测量传感器，测量装置，识别模块，测量方法和校准方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种测量传感器(19)，包括：至少一个电感式的电流转换器(12)，用于与引导穿过电感式的电流转换器(12)的导体(11)中的电通流相关地产生电测量信号；和用于将电感式的电流转换器(12)与测量值变换器(16)连接的端子，其中电感式的电流转换器(12)与端子的至少两个端子接触部(15)电连接，以便将电测量信号传输给测量值变换器。测量传感器(19)的特征在于在电感式的电流转换器(12)和两个端子接触部(15)之间连接的识别模块(18)，所述识别模块在将询问信号施加到两个端子接触部(15)上时向回提供应答信号，其中应答信号对于电感式的电流转换器(12)的测量区域是特定的。本发明专利技术此外涉及一种测量装置(10)、一种识别模块(18)、一种测量方法(10)和一种用于这种测量传感器(19)的校准方法。

【技术实现步骤摘要】
测量传感器，测量装置，识别模块，测量方法和校准方法
本专利技术涉及一种用于无接触地测量导体中的电流的测量装置，以及不同的设备和用于其运行的方法。
技术介绍
从现有技术中已知用于无接触地测量电流的多种设备和方法。通常，对此使用具有铁磁性的芯和至少一个围绕芯缠绕的线圈的电流转换器。在此，测量芯完全地或部分地包围由电流穿流的导体，使得在围绕芯缠绕的线圈中感生出对应于要测量的电流的测量电流。这种电流转换器也以英语术语“currenttransformer”(CT)已知。通过铁磁性的芯以及线圈的多个绕组的设计方案，这种电流转换器可以匹配于不同的应用领域。出于电安全性的原因并且为了随后的测量链的一致性，已知的电流转换器在此通常将例如0至0.33V的一致的输出信号作为测量信号输出，与相应的电流转换器的具体的测量范围无关。例如，0.25V的信号在第一电流转换器中可以代表20A的电通流而在第二电流转换器中可以代表200A的电通流。为了将测量信号转换成具体的测量值，因此需要设定相应的缩放因数或其他换算值。这种值典型地手动地在执行测量或安装电流转换器时设定。手动地设定相应的换算值易于引起错误，使得尤其在复杂的安装中，如例如在建筑物监控的领域中，使用部分错误的换算值，这又引起在监控和控制供能系统时的后续错误。
技术实现思路
在该背景下，本专利技术基于如下目的，进一步地改进测量装置和方法，以便避免或至少减少在无接触地测量导体中的电流时的可能的错误源。根据第一方面，上述目的通过一种测量传感器来实现，所述测量传感器包括：至少一个电感式的电流转换器，用于与引导穿过电感式的电流转换器的导体中的电通流相关地产生电测量信号；和用于将电流转换器与测量值变换器(Messumformer)连接的端子。在此，电感式的电流转换器与端子的至少两个端子接触部电连接，以便将电测量信号传输到测量值变换器上。测量传感器此外包括连接到电感式的电流转换器和两个端子接触部之间的识别模块，所述识别模块在例如通过测量值变换器的识别装置将询问信号施加到两个端子接触部上时向回提供应答信号，其中应答信号对于电感式的电流转换器的测量区域是特定的。这种测量传感器能够实现自动地确定装入测量传感器中的电流转换器的测量范围进而无错误地选择适合的换算值。在至少一个设计方案中，应答信号对于电流转换器或测量传感器的类型是特定的。在至少一个设计方案中，识别模块包括至少一个电阻元件，使得在施加测试电压作为询问信号时，将穿过测量传感器的电通流或在两个端子接触部之间的电压降作为应答信号向回提供。这种识别模块是尤其简单的并且可成本适宜地实现并且允许在电路方面尤其简单地区分不同的测量传感器或在其中装入的电流转换器。优选地，识别模块包括两个尺寸设计成同样大的电阻，所述电阻将两个端子接触部对称地与电感式的电流转换器连接。根据一个替选的设计方案，识别模块包括至少一个微芯片，其中微芯片在施加作为询问信号的供应电压之后产生至少一个数字应答信号，在所述数字应答信号中，电流转换器的至少一个参数是编码的。这种设计方案尤其允许传输与识别模块连接的电流转换器的不同的值和/或复杂的曲线。例如，在数字应答信号中，至少一个如下参数可以是编码的：电流转换器的测量范围，电流转换器的特征曲线，电流转换器或测量传感器的类型代码和/或电流转换器或测量传感器的序列号或部件号。根据第一方面的测量传感器例如可以构成为具有可分开的磁芯的钳式电流计，构成为具有闭合的、所谓的“实心”铁素体芯的电流测量线圈或者构成为具有空气芯的罗氏线圈。根据本专利技术的第二方面，上述目的通过一种测量装置来实现，所述测量装置用于无接触地测量导体中的电流。测量装置包括电感式的电流转换器以及测量值变换器，所述测量值变换器用于读取由电感式的电流转换器产生的电测量信号。在此，测量值变换器设计用于，与读取的电测量信号和电感式的电流转换器的测量范围相关地确定用于在引导穿过电感式的电流转换器的导体中的电通流的测量值。测量装置此外包括在电感式的电流转换器和测量值变换器之间连接的识别模块，所述识别模块在施加询问信号时向回提供应答信号，其中应答信号对于电感式的电流转换器的测量范围是特定的。这种测量装置示出用于根据第一方面的测量传感器的完整的测量链。在至少一个设计方案中，电流转换器和识别模块在构造上组合在测量传感器中，并且测量传感器经由插接连接器与测量值变换器连接。这种设计方案一方面排除在安装测量装置时可能的混淆并且另一方面通过更换测量传感器能够实现测量装置灵活地匹配于不同的测量范围。在至少一个设计方案中，测量装置此外包括存储器设备，所述存储器设备用于保存用于多个电流转换器的多个曲线，其中在测量装置运行时，与应答信号相关地从存储器设备中调用对于连接于测量值变换器的电流转换器而言特定的曲线。这种解决方案尤其允许使用多种不同的电流转换器并且可能也允许将其他型号的电流转换器集成到现有的测量系统中。根据本专利技术的第三方面，公开一种用于标识在根据第二方面的测量装置中的电流转换器的识别模块。识别模块包括：至少一个端子接触部，用于将识别模块与测量值变换器的输入端子连接；和至少一个电子器件，所述电子器件作为对经由端子接触部获得的询问信号的反应在端子接触部上提供应答信号。这种识别模块尤其适合于集成到根据第一方面的测量传感器中或者适合于在不具有装入的识别模块的传统的电流转换器的上游连接。在至少一个设计方案中，识别模块包括数据处理元件和非易失性存储器设备，其中数据处理元件设计用于，作为对询问信号的反应，从非易失性存储器设备中调用至少一个参数，并且作为编码的应答信号提供用于测量值变换器。根据本专利技术的第四方面，公开一种用于无接触地测量导体中的电通流的测量方法，所述测量方法具有如下步骤：-将询问信号施加到测量值变换器的输入端子上；-检测由连接于输入端子的识别模块产生的应答信号；-与应答信号相关地确定电流转换器的测量范围；-通过测量值变换器来检测由连接于输入端子的电感式的电流转换器产生的电测量信号，其中与穿引经过电感式的电流转换器的导体中的电通流相关地产生电测量信号；和-与确定的测量范围和电测量信号相关地确定用于导体中的电通流的测量值。这种测量方法允许在无接触地测量电流时全自动地并且无错误地确定测量值。根据一个设计方案，确定电流转换器的测量范围的步骤包括如下子步骤：基于读取的应答信号来确定与测量值变换器的输入端子连接的电流转换器的类型和/或序列号；并且从存储器设备中调用对于电流转换器特定的曲线。这种方法是尤其灵活的并且可以通过相对简单构造的识别模块实现。根据第五方面，公开一种用于包括电感式的电流转换器和识别模块的测量传感器的校准方法，所述校准方法具有如下步骤：-将测量传感器连接到校准设备上；-产生引导穿过电感式的电流转换器的导体中的至少一个已知的参考电流；-针对至少一个已知的参考电流，确定电流转换器的至少一个电测量信号；-与至少一个确定的测量信号和至少一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量传感器(19)，包括：/n-至少一个电感式的电流转换器(2)，用于与引导穿过所述电感式的电流转换器(12)的导体(11)中的电通流相关地产生电测量信号；和/n-用于将所述电感式的电流转换器(12)与测量值变换器(16)连接的端子，其中所述电感式的电流转换器(12)与所述端子的至少两个端子接触部(15)电连接，以便将电测量信号传输给所述测量值变换器(16)，/n其特征在于，/n-在所述电感式的电流转换器(12)和两个端子接触部(15)之间连接的识别模块(18)，所述识别模块在将询问信号施加到两个端子接触部(15)上时向回提供应答信号，其中所述应答信号对于所述电感式的电流转换器(12)的测量区域是特定的。/n

【技术特征摘要】
20190326 DE 102019107736.21.一种测量传感器(19)，包括：
-至少一个电感式的电流转换器(2)，用于与引导穿过所述电感式的电流转换器(12)的导体(11)中的电通流相关地产生电测量信号；和
-用于将所述电感式的电流转换器(12)与测量值变换器(16)连接的端子，其中所述电感式的电流转换器(12)与所述端子的至少两个端子接触部(15)电连接，以便将电测量信号传输给所述测量值变换器(16)，
其特征在于，
-在所述电感式的电流转换器(12)和两个端子接触部(15)之间连接的识别模块(18)，所述识别模块在将询问信号施加到两个端子接触部(15)上时向回提供应答信号，其中所述应答信号对于所述电感式的电流转换器(12)的测量区域是特定的。


2.根据权利要求1所述的测量传感器(19)，
其特征在于，
所述应答信号对于所述电流转换器(12)或测量传感器(19)的类型是特定的。


3.根据权利要求1或2所述的测量传感器(19)，
其特征在于，
所述识别模块(18)包括至少一个电阻元件(21)，使得在施加作为询问信号的测试电压时，将穿过所述测量传感器(19)的电通流或者在两个端子接触部(15)之间的电压降作为应答信号向回提供。


4.根据权利要求1或2所述的测量传感器(19)，
其特征在于，
所述识别模块(18)包括至少一个微芯片，其中所述微芯片在施加作为询问信号的供应电压之后产生至少一个数字应答信号，在所述数字应答信号中，所述电流转换器(12)的参数是编码的。


5.根据权利要求3所述的测量传感器(19)，
其特征在于，
在所述数字应答信号中，下述参数中的至少一个参数是编码的：所述电流转换器(12)的测量区域；所述电流转换器(12)的特征曲线；所述电流转换器(12)或者所述测量传感器(19)的类型代码；和/或所述电流转换器(12)或所述测量传感器(19)的序列号或部件号。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的测量传感器(19)，
其特征在于，
所述电流转换器(12)构成为钳式电流计并且包括可分的磁芯和至少一个围绕所述可分的磁芯缠绕的测量线路(14)。


7.根据权利要求1至5中任一项所述的测量传感器(19)，
其特征在于，
所述电流转换器(12)构成为罗氏线圈并且包括至少一个环状的测量线路(14)。


8.一种用于无接触地测量导体(11)中的电流的测量装置(10)，包括：
-电感式的电流转换器(12)；
-测量值变换器(16)，用于读取由所述电感式的电流转换器(12)产生的电测量信号，其中所述测量值变换器(16)设计用于，与读取的电测量信号和所述电感式的电流转换器(12)的测量区域相关地确定用于在引导穿过所述电感式的电流转换器(12)的导体(11)中的电通流的测量值；和
-在所述电感式的电流转换器(12)和所述测量值变换器(16)之间连接的识别模块(18)，所述识别模块在施加询问信号时向回提供应答信号，其中所述应答信号对于所述电感式的电流转换器(12)的测量区域是特定的。


9.根据权利要求8所述的测量装置(10)，
其特征在于，
所述电流转换器(12)和所述识别模块(18)在构造上组合在测量传感器(19)中并且所述测量传感器(19)经由插接连接器与所述测量值变换器(16)连接。


10.根据权利要求8或9所述的测量装置(10)，还包括存储器设备(34)，用于保存用于多个电流转换...

【专利技术属性】
技术研发人员：迪尔克·拜纳，汤米·文，本松·罗，
申请(专利权)人：能量盒子有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港;81