本发明专利技术涉及一种测量装置，其连接至能量及功率测量器件以及连接至罗科夫斯基（Rogowski）线圈，以用于探测所要测量的导体的交流电流。所述测量装置具有：积分电路，用于产生与所探测的交流电流成比例的电压信号以及电压/电流变压器，用于产生与由所述积分电路所产生的电压信号成比例的输出电流。此外，本发明专利技术还涉及一种测量系统，其具有上述测量装置中的一种以及用于探测所测量的导体的交流电流的罗科夫斯基线圈。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体而言涉及一种用于探测交流电流的测量装置，且具体而言，涉及一种使用能量及功率计进行测量以探测交流电流的测量装置。
技术介绍
电流测量系统在例如工业设施中获得应用。此处，经常使用所谓的电流变压器测量交流电流。这些电流变压器一参见图I一是基于变压器原理。根据这个原理，提供与所测量的电流成比例的输出信号。成比例在本专利技术的上下文中意味着相位一致且振幅成比例。 然而，由于正日益引入采用有功及无功功率计量的电价计费，因而预计使用能量及功率器件进行测量在家庭中也将日益普及。所获得的输出信号通常是OA至IA或OA至5A的电流信号。采用这种信号范围是因为常常对测量本身使用动铁式仪器(moving-iron instrument),因而具有特定的相对高的功率要求，此功率要求也对应地通过交变磁场而取自所测量的导体。电流变压器可用于许多设计中。常常将电流变压器构造成套管式变压器，其中将所测量的载流导体穿过经过封装的环形芯(encapsulated ring core)。这种配置要求考虑在安装期间已有的装备，因为后续的安装将需要松开导体、对电流变压器进行移位、及重新附连。此种行为只能在导体被断开时进行，从而导致汲取电力的装置被关闭。因此，此种套管式变压器不利于随后的安装。为解决这种缺点，开发了所谓的铰接式变压器(hinged transformer),其中环形芯为两个组件的形式，使得所述变压器的环可通过铰链而打开及再次关闭，从而甚至可在现有设备中进行后续的引入。另一选择为,还执行分流测量(shunt measurement),其中测量所引入的已知但小的电阻两端的压降。此外，还使用具有罗科夫斯基(Rogowski)线圈的系统进行测量。下面将通过图2对这些系统的原理进行简要的解释。将导体110引入专门绕制的空心线圈(air coil)100中。如果外加电流I根据如左侧底部所示的时间变化而流经此导体，则当电流变化时，将在线圈100中感应出电压脉冲VIN。在底部中心处显示电压脉冲随时间的变化。为从此感应电压产生与可评价的电流成比例的信号，感应电压信号必须在积分电路120中进行时间积分，在图中将积分电路120简化地显示经过适当连接的运算放大器。积分器的对应输出信号Vott然后再次与导体110中的外加电流成比例，如右侧底部所示。具有罗科夫斯基线圈的系统具有很多优点，因为测量原理容许在大的测量范围中实现高的精确度。此外，由于罗科夫斯基线圈为半开口的性质，因而罗科夫斯基线圈也可轻易地随后装入现有设备中，而不要求断开及拆卸导体以及然后重新安装导体。缺点在于，具有罗科夫斯基线圈的系统无法用于传统的功率及能量计量系统，因为可用的电流太低而无法输出恰当的功率或提供表计所期望的必要输出信号(O. IA或O.5A)。尽管具有罗科夫斯基线圈的替代系统提供近乎标准的直流电压信号(O. IOV或4.20mA)，然而此信号只是均方根(r. m. s)值，即，任何相位信息均因形成有效值而丢失，因而使用此信号无法确定有功功率及无功功率。因此，本专利技术的问题是使罗科夫斯基原理也可用于期望具有足够的电流信号作为输入量的传统能量及功率计量系统。
技术实现思路
所述问题通过一种测量装置得到解决，所述测量装置连接至能量及功率计以及连接至罗科夫斯基线圈，以用于探测所计量的导体的交流电流。所述测量装置具有积分器电路，用于形成与所探测的所述交流电流成比例的电压信号；以及电压/电流转换器，用于形 成与所述积分器电路所形成的所述电压信号成比例的输出电流。在另一实施例中，所述测量装置的电压/电流转换器向能量及功率计提供最大达5A或最大达IA的电流。在另一实施例中，电压/电流转换器的输出功率最大达5VA。在另一实施例中，所述输出包含无源电流施加级。在另一实施例中，罗科夫斯基线圈及积分器电路形成子组合件(subassembly)。在另一实施例中，罗科夫斯基线圈、积分器电路及电压/电流转换器形成子组合件。此外，所述问题还通过一种测量系统得到解决，所述测量系统具有上述测量装置及用于探测所计量的导体的交流电流的罗科夫斯基线圈。在另一实施例中，所述测量系统也具有能量及功率计。附图说明以下，将借助附图对本专利技术进行更详细的阐释。附图中图I显示根据变压器原理工作的电流变压器；图2显示基于罗科夫斯基线圈的测量装置，所述罗科夫斯基线圈提供电压信号；图3显示根据本专利技术第一实施例的测量装置或测量系统的实施例；图4显示根据本专利技术第一实施例的测量装置或测量系统的另一实施例；以及图5显示实施例的示意性电路图变型，其含有无源电流施加级。具体实施例方式图3示意性地显示根据本专利技术第一实施例的一种测量装置或一种测量系统的实施例。所述测量装置适用于连接至能量及功率计140。能量及功率计140可以是所具有的电流输入被设计成例如O. IA或O. 5A范围的传统能量及功率计。此外，所述测量装置也适用于连接至罗科夫斯基线圈100，以用于探测所计量的导体110的交流电流。所述测量装置本身具有积分器电路120，用于形成与所探测的交流电流成比例的电压信号；以及电压/电流转换器130，用于形成与所述积分器电路所形成的所述电压信号成比例的输出电流。在另一实施例中，罗科夫斯基线圈100及积分器电路120形成子组合件(即，二者被置于共用的壳体中)。此处，电压/电流变压器130可置于罗科夫斯基线圈100与积分器电路120的联合子组合件附近或置于能量及功率计140附近，这基本上是根据在子组合件与能量及功率计140之间所要桥接的距离以及由于将子组合件连接至电压/电流转换器130的计量线及将电压/电流转换器130连接至能量及功率计140的计量线而预计存在的电阻来决定。在另一实施例中，罗科夫斯基线圈100、积分器电路120以及电压/电流转换器130形成子组合件。在各实施例的另一配置中，测量装置的电压/电流转换器130向能量及功率计140提供最大达5A或最大达IA的电流。 在各实施例的另一配置中，电压/电流转换器130的输出功率最大达5VA。此功率足以执行低功率测量并对应于现代能量及功率计140的减小的输入负荷。此外，此限制也确保电压/电流转换器130的设计可在整体上保持紧凑以及因此可轻易地集成到现有设备中。在各实施例的另一配置中，所述输出包含无源电流施加级，其被表示为图5右半部中的电路图变型且在下文中将对其进行阐释。在图5中，将在附图左侧中通过“In”标示的罗科夫斯基线圈100所获得的信号提供至积分器电路120。所述积分器电路具有第一运算放大器0P1，在输出信号的反馈中，所述运算放大器被连接至电容器C5及电阻器，所述电阻器在此处被表示为一由R18及R17形成的串联电阻器电路。现在将积分器的输出信号通过由R16、C3及R22组成的匹配网络而传送至现在在附图的右侧示出的电压/电流转换器130。匹配网络不是必要的组件且仅作为实例示出。 电压/电流转换器130具有第二运算放大器0P2，第二运算放大器0P2然后将由可选择性存在的匹配网络所提供的第一运算放大器的输出信号(即，电压信号的输出信号)转换成用于驱动无源电流施加级(例如，由右侧的两个晶体管Tl及T2所形成)的信号。虽然此电路要求晶体管Tl及T2由外部提供电流，但此变型可具有优点(例如，当计量线的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：F·哈克迈尔，C·于尔根哈克，C·特尔纳，
申请(专利权)人：凤凰通讯两合有限公司，
类型：
国别省市：
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