zum Zeitpunkt des Nulldurchgangs des Meßmagnet-
Si . ι
feldes Hn, einen vorgegebenen Betrag, so kann mittels einer Logikschaltung auf die Regelschleife so eingewirkt werden, daß der Kompensationsstrom //, kurzzeitig verschwindet, wodurch das magnetische Außenfeld H3 unter die Aussteuerungsgrenze der Brücke 5 sinkt und die Schaltung danach wieder im Einfangbereich der Regelschleife arbeitet. Als Magnetfeld-Nullindikator kann ebenfalls ein magnetoresistiver Dünnfilm eingesetzt werden.
Der beschriebene magnetkernlose Meßstromwandler liefert bei galvanischer Trennung ein genaues lineares Abbild des Meßstromes In, und ist zur Messung von Wechsel- und Gleichströmen geeignet. Die Dünnfilme 1 bis 4 der Brücken 5 und 22, die elektronischen Komponenten und der gegebenenfalls als Dünnfilmspu-Ie ausgebildete Kompensationsstromleiter 10 lassen sich in integrierter Schaltungstechnik herstellen und auf einem einzigen Halbleiterplättchen vereinigen.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

10
Patentansprüche;
I, Kompensierter Meßstromwandler zur Bildung eines Stromes, der ein "lineares Abbild eines in einem Meßleiter fließenden Meßstromes darstellt, mit einer Magnetfeldsonde, die der vom Meßstrom erzeugten Meßmagnetfeld sowie einem diesem entgegengerichteten Kompensationsmagnetfeld ausgesetzt ist und deren Ausgang über einen elektronischen Verstärkerkreis mit einem das Kompensationsmagnetfeld erzeugenden Kompensationsstromleiter verbunden ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
15-
a) die Magnetfeldsonde ist eine aus einer Stromoder Spannungsquelle (6; 17) gespeiste elektrische Brücke (5), deren vier Brückenzweige von je einem ferromagnetischen magnetoresistiven Dünnfilm (1 bis 4) gebildet sind;
b) an jeoem Dünnfilm (t bis 4) ist in Richtung der harten Magnetachse (HA) ein magnetisches Hilfsfeld (Ht) so angelegt, daß das Hilfsfeld (Hb) in jedem Dünnfilm (1 bis 4) die Magnetisierung (M) um einen bestimmten Winkel aus der leichten Magnetachse (EA) herausdreht und die Drehung in jedem Dünnfilm (1; 2; 3; 4) im Vergleich zur Drehung in den beiden elektrisch unmittelbar mit ihm verbundenen Dünnfilmen (2; 3 bzw. 1; 4) in gegenläufigem Drehsinn und ^o im Vergleich zum elektrisch mittelbar mit ihm verbundenen Dünnfilm (4;3; 2; I) in gleichläufigem Drehsinn erfolgt;
c) die Dünnfilme (Γ bis 4) sind dem Meßmagnet- (Hm) sowie dem Komnensationsmagnetfeld (Hh) durch magnetkernlos»; Kopplung so ausgesetzt, daß diese beiden Magnetfelder (Hn,; Hh) die Dünnfilme (1 bis 4) in Richtung ihrer harten Magnetachse (HA) magnetisieren.
40
2. Meßstromwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite, gleichartige Brükke (22) vorgesehen ist, deren Empfindlichkeit geringer ist als jede der ersten Brücke (5), daß der Ausgang der ersten Brücke und der Ausgang der *5 zweiten Brücke über einen Umschalter (23) an den Verstärkerkreis (24; 25; 26) anschaltbar sind und daß der Ausgang der zweiten Brücke (22) über einen Absolutwertbildner (27) an einen Steuereingang des Umschalters (23) angeschlossen ist.
3. Meßstromwandler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Brücke (5; 22) mit einer Wechselspannung oder einem Wechselstrom gespeist ist.
4. Meßstromwandler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Brücke (5; 22) an einen Wechselspannungs-Differenzverstärker (18) angeschlossen ist, welchem ein Synchrondetektor (19) und ein Filter (20) nachgeschaltet sind.
5. Meßstromwandler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsfeld (Hb) ein Wechselfeld ist und daß die Brücke (5; 22) an einen Wechselspannungs-Differenzverstärker (18) angeschlossen ist, welchem ein Synchrondetektor (19) und ein Filter (20) nachgeschaltet sind.
6. Meßstromwandler nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechsetspannungs-Differenzverstärker (18) ein schmalbandiger
50
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3507665A1 (de) * 1985-03-05 1986-09-11 VEB Meßtechnik Mellenbach Betrieb des Kombinates VEB Elektro-Apparate-Werke Berlin-Treptow "Friedrich Ebert", DDR 6428 Mellenbach-Glasbach Messfuehler zur erfassung von oertlichen magnetfeldern
DE10145415A1 (de) * 2001-09-14 2003-04-03 Aloys Wobben Messwandler, insbesondere für einen Wechselrichter einer Windenergieanlage
DE102004047770A1 (de) * 2004-09-30 2006-04-27 Infineon Technologies Ag Sensor zum Erzeugen eines Ausgangssignals aufgrund eines Messmagnetfelds sowie Verfahren zur Herstellung und zum Betrieb eines solchen
DE10017374B4 (de) * 1999-05-25 2007-05-10 Siemens Ag Magnetische Koppeleinrichtung und deren Verwendung

Families Citing this family (59)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH656746A5 (de) * 1982-06-15 1986-07-15 Landis & Gyr Ag Magnetfeldsensor.
EP0099979B1 (de) * 1982-07-26 1987-04-08 LGZ LANDIS &amp; GYR ZUG AG Magnetfeldsensor und dessen Verwendung
CH659896A5 (de) * 1982-11-22 1987-02-27 Landis & Gyr Ag Magnetfeldsensor.
US4894610A (en) * 1985-09-14 1990-01-16 LOZ Landis & Gyr Zug AG Current-transformer arrangement for an electrostatic meter
EP0242492B1 (de) * 1985-12-28 1992-08-05 Yamaha Corporation Kontaktloser Markierungssensor
DE3884514T2 (de) * 1987-07-29 1994-02-10 Sharp Kk Verfahren und Anordnung zum Nachweisen eines Magnetfeldes mittels der Magneto-widerstandseigenschaften eines supraleitenden Materials.
DE3888659T2 (de) * 1987-12-25 1994-07-07 Sharp Kk Supraleitendes Magnetwiderstandsgerät.
US5227721A (en) * 1987-12-25 1993-07-13 Sharp Kabushiki Kaisha Superconductive magnetic sensor having self induced magnetic biasing
US5254945A (en) * 1989-06-30 1993-10-19 Sharp Kabushiki Kaisha Magneto-resistive superconductive device and method for sensing magnetic fields
DE3929452A1 (de) * 1989-09-05 1991-03-07 Asea Brown Boveri Strom-messeinrichtung
DE4121374C2 (de) * 1991-06-28 2000-09-07 Lust Electronic Systeme Gmbh Kompensierter Magnetfeldsensor
JPH05126865A (ja) * 1991-10-22 1993-05-21 Hitachi Ltd 電流検出装置あるいは電流検出方法
US5351005A (en) * 1992-12-31 1994-09-27 Honeywell Inc. Resetting closed-loop magnetoresistive magnetic sensor
ATE147158T1 (de) * 1993-04-10 1997-01-15 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Magnetisches messsystem
DE19506104A1 (de) * 1994-03-25 1995-09-28 Heidenhain Gmbh Dr Johannes Magnetisches Meßsystem
US5512818A (en) * 1994-03-31 1996-04-30 At&T Corp. Voltage proportional replication device using magnetoresistive sensing elements
DE4434417A1 (de) * 1994-09-26 1996-03-28 Lust Antriebstechnik Gmbh Meßanordnung zur Messung eines elektrischen Stromes
US5726505A (en) * 1995-01-13 1998-03-10 Omron Corporation Device to prevent reverse current flow, rectifier device and solar generator system
JPH08242027A (ja) * 1995-03-03 1996-09-17 Mitsubishi Electric Corp 磁気抵抗素子回路
DE19509815C1 (de) * 1995-03-22 1996-10-31 Joachim Dr Scheerer Schaltung zur Speisung einer Wheatstoneschen Brücke mit einer Rechteckwechselspannung
JPH08273952A (ja) * 1995-03-31 1996-10-18 Ikuro Moriwaki 平面電流検出器
US5717327A (en) * 1995-09-22 1998-02-10 Bradford; Melvin J. Current sensor
FR2749664B1 (fr) * 1996-06-05 1998-07-24 Chauvin Arnoux Dispositif de mesure de courants faibles par pince amperemetrique
US5831426A (en) 1996-08-16 1998-11-03 Nonvolatile Electronics, Incorporated Magnetic current sensor
US5936400A (en) * 1996-12-23 1999-08-10 Federal Products Co. Magnetoresistive displacement sensor and variable resistor using a moving domain wall
US6409674B1 (en) * 1998-09-24 2002-06-25 Data Sciences International, Inc. Implantable sensor with wireless communication
DE19834153A1 (de) 1998-07-29 2000-02-10 Lust Antriebstechnik Gmbh Verfahren zur Auswertung von Signalen magnetoresistiver Sensoren
DE19852502A1 (de) * 1998-11-13 2000-05-18 Philips Corp Intellectual Pty Verfahren zur Offset-Kalibrierung eines magnetoresistiven Winkelsensors
US6614211B1 (en) 1999-04-01 2003-09-02 Santronics, Inc. Non-contact detector for sensing a periodically varying magnetic field
US6376933B1 (en) * 1999-12-31 2002-04-23 Honeywell International Inc. Magneto-resistive signal isolator
DE10145655A1 (de) * 2001-09-15 2003-04-10 Philips Corp Intellectual Pty Schaltungsanordnung für einen gradiometrischen Stromsensor sowie ein die Schaltungsanordnung aufweisender Sensorchip
US7046117B2 (en) * 2002-01-15 2006-05-16 Honeywell International Inc. Integrated magnetic field strap for signal isolator
US6750751B2 (en) 2002-08-01 2004-06-15 Honeywell International, Inc. Integrated magnetic signal isolator with feedback
US7259545B2 (en) * 2003-02-11 2007-08-21 Allegro Microsystems, Inc. Integrated sensor
US7557562B2 (en) * 2004-09-17 2009-07-07 Nve Corporation Inverted magnetic isolator
US7777607B2 (en) * 2004-10-12 2010-08-17 Allegro Microsystems, Inc. Resistor having a predetermined temperature coefficient
US7365535B2 (en) * 2005-11-23 2008-04-29 Honeywell International Inc. Closed-loop magnetic sensor system
US7768083B2 (en) 2006-01-20 2010-08-03 Allegro Microsystems, Inc. Arrangements for an integrated sensor
JP2007271599A (ja) * 2006-03-06 2007-10-18 Alps Electric Co Ltd オフセット補正プログラム及び電子コンパス
US7388372B2 (en) * 2006-05-31 2008-06-17 Caterpillar Inc. Electrical system with magnetoresistive sensors
US7605580B2 (en) * 2007-06-29 2009-10-20 Infineon Technologies Austria Ag Integrated hybrid current sensor
DE102007040399B4 (de) * 2007-08-27 2012-05-03 Siemens Ag Vorrichtung zur galvanisch getrennten Messung der elektrischen Leistungsaufnahme eines Zweipols
US7795862B2 (en) 2007-10-22 2010-09-14 Allegro Microsystems, Inc. Matching of GMR sensors in a bridge
JP2009192429A (ja) * 2008-02-15 2009-08-27 Tdk Corp 磁気センサ及び磁場強度測定方法
JP4985522B2 (ja) * 2008-03-28 2012-07-25 Tdk株式会社 磁界測定方法及び磁気センサ
US7816905B2 (en) * 2008-06-02 2010-10-19 Allegro Microsystems, Inc. Arrangements for a current sensing circuit and integrated current sensor
JP5265689B2 (ja) * 2008-09-22 2013-08-14 アルプス・グリーンデバイス株式会社 磁気結合型アイソレータ
JP5250109B2 (ja) * 2009-06-12 2013-07-31 アルプス・グリーンデバイス株式会社 磁気平衡式電流センサ
WO2010143666A1 (ja) * 2009-06-12 2010-12-16 アルプス・グリーンデバイス株式会社 磁気平衡式電流センサ
US8203337B2 (en) * 2009-06-15 2012-06-19 Headway Technologies, Inc. Elimination of errors due to aging in magneto-resistive devices
CN102809682A (zh) * 2011-06-03 2012-12-05 新科实业有限公司 电流感应电路、印刷电路板组件以及电流传感器装置
US8952686B2 (en) * 2011-10-25 2015-02-10 Honeywell International Inc. High current range magnetoresistive-based current sensor
EP2778704B1 (de) 2013-03-11 2015-09-16 Ams Ag Magnetfeldsensorsystem
FR3034526B1 (fr) * 2015-03-30 2018-08-10 Neelogy Capteur de courant et de tension dc isole a faible diaphonie.
US10082527B2 (en) * 2015-06-03 2018-09-25 Texas Instruments Incorporated Removal of higher order magnetic interference in magnetic field based current sensors
US10935612B2 (en) 2018-08-20 2021-03-02 Allegro Microsystems, Llc Current sensor having multiple sensitivity ranges
US11187764B2 (en) 2020-03-20 2021-11-30 Allegro Microsystems, Llc Layout of magnetoresistance element
US11567108B2 (en) 2021-03-31 2023-01-31 Allegro Microsystems, Llc Multi-gain channels for multi-range sensor
US11994541B2 (en) 2022-04-15 2024-05-28 Allegro Microsystems, Llc Current sensor assemblies for low currents

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2198146B1 (de) * 1972-09-04 1976-08-13 Commissariat Energie Atomique
FR2312844A1 (fr) * 1975-05-29 1976-12-24 Cem Comp Electro Mec Perfectionnemen
CH627875A5 (en) * 1978-05-24 1982-01-29 Landis & Gyr Ag Measurement transformer for the floating measurement of currents or voltages

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3507665A1 (de) * 1985-03-05 1986-09-11 VEB Meßtechnik Mellenbach Betrieb des Kombinates VEB Elektro-Apparate-Werke Berlin-Treptow "Friedrich Ebert", DDR 6428 Mellenbach-Glasbach Messfuehler zur erfassung von oertlichen magnetfeldern
DE10017374B4 (de) * 1999-05-25 2007-05-10 Siemens Ag Magnetische Koppeleinrichtung und deren Verwendung
DE10145415A1 (de) * 2001-09-14 2003-04-03 Aloys Wobben Messwandler, insbesondere für einen Wechselrichter einer Windenergieanlage
US7057384B2 (en) 2001-09-14 2006-06-06 Aloys Wobben Measuring transformer utilizing a reference current
US7193409B2 (en) 2001-09-14 2007-03-20 Aloys Wobben Measuring transformer utilizing a reference current
DE102004047770A1 (de) * 2004-09-30 2006-04-27 Infineon Technologies Ag Sensor zum Erzeugen eines Ausgangssignals aufgrund eines Messmagnetfelds sowie Verfahren zur Herstellung und zum Betrieb eines solchen

Also Published As

Publication number Publication date
US4596950A (en) 1986-06-24
DE3133908A1 (de) 1982-07-08
CH651701A5 (de) 1985-09-30

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