DE3400787C2

DE3400787C2 - Current clamp

Info

Publication number: DE3400787C2
Application number: DE19843400787
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl Ing Breckel; Winfried Siegmar; Bert Dipl Ing Wurst
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1984-01-12
Filing date: 1984-01-12
Publication date: 1995-09-14
Anticipated expiration: 2004-01-13
Also published as: JPS60159659A; JPH0640107B2; DE3400787A1

Description

State of the art

Die Erfindung geht aus von einer Strommeßzange nach der Gattung des Hauptanspruchs. Aus der DD-PS 56 860 ist eine gattungsgemäße Stromzange bekannt, die einen aus zwei Hälften gebildeten aufklappbaren Ferritkern enthält. Auf den Hälften ist jeweils eine Spule angeordnet. Die Spulen sind symmetrisch bezüglich der Hälften aufgeteilt.The invention is based on a current clamp according to the genus Main claim. DD-PS 56 860 is a generic one Current clamp known, the one formed from two halves contains hinged ferrite core. There is one on each half Coil arranged. The coils are symmetrical with respect to the halves divided up.

Aus der DE-OS 24 60 046 ist eine Triggerzange zur Erfassung von elektrischen Zündvorgängen in einer Zündanlage bekannt. Zur Aufnahme des Zündstroms ist eine Spule vorgesehen, die wenige Windungen aufweist. Solche niederinduktiven Triggerzangen reagieren auf schnelle Stromänderungen und geben entsprechend kurze Impulse ab, die zumindest zur Triggerung von Diagnosegeräten ausreichen.DE-OS 24 60 046 is a trigger gun for detecting electrical ignition processes in an ignition system known. To record of the ignition current, a coil is provided which has few turns having. Such low-induction trigger guns respond to rapid current changes and give correspondingly short impulses that at least sufficient to trigger diagnostic devices.

Die bekannte Strommeßzange bzw. Triggerzange ist empfindlich gegenüber kapazitiv eingekoppelten elektrischen Störungen, die bei der aus der DD-PS 56 860 bekannten Strommeßzange durch eine aufwendige Abschirmmaßnahme verringert werden sollen.The known current clamp or trigger clamp is sensitive compared to capacitively coupled electrical interference, which at the current clamp from DD-PS 56 860 known by a complex shielding measures are to be reduced.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die Empfindlichkeit gegenüber elektrischen Störungen zu verringern.It is therefore an object of the invention to sensitivity to reduce electrical interference.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst.This object is achieved by those listed in claim 1 Features resolved.

Advantages of the invention

Die erfindungsgemäße Strommeßzange weist den Vorteil einer einfachen und somit kostengünstigen Abschirmungsmöglichkeit auf. Kapazitiv eingekoppelte Störsignale wirken zunächst jeweils in den äußeren Lagen der Spulen, wo sie gegen die gemeinsame Abschirmung abgeleitet werden, die beispielsweise mit einer Gerätemasse identisch ist. Weiterhin bewirkt die symmetrische Ausführung der Strommeßzange eine Minimierung der Auswirkung von Störungen auf die nachfolgende Auswerteschaltung.The current clamp meter according to the invention has the advantage of a simple one and therefore inexpensive shielding. Capacitive Coupled interference signals initially act in the outer Lay the coils where they derived against the common shield be, for example, identical to a device mass. Furthermore, the symmetrical design of the current clamp causes Minimize the impact of disturbances on the subsequent one Evaluation circuit.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der erfindungsgemäßen Strommeßzange ergeben sich aus Unteransprüchen.Advantageous further developments and improvements of the invention Current clamps result from subclaims.

Die bereits erwähnte Minimierung der Auswirkung von Störungen ist mit einem Differenzverstärker als Auswerteschaltung möglich.The minimization of the effects of disturbances already mentioned is included a differential amplifier as evaluation circuit possible.

Eine andere Weiterbildung sieht vor, daß eine vergleichsweise niedrige Eigenresonanzfrequenz der erfindungsgemäßen Strommeßzange angestrebt wird. Mit dieser Maßnahme ist beispielsweise der während der Funkenstandzeit durch eine Zündkerze fließende Strom noch erfaßbar. Die Auslegung für eine hohe Induktivität führt zu einer niedrigen Grenzfrequenz. Für die Gesamtinduktivität hat sich ein Wert von etwa 1 bis 5 H als besonders vorteilhaft erwiesen.Another further training provides that a comparative low natural resonance frequency of the current clamp according to the invention is sought. With this measure, for example, during the spark life through a spark plug current still flowing detectable. The design for a high inductance leads to a low cutoff frequency. There is a value for the total inductance of about 1 to 5 H has proven to be particularly advantageous.

Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht den Einsatz eines Hall-Elements vor, das zwischen den Kernhälften angeordnet ist. Ein derartiger magnetischer Sensor eröffnet die Möglichkeit zum Erfassen von Gleichströmen oder von sehr langsamen Stromänderungen. Die Empfindlichkeit des Hall-Elements ist mit dem erforderlichen Steuerstrom in weiten Grenzen anpaßbar.An advantageous further development sees the use of a Hall element before, which is arranged between the core halves. Such one magnetic sensor opens up the possibility of detecting DC currents or very slow current changes. The Sensitivity of the Hall element is required with the Control current can be adjusted within wide limits.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der erfindungsgemäßen Strommeßzange ergeben sich aus der folgenden Beschreibung.Further advantageous developments and improvements to Current clamp meters according to the invention result from the following Description.

drawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigenAn embodiment of the invention is in the drawing shown and in the following description explained. Show it

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und Fig. 2 Impulsdiagramme zur Erläuterung der Erfindung. Fig. 1 shows an embodiment of the invention and Fig. 2 pulse diagrams for explaining the invention.

Description of the example

Die Fig. 1 zeigt die zwei Hälften 1 und 2 eines Ferrit kernes, wobei jede Kernhälfte in einem Teil der Strommeßzange untergebracht ist. Auf jeder Kernhälfte ist jeweils eine Spule 3 und 4 aufgebracht. Beide Kernhälften sind zu gleichen Teilen symmetrisch bewickelt. Die Spulen 3 und 4 haben eine große Windungszahl, so daß sich einer seits eine große Übersetzung ergibt und andererseits die Gesamtinduktivität der Spulen 3 und 4 1 bis 5 H beträgt. Die außen liegenden Wicklungen 5 und 6 sind zusammenge schlossen und mit der gemeinsamen Masseleitung verbunden. Dadurch werden Spannungen, die kapazitiv von den Zünd kabeln auf die Wicklungen koppeln, direkt zur Masse abge leitet. Die inneren Anschlüsse 7 und 8 der Spulen 3 und 4 sind zu einem Differenzverstärker 9 geführt. Am Ausgang des Differenzverstärkers 9 ist das Triggersignal ab greifbar. Die Ferritkernhälften 1 und 2 umschließen ein nicht dargestelltes Kabel, durch das der Zündstrom fließt. Der Verlauf eines solchen Zündstromes ist in Fig. 2a dargestellt, während in Fig. 2b die Spannung dargestellt ist, die beispielsweise am Ausgang des Differenzverstärkers 9 abgreifbar ist. Durch die Ver bindung der äußeren Wicklung mit der Masse wird er reicht, daß die äußeren Lagen der symmetrischen Wicklung eine Schirmfunktion übernehmen, so daß eine weitere Abschirmung nicht erforderlich ist. Kapazitiv einge koppelte Spannungsanteile, die auf weiter innen liegen de Windungen koppeln, erreichen den nachgeschalteten Differenzverstärker 9 als gleichphasiges Signal und werden damit nicht ausgewertet, während die induktiv eingekoppelten Spannungen beider Wicklungshälften sich phasenrichtig zu einem Differenzeingangssignal addieren. Kapazitives Übersprechen wird daher sicher unterdrückt. Dadurch wird die Störsicherheit erhöht, obwohl die Empfindlichkeit durch die Vielzahl der Wicklungen größer geworden ist. Durch die hohe Induk tivität der Wicklungen 3 und 4 weist die Strommeßzange ein Tiefpaßverhalten auf, so daß der Funkenkopf weitgehend ausgeblendet wird und nicht zu einer Über steuerung des Differenzverstärkers führt. Zusammen mit der hohen Empfindlichkeit wird erreicht, daß, wie die Fig. 2b zeigt, auch der Brennstrom sicher analysiert werden kann. Sollen auch kleine Änderungen des Brennstromes erfaßt werden, so ist es möglich, an einem der Schenkel der Kernhälften 1 oder 2 ein Hall-Element zu befestigen. Mittels des Hall-Elementes sind auch Gleichströme und sehr langsame Stromänderungen erfaßbar. Mit Hilfe des Steuerstromes durch das Hall-Element ist die Empfindlich keit an das Übertragungsverhalten anpaßbar. Fig. 1 shows the two halves 1 and 2 of a ferrite core, each core half being accommodated in part of the current clamp. A coil 3 and 4 is applied to each core half. Both core halves are wrapped symmetrically in equal parts. The coils 3 and 4 have a large number of turns, so that on the one hand there is a large ratio and on the other hand the total inductance of the coils 3 and 4 is 1 to 5 H. The external windings 5 and 6 are closed together and connected to the common ground line. As a result, voltages that capacitively couple from the ignition cables to the windings are conducted directly to ground. The inner connections 7 and 8 of the coils 3 and 4 are led to a differential amplifier 9 . At the output of the differential amplifier 9 , the trigger signal is available. The ferrite core halves 1 and 2 enclose a cable, not shown, through which the ignition current flows. The course of such an ignition current is shown in Fig. 2a, while in Fig. 2b the voltage is shown, which can be tapped, for example, at the output of the differential amplifier 9 . By connecting the outer winding to the ground, it is sufficient that the outer layers of the symmetrical winding take on a shielding function, so that further shielding is not required. Capacitively coupled voltage components, which couple to windings located further inside, reach the downstream differential amplifier 9 as an in-phase signal and are therefore not evaluated, while the inductively coupled voltages of both winding halves add up in phase to a differential input signal. Capacitive crosstalk is therefore safely suppressed. This increases the immunity to interference, although the sensitivity has increased due to the large number of windings. Due to the high inductivity of the windings 3 and 4 , the current clamp has a low-pass behavior, so that the spark head is largely hidden and does not lead to over-control of the differential amplifier. Together with the high sensitivity, it is achieved that, as shown in FIG. 2b, the combustion current can also be reliably analyzed. If small changes in the combustion current are to be detected, it is possible to attach a Hall element to one of the legs of the core halves 1 or 2 . Direct currents and very slow current changes can also be detected by means of the Hall element. With the help of the control current through the Hall element, the sensitivity can be adapted to the transmission behavior.

Claims

1. Current clamp with a ferrite core formed from two halves, each with a coil on the halves, which are wound symmetrically to one another, characterized in that the connections ( 5 , 6 ) of the outer layers of the windings ( 3 , 4 ) are connected with a shield are.

2. Current clamp according to claim 1, characterized in that the other connections ( 7 , 8 ) of the windings ( 3 , 4 ) are fed to a differential amplifier ( 9 ).

3. Current clamp according to claim 1 or 2, characterized in that the total inductance of the coils is in the range from 1 to 5 H.

4. Current clamp according to one of the preceding claims, characterized in that a Hall element is arranged between the core halves ( 1 , 2 ).