MX2008009446A - Sensor de corriente. - Google Patents

Sensor de corriente.

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MX2008009446A
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Abstract

La presente invención es una arquitectura de sensor de corriente que utiliza una bobina plana en estrecha proximidad a un conductor de corriente para detectar la velocidad de cambio de corriente en el conductor (y por lo tanto, al utilizar un integrador, para recuperar la corriente de CA). El sensor de corriente se optimiza para rechazar campos magnéticos externos uniformes, campos magnéticos externos gradientes y campos derivados de uno o más ensambles conductores en ubicaciones fijas en estrecha proximidad al sensor de corriente, tal como pudiese encontrarse en un medidor eléctrico polifásico con múltiples sensores de corrientes.

Description

"SENSOR DE CORRIENTE" CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere al campo de detección de corriente eléctrica y en particular a un dispositivo de detección para su uso como un dispositivo detector para su uso como un sensor de corriente CA utilizado en la medición fiscal de electricidad para medir energía, corriente y calidad de potencia.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los sensores de corriente para medición de electricidad frecuentemente se encuentran sujetos a un determinado número de requisitos. Estos pueden incluir: 1. Una geometría definida de las conexiones del circuito de corriente. 2. Múltiples sensores independientes y adyacentes, estrechamente espaciados. 3. Excelente inmunidad a campos externos de CA (sea derivados de los conductores cercanos o de intentos de manipulación) . 4. Completar sustancialmente la inmunidad al campo magnético de CC. 5. Bajo costo. 6. Amplio rango dinámico (típicamente >= 1000:1) . 7. Buena linealidad (típicamente de 0.2%) Al hacer el análisis del efecto de un sistema magnético en espacio libre, es útil observar las propiedades de la respuesta de campo del sistema en diferentes regiones del espacio. El campo cercano es la región en estrecha proximidad al sistema magnético donde son dominantes los efectos de la estructura detallada del sistema magnético. El campo lejano es la región donde la distancia de interacción del sistema magnético es mucho mayor que cualquiera de las dimensiones del sistema magnético mismo. En esta región, la respuesta del campo puede describirse mediante de ecuaciones sencillas. La región de campo intermedio es la región de transición entre dos regiones donde la interacción se encuentra fuera del sistema magnético, pero se encuentra en una proximidad suficientemente estrecha para ser dependiente de la estructura detallada del sistema magnético. Las patentes publicadas US6414475 y US6734661 describen sensores de corriente que responden al campo magnético generado por una corriente que fluye en un conductor conectado a una carga. Ambos sensores utilizan estructuras de bobina plana que se acoplan al campo inducido por una corriente que fluye en un conductor en estrecha proximidad a las bobinas . Responden a la velocidad de cambio de la corriente en el conductor, y la señal integrada es extremadamente lineal con la corriente durante un amplio rango dinámico. Alcanzan su linealidad debido a que no contienen elementos permeables, lo cual significa que no hay ningún material a magnetizar o a saturar. Dado que no contienen blindaje magnético, tienen completa inmunidad respecto a campos magnéticos de CC. Logran un buen rechazo de campos magnéticos de CA uniformes y gradientes. US6414475 logra esto utilizando un conjunto de bobinas que consisten en dos dipolos magnéticos coubicados opuestos. US6734661 integra dos de tales conjuntos de dipolos, traslapándose y desplazándose uno a otro, dentro de la estructura de su bobina. Sin embargo, estos dos sensores existentes responden en cierta medida al campo generado por las corrientes con una trayectoria que se encuentra en el rango del campo intermedio del sensor. Si el dispositivo requiere más de una medición de corriente, el sistema no puede lograr un buen aislamiento entre canales sin un espaciamiento o significativamente mínimo entre los sensores de corriente. En un medidor de electricidad trifásico de forma IEC (International Electrotechnical Commission - Comisión Internacional Electrotécnica) , por ejemplo, existe el requisito de que la medición de corriente sea independiente. Al mismo tiempo, existe un requisito para medir las corrientes de tres o cuatro canales cuyas terminales se encuentran en estrecha proximidad. Ninguna de las soluciones conocidas es capaz de cumplir todos los requisitos establecidos con anterioridad, en particular, la capacidad de colocar sensores múltiples en estrecha proximidad con una mínima interferencia, tal como pudiese implementarse en un medidor de electricidad polifásico con terminales de corriente de entrada inferior, en los que las terminales de los circuitos de corriente separados son adyacentes y se encuentran en estrecha proximidad.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Por lo tanto, un objeto de la presente invención es proporcionar un sensor de corrientes que satisfaga los requisitos anteriormente mencionados y que al mismo tiempo sea sustancialmente inmune a las señales derivadas de los conductores y/o conectores adyacentes. La presente invención describe un sensor de corriente. Utiliza una novedosa estructura de bobina plana para la medición del campo magnético generado por una corriente en un conductor en el campo cercano, que responde a la velocidad de cambio de corriente a través del conductor. Al mismo tiempo no responde al campo derivado de una corriente en una trayectoria que es una distancia definida desde el centro, es decir, en un conductor y bobina de sensor directamente adyacentes, en la región del campo intermedio. Esto se logra mientras se mantiene la inmunidad a campos magnéticos uniformes y gradientes mejorando la inmunidad a los campos producidos por conductores distantes en comparación con los existentes en la técnica. La invención de acuerdo con las modalidades preferidas utiliza tres o más segmentos de bobina bipolar con centros magnéticos co-ubicados. Estos pueden optimizarse para maximizar la sensibilidad al conductor que lleva la corriente local. Se equilibran sustancialmente para eliminar cualquier respuesta a campos magnéticos uniformes y gradientes. La elección de los dipolos de áreas apropiadas por vuelta y número de vueltas elimina sustancialmente cualquier respuesta a los conductores en distancias conocidas - alcanzando típicamente relaciones de rechazo de corriente de aproximadamente 10000:1. La presente invención se implementa en un número determinado de aspectos de los cuales el primero es un sensor de corriente que comprende una configuración de bobina con una estructura de bobina equivalente de al menos segmentos de bobina de sensor configurados para ubicarse en estrecha proximidad a un primer conductor de corriente, caracterizado porque las bobinas se instalan en una relación fija en al menos una dirección al conductor de corriente y porque un centro magnético de cada segmento de bobina se co-ubica uno con otro y se conectan de manera tal que una respuesta combinada de señales relativas a la corriente en el conductor de corriente derivadas de las bobinas de sensor sea proporcional a la velocidad de cambio en el conductor de corriente, y sea sustancialmente insensible a un campo magnético de CA externo y uniforme, a un campo magnético de CA de gradiente de primer orden, y a la corriente en al menos un segundo conductor con corriente en una ubicación definida con relación al primer conductor. Cada vuelta de una segunda bobina de sensor equivalente puede incluir cada vuelta de una primera bobina de sensor equivalente, y cada vuelta de una tercera bobina de sensor equivalente puede incluir cada vuelta de las bobinas de sensor equivalentes tanto primera como segunda. Las tres o más bobinas de sensor equivalentes pueden conectarse conjuntamente en serie y configurarse de manera tal que las fuerzas electromagnéticas inducidas en cada una de las bobinas por un campo magnético uniforme de CA sume sustancialmente cero en la configuración de bobina (6) . Al menos una porción del primer conductor con corriente puede sustancialmente tener forma de pasador, de manera tal que el campo magnético producido por la corriente que fluye en el conductor disminuyen más rápidamente con la distancia que el campo derivado de un conductor recto de dimensiones similares. El primer conductor con corriente puede generar un campo magnético derivado de la corriente que fluye en el conductor que disminuye más rápido con la distancia que el campo derivado de la corriente que fluye en un conductor recto o de dimensiones similares. Las tres o más bobinas de sensor equivalentes se encuentran en uno o más planos que son sustancialmente paralelos unos con otros. Las bobinas de sensor equivalentes pueden colocarse sobre o en un soporte sustancialmente plano. Cada bobina de sensor equivalente puede comprender una pluralidad de vueltas . Cada una de las tres o más bobinas de sensor equivalentes las tres ramas bobinas de sensor equivalentes pueden tener diferentes vueltas-área. Una suma de las vueltas-área de las tres o más bobinas de sensor equivalentes, tomando en cuenta el sentido del devanado por el signo del producto de las vueltas-área, puede ser sustancialmente cero. Una vuelta-área de una de las bobinas de sensor equivalentes puede ser sustancialmente igual a la suma de las vueltas-área de las otras dos bobinas de sensor. Las bobinas de sensor equivalentes pueden fabricarse sobre una o más capas de una tarjeta de circuitos impresos. La tarjeta de circuitos impresos también puede comprender capas de blindaje electrostático colocadas entre el conductor y las tres o más bobinas de sensor equivalentes . El primer conductor de corriente puede formarse sobre una o más capas de la tarjeta de circuitos impresos. La tarjeta de circuitos impresos también puede tener componentes de acondicionamiento de señales u otros componentes electrónicos colocados sobre una u más superficies . Otro aspecto de la presente invención, se proporciona una configuración de sensores de acuerdo con el primer aspecto descrito con anterioridad, donde la configuración se establece y optimiza permanentemente de manera tal que la respuesta de cada sensor separado a la corriente que fluye en el sensor o sensores inmediatamente adyacentes es sustancialmente cero. Además, la configuración puede caracterizarse porque la respuesta de cada sensor a la corriente en cada otro sensor en la configuración es sustancialmente cero. Se proporciona aún otro aspecto de la presente invención: un medidor de electricidad de vatio-hora configurado con al menos un sensor de acuerdo con cualquiera de entre el primer aspecto de la invención y configurado con un medio para medir al menos uno de entre energía eléctrica, potencia y corriente. Además, el medidor puede comprender un medio de comunicación para transmitir las mediciones a un dispositivo externo.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS A continuación se describirán las modalidades de la invención, a manera de ejemplo, con referencia a los dibujos anexos, en los cuales: La Figura 1 ilustra un conductor con corriente (barra colectora) de acuerdo con una modalidad de la presente invención diseñado para generar un campo magnético dipolar, y adecuado para su uso en un medidor de electricidad trifásico de forma IEC; La Figura 2 ilustra un corte transversal del campo perpendicular al plano de la barra colectora en la Figura 1, generado por una corriente que fluye en una barra colectora similar, colocada a una distancia determinada por el eje x en milímetros desde la barra colectora, en la dirección a lo largo del plano de la barra colectora pero perpendicular a la ranura en la barra, La Figura 3 ilustra una modalidad de acuerdo con la presente invención de un conjunto de bobinas optimizado para medir la corriente en una barra colectora mientras rechaza corriente proveniente de otras barras colectora resinas y fuentes de interferencia magnética, La Figura 4 ilustra la respuesta de una configuración de bobinas acoplada al campo de una barra colectora, La Figura 5 ilustra una subsección de una bobina colocada sobre una barra colectora, La Figura 6 ilustra la respuesta de la bobina en la Figura 5 a una barra colectora con corriente desplazada a una distancia en milímetros, determinada por el eje x, desde el centro de la estructura de bobina, La Figura 7 ilustra una segunda subsección de una bobina colocada sobre una barra colectora, La Figura 8 ilustra una respuesta de la bobina en la Figura 7 a una barra colectora con corriente colocada desplazada a una distancia en milímetros, determinada por el eje x, desde el centro de la estructura de bobina, La Figura 9 ilustra una tercera subsección de una bobina colocada sobre una barra colectora, La Figura 10 ilustra la respuesta de la bobina en la Figura 9 a una barra colectora con corriente desplazada a una distancia en milímetros, determinada por el eje x, desde el centro de la estructura de bobina, La Figura 11 ilustra un ejemplo de la respuesta de la bobina completa elaborada a partir de la combinación de las tres secciones de bobina a una barra colectora de corriente desplazada a una distancia en milímetros, determinada por el eje x, desde el centro de la estructura de bobina, La Figura 12 ilustra una vista detallada de la Figura 11 que muestra un nulo en la respuesta de una corriente en una barra colectora vecina colocada a 29 mm de la barra colectora primaria, La Figura 13 ilustra una configuración de tres barras colectoras que se colocan idealmente para medir la corriente en un medidor de electricidad de forma IEC; La Figura 14 ilustra un dispositivo de procesamiento de acuerdo con la presente invención; y La Figura 15 ilustra un sistema de medidor fiscal de acuerdo con la presente invención.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Típicamente, los medidores de electricidad polifásicos basados en terminal tienen tres o cuatro adyacentes de terminales para conexión de los circuitos de corriente. Estos generalmente se configuran como terminales equidistantes a lo largo del borde inferior del medidor, con una separación de terminal típica de 12-15 mm.
En cada par, la terminal izquierda se conecta generalmente con la linea (fuente) y la terminal derecha se conecta con la carga, para una fase particular. En un sistema trifásico, los circuitos de corriente para cada fase estarán adyacentes uno a otro, y adicionalmente puede estar presente un cuarto par de terminales para el circuito neutral . Un conductor apropiado para llevar la corriente a medir tiene forma de pasador, se muestra en la Figura 1. Los dos extremos de la barra colectora 2 y 3 se encuentran espaciados de acuerdo con la geometría de las terminales de un medidor de electricidad trifásico tipo IEC (International Electrotechnical Commission) , donde 2 es la fuente de corriente y 3 es la carga. La Figura 2 muestra el campo magnético perpendicular al plano del conductor generado por la corriente que se desplaza a lo largo del conductor 3. La forma de pasador del conductor 1 forma eficazmente un dipolo y tiene el efecto de reducir el campo lejano mucho más rápidamente que un solo conductor recto, para el cual el campo desciende de manera relativamente lenta (como 1/distancia) . La longitud adicional del pasador proporciona más longitud del conductor para generar campo, incrementando así el campo que se acopla a las bobinas de sensor. La configuración de bobina plana en la Figura 3 se fija rígidamente paralela al plano de y directamente debajo o encima de la barra colectora y la corriente en la barra colectora crea un campo que a su vez induce una fuerza electromagnética (EMF - electromagnetic forcé) en la estructura de bobina 6, proporcional a la velocidad de cambio de corriente. Al integrar la velocidad de cambio de la señal de corriente obtenida es posible deducir la CA; esto puede realizarse, por ejemplo, en un circuito integrador o en un dispositivo de procesamiento que ha adquirido la señal. La bobina es magnéticamente equivalente a tres dipolos 7, 8, 9 (se muestra en las Figuras 5, 7, 9) con centros magnéticos co-ubicados y conectados en serie. Cada uno de los tres segmentos de bobina tiene un área promedio por vuelta y un número de vueltas. Si se suman las vueltas-área de todas las bobinas (tomando una bobina en sentido de las manecillas del reloj como una vuelta-área positiva y un sentido contrario a las manecillas del reloj como área negativa) entonces el total es sustancialmente cero. Esto es referido como una bobina equilibrada. La bobina 6 se configura de manera tal que la sensibilidad al campo represente estrechamente al campo generado por la barra colectora 1. La Figura 4 muestra el campo 5 de la barra colectora sobrepuesta con la respuesta 7 del campo aproximado de la configuración de bobina. Dado que la EMF resultante es producto de las dos curvas, las partes positiva y negativa de la respuesta del campo contribuyen tanto a la sensibilidad como a la salida de la corriente . El campo lejano se elimina eficazmente por la restricción de que la suma de todas las áreas-vuelta se establece en cero. La respuesta al campo uniforme es dependiente de su total y, por lo tanto, es sustancialmente cero. Los tres dipolos magnéticos se encuentran diseñados para tener centros sustancialmente co-ubicados. Por lo tanto, la respuesta al campo magnético de gradiente de primer orden también es cero a medida que se mantiene la simetría de la estructura alrededor del dipolo magnético. La respuesta del campo intermedio de una bobina dipolar particular es dependiente del aria sobre la cual se extiende la bobina. La respuesta de una bobina pequeña no se extenderá tanto como la respuesta de una bobina grande . Con un par equilibrado de segmentos de bobinas (tal como en US6414475) , la respuesta a una trayectoria de corriente en el campo intermedio será dominada por el segmento de bobina más grande. Esto dará como resultado una respuesta pequeña pero significativa a la corriente en una/colectora en un sensor vecino. Al utilizar más de dos bobinas (tal como las tres en esta modalidad particular) el sensor puede diseñarse para tener un nulo en la respuesta a una trayectoria de corriente conocida en una distancia conocida. La respuesta a una distancia de campo intermedio determinada puede equilibrarse al cambiar el área proporcional de los diferentes segmentos de bobina mientras se mantiene aún la restricción de que las vueltas-área totales sean cero. La configuración de la Figura 3 tiene un nulo en la respuesta para una barra colectora idéntica colocada a 29 mm de la barra colectora que se mide. Dado que este es un sistema lineal, y que las bobinas se encuentran en serie, la respuesta general es la suma de las respuestas de cada segmento dipolar en el diseño. Cada uno de los tres segmentos dipolares tiene una respuesta diferente en esta distancia, lo cual se ilustrará a continuación. Sin embargo, debe comprenderse que el ejemplo en la Figura 3 solamente es ilustrativo y no limitante a la invención en lo referente a cualquier característica de diseño para respuestas a cualesquier otras barra colectoras dentro del rango. La distancia de 29 mm solamente es ilustrativa y la función de respuesta puede diseñarse para cualquier otra distancia adecuada dependiente de la aplicación. La Figura 5 muestra un ejemplo del primer segmento dipolar 9 en una estructura de bobina equivalente de la configuración de bobina 6 de la Figura 3. La respuesta a un conductor con corriente que se mueve con relación a la estructura de bobina a lo largo de 3 en la Figura 1 se muestra en la Figura 6. Este dipolo en esta modalidad tiene una vuelta-área de 14400 mm2. La Figura 7 y la Figura 8 muestran los mismos diagramas para el segundo segmento de bobina 8. Este segmento, que tiene vueltas de bobina en sentido opuesto, tiene una respuesta a la barra colectora que actúa sobre una mayor distancia. La vuelta-área de esta sección en el ejemplo es de 23800 mm2, actuando en sentido opuesto al dipolo en la Figura 5. En la Figura 9 y la Figura 10, el tercer elemento de bobina 7 se muestra, actuando en el mismo sentido que el dipolo en la Figura 5. Dado que la vuelta-área en esta modalidad es de solamente 9400 mm2, el efecto es mucho más débil pero se extiende sobre una mayor distancia. Cuando se combinan estos tres elementos a la bobina, entonces la respuesta de una barra colectora con corriente con la distancia es como se observa en la Figura 10. Nuevamente, debe comprenderse que las dimensiones mencionadas son solamente ilustrativas y no limitadas a la invención. En las figuras 5, 7, 9, la barra colectora indicada por el número de referencia 10 tiene una forma alternativa desde la barra colectora mostrada en la Figura 1. Como con cualquier estructura de bobina equilibrada, la respuesta cae muy rápidamente con la distancia. Debido a que el sistema magnético se encuentra conformado por más de dos bobinas dipolares, el sistema es una función magnética que es de orden superior a un cuadrupolo. Entre más alto sea el orden de la función magnética, más rápidamente cae la sensibilidad con la distancia. En esta modalidad, se seleccionan tres bobinas para una barra colectora colocada a una distancia cercana a los 29 mm. La Figura 11 muestra detalles de la respuesta de la bobinas para una barra colectora colocada a una distancia cercana a los 29 mm. Las vueltas-área de la bobina más interior y de la bobina exterior pueden intercambiarse para hacer que su respuesta combinada corresponda con la respuesta del segmento de bobina intermedia. La Figura 12 muestra un detalle de la Figura 11 cercano al nulo en la respuesta cerca de los 29 mm de la barra colectora medida. La pendiente relativamente poco profunda en la respuesta demuestra que existe alguna tolerancia hacia la posición exacta de las barras colectoras adyacentes . En un medidor de electricidad trifásico se colocan tres o cuatro barras colectoras de corriente 1, 11, 12 como se observa en la Figura 123. La corriente en cada una de las fases (y neutral si es apropiado para la alterar la medición) puede medirse independientemente dado que existe una potencia de fuga sustancialmente cero entre los canales de medición. Las relaciones de sensibilidad típicas entre la corriente en el propio conductor del sensor, y en el conductor adyacente, son de aproximadamente 10000:1. La modalidad de tres bobinas descrita con anterioridad con referencia a la Figura 13 puede escalarse a cualquier espaciamiento de conductores adyacentes, y escalarse a diferentes tamaños. El largo de la sección de pasador en la Figura 1 puede alterarse para cambiar la sensibilidad general del sensor. El ancho o grosor del conductor puede alterarse, por ejemplo, para cambiar la capacidad de corriente. La separación de terminales puede alterarse a fin de adaptarse a aplicaciones diferentes. La ubicación de los circuitos de corriente adyacentes puede alterarse a fin de adaptarse a aplicaciones diferentes. En cada uno de estos casos, los principios generales delineados en la descripción anterior se utilizan para optimizar el diseño del conductor y el diseño de bobina para lograr la sensibilidad deseada al conductor y la inmunidad a los conductores adyacentes. Los conceptos de diseño de bobina pueden extenderse a más de tres segmentos dipolares, si se requiere que la estructura de bobina sea a insensible a los conductores en muchas posiciones en el espacio. En general, cada segmento dipolar puede personalizar separa tener una respuesta espacial diferente, de manera tal que la superposición de la respuestas en cada una de las posiciones de los diversos conductores adyacentes es sustancialmente cero. Entre más posiciones se anulen, mayor es el número de segmentos dipolares requeridos, y más complejo se vuelve el proceso de optimización. El ensamble de sensor de corriente puede construirse ventajosamente utilizando técnicas de tarjeta de circuitos impresos. Las bobinas resultantes son rígidas, con posiciones de cable definidas con precisión que permiten áreas-vuelta precisas que equilibran cada segmento dipolar. Cada segmento dipolar puede fijarse rígidamente a la tarjeta de circuitos que lleva las bobinas, por ejemplo, utilizando una técnica de soldado u otro medio de sujeción tal como utilizando remaches o tornillos. Para corrientes menores, el conductor puede formarse a partir de una de las capas de la propia tarjeta de circuitos impresos. Pueden ensamblarse múltiples conjuntos de bobinas y conductores en una sola tarjeta de circuitos, asegurando que la geometría de los conductores con respecto a las bobinas permanezca fija, asegurando así que no varíe el acoplamiento. La tarjeta de circuitos impresos también permite el uso de capas de filtración electrostática entre el conductor y las bobinas, permitiéndole al conductor extenderse en un potencial arbitrario con respectó a la bobina de sensor sin influir sobre la respuesta. La tarjeta de circuitos impresos también permite fabricar múltiples capas de bobina de sensor, incrementando la sensibilidad de las bobinas, y permitiendo flexibilidad adicional en el diseño de las bobinas para optimizar las características de rechazo. La EMF derivada de la bobina de sensor es directamente proporcional a la velocidad de cambio de corriente en el conductor. Las técnicas para recuperar la señal de corriente de CA a partir de esta, por ejemplo, interacción digital son conocidas en la materia, y el sensor puede conectarse directamente (aparte del acondicionamiento de señales básicas y la filtración antiduplicación) a los dispositivos semiconductores proporcionados por diversos fabricantes, que incluyen: ADE7758 (Analog Devices) , STMP01 (ST Microelectronics) , 71M6511 (Teridian) y otros dispositivos similares. Estos dispositivos contienen el procesamiento de señales apropiada para calcular la corriente, y además para calcular la potencia y energía para aplicaciones de medición. Tales dispositivos pueden integrarse ventajosamente en la misma tarjeta de circuitos impresos dado que los propios devanados de la bobina de sensor de corriente también pueden proporcionarse en una tarjeta de circuitos impresos. Esto forma la base de un medidor de electricidad polifásico completo. La Figura 14 ilustra un dispositivo de procesamiento 20 que es utilizado para procesar las señales obtenidas por las bobinas. El dispositivo de procesamiento 20 comprende al menos una unidad de procesamiento 21, tal como un microprocesador, DSP (digital signal processor -procesador de señales digitales) , Arreglo de Compuertas de Campo Programable (FPGA - Field Programmable Gate Array) o ASIC diseñado especialmente (Application Specific Integrated Circuit - Circuito Integrado de Aplicación Especifica) para ejecutar código de programa para el procesamiento, análisis, control del almacenamiento y reporte de mediciones. El dispositivo de procesamiento 20 puede comprender además al menos una unidad de memoria 22, 23, unidad de comunicaciones 24 e interfase de comunicaciones 25. En algunas aplicaciones, las señales provenientes de las bobinas de sensor pueden digitalizarse en un convertidor análogo a digital (ADC - analogue to digital converter) 26 y procesado en la unidad de procesamiento 21. La unidad de procesamiento puede configurarse alternativamente con una interfase (por ejemplo, una interfase de comunicación serial tal como RS232, RS485, CAN, Interbus o interfases similares) para adquirir datos directamente o indirectamente a partir de los dispositivos semiconductores anteriormente mencionados para procesamiento, almacenamiento y reporte. Para este propósito y para almacenar el software para el análisis, procesamiento y reporte puede proporcionarse al menos un tipo de unidad de memoria 22, ventajosamente puede proporcionarse al menos una memoria no volátil de cualquier tipo adecuado, por ejemplo, una memoria Flash o una memoria no volátil similar controlada eléctricamente. En algunas aplicaciones se proporciona una memoria volátil 23 para manejar el código de programa que se ejecuta y/o para el almacenamiento de los datos temporales durante el análisis y procesamiento. La Figura 15 ilustra un medidor de electricidad 30 de acuerdo con la presente invención donde el número de referencia 31 indica generalmente un dispositivo de procesamiento tal como el descrito con relación a la Figura 14. Cada uno de los números de referencia 32-34 indica una configuración de bobina 6 junto con una barra colectora 1, 11, 12. Los números de referencia 38-40 indican unidades opcionales de "pre-procesamiento" para el acondicionamiento, filtración, anti-duplicación de la señal básica o procesamientos similares que pueden realizarse ventajosamente utilizando componentes eléctricos análogos. Los números de referencia 35-37 indican dispositivos semiconductores opcionales de procesamiento separado para obtener una señal de corriente relevante. Sin embargo, en algunas aplicaciones el dispositivo de procesamiento 31 puede proporcionar la misma función con un código de programa apropiado que opera en las señales digitalizadas derivadas de las bobinas . El medidor de electricidad 30 puede comprender además una interfase de comunicaciones 25 y una unidad de comunicaciones 24 para transferir las mediciones a un dispositivo de recepción central (no se muestra) . El dispositivo de recepción central puede configurarse para propósitos de facturación a fin de cobrar el uso de la electricidad con relación a las mediciones. La comunicación proveniente del medidor de electricidad con el dispositivo de recepción central puede proporcionarse por cualquier tipo de comunicación adecuada y protocolo de tecnologías alámbricas o inalámbricas. Entre los tipos de comunicación inalámbrica, uno puede mencionar protocolos de rango largo como GSM, GPRS, y UMTS pero también protocolos de rango más cortos como las soluciones WLA (Wireless Local Area Network - Red Inalámbrica de Área Local, por ejemplo, las series 802.11, 802.15 y 802.16) o WPAN (Wireless Personal Area Network - Red Inalámbrica de Área Personal, por ejemplo, Bluetooth) . Las tecnologías alámbricas pueden, por ejemplo, ser tecnologías de comunicaciones de línea de energía donde los datos pueden ser transferidos en la línea de energía en la cual se realizan las mediciones o tecnologías basadas en una línea separada de comunicaciones (por ejemplo, (LAN - Local Area Network, Red de Área Local, por ejemplo, Ethernet, ATM o protocolos de comunicación similares basados en IP) , variaciones de ADLS (Asymmetric Digital Subscriber Line -Línea de suscriptor digital asimétrico) , o PSTN (Public Service Telephone Network - Red Telefónica Pública Conmutada) utilizando una comunicación por módem) . La unidad de procesamiento puede configurarse con código de programa para encriptar datos a ser transferidos y/o proporcionar datos a ser transferidos con una firma digital con objeto de reducir los riesgos de alteraciones y fraudes . Debe observarse que las palabras "que comprenden" no excluyen la presencia de otros elementos o pasos que los listados y las palabras "un" o "una" que preceden un elemento no excluyen la presencia de una pluralidad de tales elementos . La invención puede implementarse al menos sea en software o hardware. Debe observarse además que cualesquier señales de referencia no limitan el alcance de las reivindicaciones, y que los diversos "medios", "dispositivos" , y "unidades" pueden representarse por el mismo elemento de hardware. Las modalidades anteriormente descritas y mencionadas se brindan solamente como ejemplos y no deben limitarse a la presente invención. Otras soluciones, usos, objetivos y funciones dentro del alcance de la invención se reivindican en las reivindicaciones de patente descritas a continuación serán aparentes para aquellos expertos en la materia.

Claims (19)

  1. NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiéndose descrito la invención como antecedente, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones
  2. REIVINDICACIONES 1. Un sensor de corriente que comprende una configuración de bobina (6) con una estructura de bobina equivalente de al menos tres segmentos de bobina de sensor (7, 8, 9) configurado para ubicarse en estrecha proximidad a un conductor de corriente (1) en un medidor de electricidad, caracterizado porque las bobinas de sensor se instalan en una relación fija en al menos una dirección al conductor de corriente (1) y porque el centro magnético de cada segmento de bobina de sensor (7, 8, 9) se co-ubica uno con otro y los segmentos de bobina de sensor se conectan uno con otro de manera tal que una respuesta combinada de señales con relación a la corriente en el conductor de corriente provenientes de las bobinas de sensor es proporcional a la velocidad de cambio de corriente en el conductor de corriente, y es sustancialmente insensible a un campo magnético de CA externa uniforme, a un campo magnético de CA de gradiente de primer orden, y a la corriente en al menos otro conductor con corriente (11) en el medidor de electricidad; ubicado el otro conductor con corriente en una ubicación definida con relación a la configuración de bobina (6) . 2. El sensor según la reivindicación 1, caracterizado porque cada vuelta de una segunda bobina de sensor equivalente incluye cada vuelta de una primera bobina de sensor equivalente, y cada vuelta de una tercera bobina de sensor equivalente incluye cada vuelta de las bobinas de sensor equivalentes tanto primera como segunda.
  3. 3. El sensor según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las tres o más bobinas de sensor equivalentes se conectan conjuntamente en serie y se configuran de manera tal que las fuerzas electromagnéticas inducidas en cada una de las bobinas por un campo magnético de CA uniforme suman sustancialmente cero en la configuración de la bobina (6) .
  4. 4. El sensor según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos una porción del conductor con corriente (1) tiene sustancialmente forma de pasador, de manera tal que el campo magnético producido por la corriente que fluye en el conductor (1) cae más rápido con la distancia que el campo derivado de un conductor recto de dimensiones similares.
  5. 5. El sensor según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado .porque el conductor con corriente (1) genera un campo magnético a partir de la corriente que fluye en el conductor que cae más rápido con la distancia que el campo derivado de la corriente que fluye en un conductor recto de dimensiones similares .
  6. 6. El sensor según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las tres o más bobinas de sensor equivalentes yacen en uno o más planos que son sustancialmente paralelos uno con otro.
  7. 7. El sensor según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las bobinas de sensor equivalentes se colocan sobre o en un soporte sustancialmente plano.
  8. 8. El sensor según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque cada bobina de sensor equivalente comprende una pluralidad de vueltas .
  9. 9. El sensor según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque cada una de las tres o más bobinas de sensor equivalentes tienen diferentes vueltas-área.
  10. 10. El sensor según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque una suma de las vueltas-área de las tres o más bobinas de sensor equivalentes, tomando en cuenta el sentido del devanado por el signo del producto de vueltas-área, es sustancialmente cero.
  11. 11. El sensor según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque una vuelta-área de una de las bobinas de sensor equivalente es sustancialmente igual a la suma de las vueltas -área de las otras dos bobinas de sensor.
  12. 12. El sensor según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las bobinas de sensor equivalente se fabrican en una o más capas de una tarjeta de circuitos impresos.
  13. 13. El sensor según la reivindicación 12, caracterizado porque la tarjeta de circuitos impresos comprende también capas de blindaje electrostático entre el conductor y tres o más bobinas de sensor equivalente.
  14. 14. El sensor según la reivindicación 12 o 13, caracterizado porque el conductor de corriente se encuentra formado sobre una o más capas de la tarjeta de circuitos impresos .
  15. 15. El sensor según cualquiera de las reivindicaciones 12-13, caracterizado porque la tarjeta de circuitos impresos tiene también acondicionamiento de señales u otros componentes electrónicos colocados sobre una o más superficies.
  16. 16. Una configuración de sensores según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la configuración se implementa permanentemente y optimiza de manera tal que la respuesta de cada sensor separado a la corriente que fluye en el sensor o sensores inmediatamente adyacentes es sustancialmente cero.
  17. 17. La configuración según la reivindicación 16, caracterizada porque la configuración se caracteriza además porque la respuesta de cada sensor a la corriente en cada otro sensor en la configuración es sustancialmente cero.
  18. 18. Un medidor de electricidad de vatio-hora configurado con al menos un sensor según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15 y configurado con un medio para medir al menos una de entre energía eléctrica, potencia y corriente .
  19. 19. El medidor según la reivindicación 18, caracterizado además porque comprende medios de comunicación para comunicar las mediciones a un dispositivo externo .
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI436083B (zh) 2011-11-02 2014-05-01 Ind Tech Res Inst 近接式電流感測裝置與方法
EP2963428A4 (en) * 2013-02-27 2016-12-28 Murata Manufacturing Co CURRENT SENSOR AND ELECTRONIC DEVICE CONTAINING SAME
CN104034997B (zh) 2014-06-11 2017-02-15 台达电子企业管理(上海)有限公司 功率变流器及其短路检测装置与短路检测方法
US10656185B2 (en) * 2015-07-17 2020-05-19 Mediatek Inc. Planar differential current pickup for wireless power transmission
CN106980036A (zh) * 2016-01-16 2017-07-25 龙妍利 全固体全息高压电流电压传感器
US10564303B2 (en) 2016-07-26 2020-02-18 International Business Machines Corporation Parallel dipole line trap seismometer and vibration sensor
DE102016124165A1 (de) 2016-12-13 2018-06-14 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren und Sensor zur Messung eines Wechselstroms
FR3077390A1 (fr) * 2018-01-31 2019-08-02 Nl Conseil Capteur de vitesse de variation instantanee de courant galvaniquement isole et integre sur une carte de circuit imprime
GB201818876D0 (en) 2018-11-20 2019-01-02 Sentec Ltd Current sensor
US20240331914A1 (en) * 2023-03-31 2024-10-03 Schneider Electric USA, Inc. Inductive coupling proximity current sensor for energy measurement

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH358157A (de) * 1957-12-31 1961-11-15 Bbc Brown Boveri & Cie Strommesseinrichtung an Hochspannungsanlage, mit geradem Primärleiter und mindestens einem benachbarten Stromleiter
US5124642A (en) * 1989-12-21 1992-06-23 Sigma Instruments, Inc. Power line post insulator with dual inductor current sensor
JP3007553B2 (ja) * 1995-03-24 2000-02-07 日本レム株式会社 電流センサ
IES960198A2 (en) * 1996-03-01 1996-10-16 Suparules Ltd Apparatus for measuring an A.C. current in a cable
US6177806B1 (en) * 1997-09-03 2001-01-23 International Business Machines Corp. Signal sensor for rf integrated systems
GB9918539D0 (en) * 1999-08-06 1999-10-06 Sentec Ltd Planar current transformer
FI108165B (fi) * 2000-05-05 2001-11-30 Enermet Oy Virtamuunnin vaihtovirran mittaamiseksi
AR033080A1 (es) * 2001-04-02 2003-12-03 Sentec Ltd Sensor de corriente
CN1295515C (zh) * 2001-11-26 2007-01-17 旭化成电子株式会社 电流传感器
FI117075B (fi) * 2004-01-09 2006-05-31 Enermet Oy Virtamuunnin vaihtovirran mittaamiseksi
EP1743181A1 (de) * 2004-04-24 2007-01-17 ZUMBRUNN, Werner Sensor für wechselströme

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