供在测量通过导体的电流中使用的系统和方法技术方案

提供供在测量通过导体的电流中使用的系统和方法以及装置。一个示例电流装置（18）包括：第一传感器（24），其配置成测量由导体提供的第一磁通量并且生成与该第一磁通量成比例的第一信号；和第二传感器（26），其配置成测量由该导体提供的第二磁通量并且生成与该第二磁通量成比例的第二信号。该第二传感器与该第一传感器相隔预定距离。该电流装置进一步包括处理器（18），其耦合于该第一传感器和该第二传感器。控制器配置成接收第一信号和第二信号。处理器配置成基于第一信号、第二信号和预定距离确定导体与第一传感器和第二传感器中的至少一个之间的半径（40，42）。

【技术实现步骤摘要】
供在测量通过导体的电流中使用的系统和方法
本文公开的主旨大体上涉及电流测量系统和方法，并且更具体地，涉及包括多个传感器的电流测量系统。
技术介绍
目前用于保护例如住宅或商业环境的断路器大体上检测过电流状况的存在并且控制分离断路器的触点的操作机制。各种类型的传感器已知用于监测通过断路器的电流。例如，可通过将分流电阻器安置在电流通路中并且测量跨该分流电阻器的电压而监测电流。由该分流电阻器生成的热以及与该分流电阻器关联的噪声通常在以此方式监测电流时提供另外的考虑。在另一个示例中，感测变压器用于检测导体内的交流电流（AC）水平而未在电流通路中安置分流电阻器。在再另一个示例中，固态磁场传感器用于测量流过导体的AC或直流电流（DC）而未在电流通路中安置分流电阻器。该磁场传感器测量磁通量并且输出对应于测量的磁通量水平的电压。因此，如果传感器和导体的相对位置改变，在没有进一步校准的情况下，这样的传感器容易出错。
技术实现思路
在一个方面，提供供在测量通过导体的电流中使用的传感器组件。该电流装置包括：第一传感器，其配置成测量由导体提供的第一磁通量并且生成与该第一磁通量成比例的第一信号；和第二传感器，其配置成测量由该导体提供的第二磁通量并且生成与该第二磁通量成比例的第二信号。该第二传感器与该第一传感器相隔第一预定距离。该电流装置进一步包括处理器，其耦合于该第一传感器和该第二传感器。该处理器配置成基于第一信号、第二信号和第一预定距离确定导体与第一传感器和第二传感器中的至少一个之间的半径。在另一个方面，提供供在保护负载免于过电流状况的断路器。该断路器包括：导体，其配置成将电流从电源传导到负载；第一磁场传感器，其配置成生成与来自该导体的第一磁通量成比例的第一信号；第二磁场传感器，其配置成生成与来自该导体的第二磁通量成比例的第二信号；和多个触点，其耦合于该导体。该第二传感器与该第一传感器相隔第一预定距离。该多个触点限定用于阻止电流从电源流到负载的断开位置以及用于允许电流从电源流到负载的闭合位置。断路器进一步包括处理器，其配置成基于第一信号、第二信号和第一预定距离检测过电流状况，并且响应于该过电流状况将多个触点致动到断开位置。在再另一个方面，提供供在测量通过导体的电流中使用的方法。该方法包括从第一传感器接收指示由导体提供的第一磁通量的第一信号、从第二传感器接收指示由该导体提供的第二磁通量的第二信号并且基于该第一信号、该第二信号以及该第一传感器与该第二传感器之间的预定距离确定该导体与该第一传感器之间的半径。附图说明图1是配电系统的示范性实施例的框图。图2是可在图1的配电系统中使用的示范性电流装置的框图。图3是具有四个传感器的另一个示范性电流装置的框图。图4是具有三个传感器的再另一个示范性电流装置的框图。图5是供在使用多个传感器测量流过导体的电流中使用的示范性方法的框图。具体实施方式本文描述的系统和方法测量通过导体的电流，并且，例如使用测量的电流来操作电路保护装置。尽管在本文关于电路保护装置描述，本文描述的系统、方法和组件还可包括在不同类型的装置内，或结合不同类型的装置使用。例如，不同的系统可无限制地包括，电动马达、控制系统、功率分配系统和/或电动车辆。本文描述的系统和方法包括：多个传感器，用于测量导体的磁通量；和处理器，其配置成确定这些传感器中的至少一个与该导体之间的半径，其可由处理器使用来确定通过该导体的电流。本文描述的方法和系统的示范性技术效果可包括下列项中的至少一个：（a）从第一传感器接收指示由导体提供的第一磁通量的第一信号、（b）从第二传感器接收指示由该导体提供的第二磁通量的第二信号以及（c）基于该第一信号、该第二信号以及该第一传感器与该第二传感器之间的预定距离确定该导体与该第一传感器之间的半径。图1图示示范性配电系统10。在示范性实施例中，配电系统10包括电源12和负载14。电源12通过至少一个导体16耦合于负载14来提供流过其间的电流。电源12可无限制地包括，发电机、局部电网、广域电网和/或适合于提供通过导体16到负载14的电流的其他装置和/或系统。配电系统10包括电流装置18，其配置成测量通过导体16的电流。在示范性实施例中，电流装置18配置成测量通过导体16的直流电流（DC）。然而，在其他实施例中，电流装置18可配置成用别的方式测量通过导体16的交流电流（AC）。参考图1，电流装置18包括断路器，其配置成提供过电流状况。如本文使用的，术语“过电流”指实际电流超出标称或预期电流的状况。通常，过电流状况在实际电流超出标称电流一定阈值百分率或阈值时出现。在示范性实施例中，电流装置18包括处理器28、多个触点20和耦合于触点20的致动器22。致动器22配置成响应于来自处理器28的控制信号使触点20在用于阻止电流从电源12流到负载14的断开位置和用于允许电流从电源12流到负载14的闭合位置之间致动。例如可响应于检测的过电流状况提供控制信号来使触点20致动到断开位置。应该意识到电流装置18不限于例如断路器等保护装置，而可包括适于测量通过导体的电流和/或对通过导体的电流作出响应的若干不同类型的装置。在示范性实施例中，电流装置18包括第一传感器24和第二传感器26。传感器24与导体16隔开半径42，并且传感器26与导体26隔开半径44。传感器24配置成测量由导体16提供的第一磁通量并且生成与该第一磁通量成比例的第一信号。传感器26配置成测量由导体16提供的第二磁通量并且生成与该第二磁通量成比例的第二信号。如应该清晰可见的，因为由导体16生成的磁场根据传感器24和26离导体16的半径而不同，第一磁通量和第二磁通量取决于传感器24和26相对于导体16的位置和/或方位。在示范性实施例中，传感器24和26是磁场传感器，并且更具体地，是霍尔效应传感器。应该意识到适于如本文描述的那样进行的其他类型的传感器可在其他电流测量系统实施例中使用，例如，各向异性磁阻（AMR）传感器、磁通门/微型磁通门传感器、巨磁阻（GMI）传感器、巨磁阻（GMR）传感器、磁致伸缩传感器和/或磁隧道效应（TMR）传感器，等。传感器24和26耦合于处理器28，其从传感器24和26接收第一和第二信号。处理器28可包括一个或多个处理单元（例如，采用多核配置）。如本文使用的，术语处理器指中央处理单元、微处理器、微控制器、精简指令集电路（RISC）、专用集成电路（ASIC）、模拟电路、逻辑电路和/或能够执行指令以如本文描述的那样测量通过导体16的电流的任何其他电路或装置中的一个或多个。在至少一个实施例中，处理器24包括微控制器和一个或多个外部电路。这样的外部电路可用于在向微控制器提供一个或多个信号之前对第一信号和第二信号中的一个或两个添加偏移、滤波（例如，低通、高通和/或带通）、组合、求和、减少和/或用别的方式调整。不管与微控制器结合使用的外部电路的类型和/或数量，如本文使用的术语“处理器”意在包含微控制器和外部电路。此外，电流装置18包括耦合于处理器24的存储器30。存储器30包括能操作成使例如可执行指令和/或其他数据等信息能够被存储和/或检索的一个或多个装置。存储器30可包括一个或多个计算机可读介质，无限制地例如，硬盘存储、光驱动/盘存储、可移动盘存储、闪速存储、非易本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电流装置（18），供在测量通过导体（16）的电流中使用，所述电流装置包括：第一传感器（24），其配置成测量与所述导体关联的第一磁通量并且生成与所述第一磁通量成比例的第一信号；第二传感器（26），其配置成测量与所述导体关联的第二磁通量并且生成与所述第二磁通量成比例的第二信号，所述第二传感器与所述第一传感器隔开第一预定距离；以及处理器（28），其耦合于所述第一传感器和所述第二传感器，所述处理器配置成基于所述第一信号、所述第二信号和所述第一预定距离确定所述导体与所述第一传感器和所述第二传感器中的至少一个之间的半径（40，42）。

【技术特征摘要】
2011.11.04 US 13/2899881.一种电流装置（18），供在测量通过导体（16）的电流中使用，所述电流装置包括：第一传感器（24），其配置成测量与所述导体关联的第一磁通量并且生成与所述第一磁通量成比例的第一信号；第二传感器（26），其配置成测量与所述导体关联的第二磁通量并且生成与所述第二磁通量成比例的第二信号，所述第二传感器与所述第一传感器隔开第一预定距离；以及处理器（28），其耦合于所述第一传感器和所述第二传感器，所述处理器配置成基于所述第一信号、所述第二信号和所述第一预定距离确定所述导体与所述第一传感器和所述第二传感器中的至少一个之间的半径（40，42）。2.如权利要求1所述的电流装置，其中所述处理器（28）配置成基于所述半径确定通过所述导体（16）的电流。3.如权利要求2所述的电流装置，其中所述处理器（28）配置成基于由所述第一信号和所述第二信号限定的比率确定所述半径。4.如权利要求2所述的电流装置，其中所述第一传感器（24）包括霍尔效应传感器，并且其中所述第二传感器（26）包括霍尔效应传感器。5.如权利要求1所述的电流装置，进一步包括邻近所述第一和第二传感器（24，26）设置的导体（16），并且其中所述第一传感器、所述第二传感器和所述导体被线性设置。6.如权利要求1所述的电流装置，进一步包括邻近所述第一和第二传感器（24，26）设置的导体（16），并且其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：CB威廉斯，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：