电流传感器包括：导电元件；设置在所述导电元件上并且适于感测由流过导电元件的电流所生成的磁场的至少两个磁场传感器。所述至少两个磁场传感器被设置在垂直于所述导电元件中的电流流动方向的线的相对侧，绝缘层被设置在所述导电元件与所述磁场传感器之间，并且导体线路被连接到磁场传感器。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术的实施例涉及电流感测的领域。实施例涉及电流传感器和包括电流传感器的电缆系统。本专利技术的实施例涉及用于高电流系统(例如，使用50A或更多的电流的系统) 的电流传感器。本专利技术的实施例涉及包括磁场传感器的无芯磁电流传感器(CLMCS)，该磁场传感器通过导体检测电流的磁场并使用这个信息来推断电流。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供电流传感器，该电流传感器包括导电元件；设置在导电元件上和适于感测由流过导电元件的电流所生成的磁场的至少两个磁场传感器，其中所述至少两个磁场传感器被设置在垂直于导电元件中的电流流动方向的线的相对侧；设置在导电元件与磁场传感器之间的绝缘层；以及连接到磁场传感器的导体线路。本专利技术的实施例提供电流传感器，该电流传感器包括大体上圆柱形导体，所述大体上圆柱形导体包括第一末端、第二末端、和设置在第一末端与第二末端之间的中心部分， 其中所述中心部分的外径小于第一和第二末端的外径；其中大体上圆柱形导体的第一末端包括适于连接到第一电缆或连接到第一触头的终端元件或第一连接元件；其中大体上圆柱形导体的第二末端包括适于连接到第二电缆或连接到第二触头的第二连接元件；设置在大体上圆柱形导体的中心部分上的绝缘层；设置在大体上圆柱形导体的中心部分处的传感器元件，其中绝缘层的一部分被设置在大体上圆柱形导体与传感器元件之间，其中传感器元件包括以不同方式连接和设置在垂直于在大体上圆柱形导体中的电流流动方向的线的相对侧的至少两个磁场传感器；以及设置在绝缘层上和连接到传感器元件的多个导体线路。本专利技术的实施例提供电缆系统，该电缆系统包括适于传导电流的第一电缆；连接到第一电缆的导电元件；设置在导电元件上并且适于感测由流过导电元件的电流所生成的磁场的至少两个磁场传感器，其中所述至少两个磁场传感器被设置在垂直于导电元件中的电流流动方向的线的相对侧上；设置在导电元件与磁场传感器之间的绝缘层；以及连接到磁场传感器的导体线路。按照本专利技术的实施例，所述至少两个磁场传感器被设置在垂直于导电元件中的电流流动方向的线上，其中一个磁场传感器是在导电元件的中心线的左面，而另一个磁场传感器是在导电元件的中心线的右面，以使得在两个传感器上的磁场的有关分量指向相反的方向。在使用霍尔(Hall)传感器的实施例中，磁场的有关分量垂直于管芯表面。实施例可包括被设置成同心地围绕传感器元件的圆柱形导电屏。附图说明图1示出按照本专利技术的实施例的电流传感器。图2示出按照本专利技术的另一个实施例的电流传感器。图3是按照实施例的、沿圆柱形导体的纵向延伸的横截面视图。图4是两个圆柱形导体的实施例的、沿其横向延伸的横截面视图。图5(a)示出电流传感器的另一个实施例。图5(b)是图5(a)的电流传感器沿图5(a)中的线S_S’的横截面视图，其中皱褶具有圆形横截面。图5(c)是图5(a)的电流传感器沿图5(a)中的线S_S’的横截面视图，其中皱褶具有带有变平的管芯附着表面的圆形横截面。图5(d)是图5(a)的电流传感器沿图5(a)中的线S_S’的截面图，其中皱褶具有圆形形状的(多边形的)横截面。图6示出类似于图5(a)的实施例的本专利技术的实施例，除了在套筒的第二末端处提供了允许套筒连接到终端例如电池端口的连接构件以外。图7示出在中心面中具有细长槽的导体的示意性横截面视图。图8(a)_(d)示出说明通量线的频率依赖性的图。图9(a)_(b)示出说明在开槽的圆形导体的缝隙中的相位失真的图。图10(a)_(b)示出说明对于较大横截面的拐角频率的减小的图。图11示出By场(By-field)被排挤出导体的内部，而该By场在圆形导体外面没有改变。图12(a)_(b)示出如下的图该图示出在导体外面的磁场的相位相比于频率也是恒定的。图13是用于计算在圆形导体外面的磁场的表示。图14(a)_(b)示出传感器管芯相对于导体的两个可能的取向，径向取向(图 14(a))和切向设置(见图14(b))。图15是示出磁场随导体直径的线性增加的图表。图16是示出电流随导体直径的平方而增加的图表。图17是示出当传感器具有相对于导体的径向取向时磁场随导体直径的增加的图表。图18是示出对于相对于导体具有径向取向的传感器和具有切向取向的传感器的、磁场随导体直径的增加的图表。图19-20示出对于小直径和大直径导体的测量漂移的图表。图21(a)_(c)示出具有三个不同形状的导体的、用于高达400A的电流的三霍尔系统的示例。图22示出类似于图1的电流传感器的、具有附加屏的电流传感器的示意表示。图23示出包括屏和具有一头不通的端部(dead-end-stub)的电流传感器的实施例。图M示出包括屏的电流传感器的另一个实施例。图25(a)_(b)示出在导体和屏中的总电流分布。图25 (c)-(d)示出By场除以总电流的幅度。图沈示出场对电流的比的相位。图27(a)_(b)示出场对内导体中的电流的比。图观示出具有屏的电流传感器的实施例，其中内导体具有六边形的横截面。图^(a)-(b)示出在图观的实施例中磁场的频率依赖性。图30-32示出说明对于图28的传感器的比ByAur1的图。 图33示出说明带有屏和不带有屏的磁场的图。图34_36(b)示出说明不带有屏的、具有矩形传感器管芯的电流传感器的行为的图。图37-39示出说明带有矩形屏的、具有矩形传感器管芯的电流传感器的行为的图。图40-41示出说明仅仅在一侧带有屏的、具有矩形传感器管芯的电流传感器的行为的图。图42-43示出说明带有圆形屏的、具有矩形传感器管芯的电流传感器的行为的图。具体实施例方式高电流系统使用汇流排或可被连接到汇流排的大型电缆。汇流排可以由具有例如 3mmX 15mm的横截面的大型铜带条形成。大型电缆可包括用例如15mm外径的塑料绝缘体覆盖的例如IOmm直径的芯线。典型的应用可以是到汽车电池的端口的连接。在这样的应用中，电缆可为约Icm厚。在这样的系统中，使用两种方法来感测电流，S卩(a)把电缆穿过磁芯，该磁芯收集流过电缆的电流的通量并把该通量引导到磁场传感器上，或(b)割开电缆，插入旁路，并且用电压表测量在这个旁路两端的电压降。第一种方法(a)是有缺点的，因为磁芯将误差引入到测量信号中，例如非线性、滞后、有限的带宽、对背景场的过低抑制、有限的过电流、和温度依赖性。使用闭环系统可以改进精度，但传感器的功耗增加，特别是在要测量大电流时。第二种方法(b)由于大的功率损耗(例如，在390A时的15. 2瓦)、有限的隔离电压和高价格而是有缺点的。另外，经由螺钉安装旁路适用于汇流排，但对于简单的电缆，需要在电缆的末端处的两个电缆终端套管(cable shoe)加上螺钉以把它们附着到该旁路，并且此外旁路必须附着到某个框架或外壳而不造成接触。因此，需要提供用于感测电流一例如在这样的高电流系统中的电流一的改进的方法。本专利技术的实施例解决如何测量在这样的电缆中的电流的问题，并且提供用于将电流传感器附着到大型电缆的改进的方式。本专利技术的实施例将高电流传感器放置到大型导体(例如，圆柱形导体)上，在该高电流传感器与大型导体之间具有薄的电压隔离层，由此管芯平面基本上与导体相切。管芯具有例如以不同的配置(以减去均勻的背景场)连接的至少两个磁场传感器。本专利技术的实施例可在导体上提供至少两个磁场本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种电流传感器，包括：导电元件；至少两个磁场传感器，其被设置在所述导电元件上并且适于感测由流过导电元件的电流所生成的磁场，其中所述至少两个磁场传感器被设置在垂直于所述导电元件中的电流流动方向的线的相对侧；以及设置在所述导电元件与所述磁场传感器之间的绝缘层。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：U奥瑟莱希纳，
申请(专利权)人：U奥瑟莱希纳，
类型：发明
国别省市：DE
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