本發(fā)明涉及一種具有測量線圈布置結構及補償線圈布置結構的用于非接觸式電流強度測量的測量系統(tǒng)，其中，測量線圈布置結構和補償線圈布置結構的總信號可通過第一檢測裝置進行檢測。

背景技術：

本發(fā)明還涉及一種用于非接觸式測量電流引導件中電流強度的方法，其中，在測量線圈布置結構中，信號通過感應由電流引導件產生，并且為測量線圈布置結構配屬有一個補償線圈布置結構。

已知的是，采用所謂的電流鉗進行非接觸式電流強度測量，通過該電流鉗將一個可打開的環(huán)形芯環(huán)繞電流引導件設置，且對帶有芯的電流引導件的磁場進行捕獲并感應性測量。所述環(huán)形芯在此對于每次的測量都必須打開和閉合，因此，如果多個電流引導件應被測定和/或如果電流引導件不易接近，這會是復雜的。

為了沒有外面(即位于電流引導件外部)產生的磁場的干擾的測量，有利的是，芯或者線圈圍繞電流引導件形成一個封閉的環(huán)。

也已知這樣的線圈布置結構，其與此不同并且為了補償干擾場而具有補償線圈。在這種布置結構中，檢測并且評估在測量線圈以及所屬的補償線圈中共同感應的信號。

技術實現要素：

本發(fā)明的任務在于，改善用于非接觸式測量電流強度的測量系統(tǒng)的使用特性。

為解決上述任務，按照本發(fā)明將規(guī)定權利要求1所述的特征。因此，尤其是在開頭所述類型的測量裝置中按照本發(fā)明建議，該測量線圈布置結構的至少一個測量線圈的信號能夠借助第二檢測裝置檢測。在此有利的是，附加于物理上以補償線圈補償的測量值可提供第二測量值。利用第二測量值可進一步改善第一測量值的測量結果。利用第二測量值，替代或者附加地可實施測量情況的可靠性檢驗，方法是：例如可將第二(未經補償)的測量值與第一(補償)的測量值進行比較和對比。因此，本發(fā)明在一種叉形的剛性測量系統(tǒng)中實現了測量精度的改善。由于可放棄環(huán)形芯為了測量的打開和閉合，這改善了使用特性。

在一種有利的構造中可以設置為，測量線圈布置結構具有第一測量線圈和第二測量線圈。因此，可提供對唯一的、例如U形的測量線圈的替代。尤其是在此可設置為，第一測量線圈和第二測量線圈布置在電流引導件容納部的彼此對置的側上或兩側。在此有利的是，電流引導件的磁場在電流引導件兩側都可以被檢測。

在一種有利的構造中可以設置為，為測量線圈布置結構的一個、尤其是每個測量線圈電氣地配屬補償線圈布置結構的至少一個補償線圈。例如可實現該電的配屬，使得在測量線圈中感應出的電壓和在所述至少一個補償線圈中感應出的電壓符號正確地相加以及因此排除外部的干擾影響。因此，也可以簡單地在物理上實現對外部干擾場的補償。優(yōu)選地為所述或每個測量線圈電氣地配屬兩個補償線圈。每個測量線圈應用兩個補償線圈能夠再次加強地抑制外部干擾場，例如抑制鄰近的非待測電流引導件的干擾場。

在有利的構造中可以設置為，配屬于一個測量線圈的補償線圈布置在測量線圈的各一個端部上。由此，可以實現環(huán)形圍繞電流引導件的測量線圈的特別好的接近。

在此或者替代地可以設置為，配屬于一個測量線圈的補償線圈相對于測量線圈以45°與135°之間的角度定向。在此有利的是，在補償線圈中自動感應出電壓，該電壓對于位于由測量線圈布置結構所描述或者限定的電流引導件容納部外部的電流引導件補償在測量線圈中感應出的電壓。該角度越接近90°，所述效果越好地實現。因此優(yōu)選地，上述角度在80°與100°之間。因此特別優(yōu)選地，所述角度例如在制造精度或制造公差的范圍中幾乎達到90°或者甚至精確地為90°。

在一種有利的構造中可以設置為，第一檢測裝置和第二件檢測裝置分別具有一個放大元件。在此有利的是，能夠提供和進一步加工彼此獨立獲得的信號。

在有利的構造中可以設置為，在第一檢測裝置和第二檢測裝置上分別連接一個數字的信號處理裝置。在此有利的是，借助快速的傅里葉變換(FFT)可執(zhí)行進一步處理。這可實現對待測電流強度的簡單過濾以及對待測電流強度頻率進行設定。

在一種有利的構造中可以設置為，通過第二檢測裝置可檢測測量線圈布置結構的例如已經提及的第一測量線圈的信號，通過第三檢測裝置可檢測測量線圈布置結構的例如已經提及的第二測量線圈的信號。由此，可區(qū)分該外部電流引導件是設置在第一測量線圈那側還是設置在第二測量線圈那側。

在一種有利的構造中可以設置為，補償線圈布置結構的補償線圈基本上、例如除了制造公差或者為了所追求的測量精度可忽略的不同具有相同或甚至完全相同的橫截面、繞線密度和/或匝數。在此有利的是，線圈的用于補償外部的干擾場的設計可以簡單地確定并且實現。例如，容許的偏差可以小于相應的名義值的10％，尤其是小于相應的名義值的5％。

在一種有利的構造中可以設置為，測量線圈布置結構的測量線圈具有基本上相同、例如除了制造公差或者為了所追求的測量精度可忽略的不同或者甚至究全相同的橫截面、繞線密度和/或匝數。在此有利的是，測量線圈可相互協(xié)調并可簡單補償。例如，容許的偏差可以小于相應的名義值的10％，尤其是小于相應的名義值的5％。

在一種有利的構造中可以設置為，測量線圈布置結構的至少一個測量線圈的匝數大于補償線圈布置結構的至少一個所屬的補償線圈的匝數。因此，在測量線圈中，可產生本身的測量信號，所述測量信號通過補償線圈的感應出電壓必要時進行補償。優(yōu)選地，每個測量線圈的匝數基本上、例如在電流強度測量的測量精度范圍內或者甚至精確地與配屬的補償線圈的線圈匝數的總和相等。

在一種有利的構造中可以設置為，測量線圈和補償線圈設置在一個連接于第一檢測裝置的回路上。在此有利的是，在由第一檢測裝置檢測補償信號之前，測量線圈和補償線圈的感應電壓物理相加。

在一種有利的構造中可以設置為，測量線圈和補償線圈的繞線方向一致。因此，可以簡單實現外部電流引導件的感應電壓的物理補償。

在一種有利的構造中可以設置為，測量線圈和/或補償線圈構成為空心線圈。因此，可以放棄芯材料的使用。

在一種有利的構造中可以設置為，測量線圈布置結構和/或補償線圈布置結構限定一個例如已提及的用于待測電流引導件的電流引導件容納部。在此有利的是，測量線圈布置結構因此限定一敏感區(qū)域，在該區(qū)域中可測量電流引導件的電流強度，而抑制在電流引導件容納部外部設置的電流引導件。在此，尤其是可以設置為，該電流引導件容納部在測量線圈布置結構的例如已提及的第一測量線圈和測量線圈布置結構的例如已經提及的第二測量線圖之間被限定和構成。因此，提供測量線圈的對稱的或者向外界定電流引導件容納部的布置結構。

在此，特別有利的是，電流引導件容納部叉形和/或剛性、尤其是無活動部件地構成。因此，可提供能夠特別簡單地操作的和/或機械上堅固的測量系統(tǒng)。

在一種有利的構造中可以設置為，測量線圈布置結構和/或補償線圈布置結構分別在空間上鏡像對稱地設置。因此能夠提供一種簡單的布置結構，對于該布置結構而言，特別簡單地實現對于測量的外部影響的幾乎完全補償。優(yōu)選地，可將鏡像對稱的鏡面(對稱面)關于例如已提及的電流引導件容納部設置在中心。

在一種有利的構造中可以設置為，測量線圈布置結構和補償線圈布置結構如此相互協(xié)調，使得測量線圈及補償線圈中的對于處在電流引導件容納部外部的電流引導件的磁通總和等于零。因此，可消除外部電流引導件對于電流強度測量的影響。

在一種有利的構造中可以設置為，設置測量誤差識別裝置，用于將一方面第一測量線圈和/或第二測量線圈的信號與另一方面測量線圈布置結構和補償線圈布置結構的總信號進行比較。因此，可簡單實施可靠性檢驗，因為僅外部電流引導件在測量線圈中產生未經補償的信號，該未經補償的信號大于被補償的信號。因此，容易識別的是，當(單一)待檢測電流引導件位于電流引導件容納部外部時，存在測量誤差。尤其是在此可設置為，當總信號小于第一測量線圈和/或第二測量線圈的信號時，測量誤差識別裝置設置用于輸出測量誤差指示。這能夠使得使用者可簡單識別測量誤差，并且例如通過重復測量來避免測量誤差。

在一種有利的構造中可以設置為，設置激活裝置，以用于當信號滿足存儲的標準時檢測測量線圈布置結構和/或補償線圈布置結構的信號，并且激活用于處理和/或輸出測量線圈布置結構的測量值的另一個部件。因此可放棄附加的用于激活測量系統(tǒng)的操作步驟。這例如可通過輪詢的方式設置，即通過定期查詢，測量線圈布置結構的按本發(fā)明所提供和/或獲取的信號是否能表征裝入的電流引導件。所存儲的標準可以例如是超過測量線圈中的電壓閾值和/或將測量線圈布置結構和補償線圈布置結構的總信號與至少一個測量線圈的信號進行比較的結果。例如，當測線圈系統(tǒng)中的電壓或補償電壓超過閾值并且測量線圈布置結構中的電壓此外不大于補償電壓時，可實現激活。

在一種有利的構造中可以設置為，設置測量范圍轉換裝置，以用于在信號超過閾值時從測量線圈布置結構和補償線圈布置結構的總信號處理轉換至僅測量線圈布置結構的信號處理。在此有利的是，無補償的測量線圈可用于大電流強度，而補償測量線圈可用于小電流強度，其中，外部的干擾場會引起較大的相對誤差，其中，可以放棄附加的例如用于測量范圍轉換的操作步驟。

為解決所述任務，在一種方法中，規(guī)定針對方法的并列權利要求的特征。因此尤其是在在開頭所述類型的方法中按照本發(fā)明為了解決上述任務提出，檢測測量線圈布置結構和補償線圈布置結構的總信號，以及附加地檢測測量線圈布置結構的至少一個測量線圈的信號。因此，獲得獨立的第二信號，該信號使得評估測量情況、激活測量和/或改善測量精度成為可能。由此分別形成電流強度測量中的改善的需求特點。

在一種有利的構造中可以設置為，當總信號小于至少一個測量線圈的信號時，輸出測量誤差指示。在此有利的是，將外部電流引導件的測量與電流引導件裝入電流引導件容納部中的測量簡單地區(qū)分。

在一種有利的構造中可以設置為，當相關信號超過閾值，將對總信號的評估轉換到對至少一個測量線圈的信號的評估。在此有利的是，實施自動的測量范圍轉換。另外，也放棄通過使用者實施的操作步驟。

在一種有利的構造中可以設置為，應用按照本發(fā)明的測量系統(tǒng)，尤其是如前面所描述的測量系統(tǒng)和/或按照針對測量系統(tǒng)的權利要求的測量系統(tǒng)。

附圖說明

現在借助一個實施例詳細描述本發(fā)明，但不僅局限于所述實施例。其他的實施例通過各個或者多個權利要求特征的彼此組合和/或以該實施例的各個或多個特征形成。

以強烈簡化的示圖示出：

圖1示出按本發(fā)明的測量系統(tǒng)的部分示圖。

圖2示出依據圖1的測量系統(tǒng)的按照本發(fā)明的布線。

具體實施方式

圖1以強簡化的示圖示出整體以1表示的按本發(fā)明的用于非接觸式測量電流強度的測量系統(tǒng)的前部。

為了簡化視圖，測量系統(tǒng)1的具有評估電子裝置、用于例如通過顯示器輸出測量值的器件及操縱元件的把手沒有進一步示出。

按照本發(fā)明的測量系統(tǒng)1具有一個測量線圈布置結構2和一個補償線圈布置結構3。

圖2示出了相關的布線。

測量系統(tǒng)1因而包括一個第一檢測裝置4，通過該第一檢測裝置可檢測測量線圈布置結構2和補償線圈布置結構3的信號。

測量系統(tǒng)1還包括一個第二檢測裝置5，通過該第二檢測裝置，可檢測與補償線圈布置結構3分開的測量線圈布置結構2的第一測量線圈6的信號。

測量線圈布置結構2具有一個第二測量線圈7。第一測量線圈6和第二測量線圈7設置在叉形的電流引導容納部8的彼此對置的側面35、36的兩側。

待測量的電流引導件可置入電流引導件容納部8中。

電流引導件容納部8剛性地沒有活動部分地構成。

測量線圈6、7因此被設置在各一個叉臂9、10中。

補償線圈布置結構3具有四個補償線圈11、12、13、14。

在圖2中可見的是，補償線圈11、12電氣地配屬于第一測量線圈6，而補償線圈13、14電氣地配屬于第二測量線圈7。

在根據圖1的示圖中可見的是，在每個測量線圈6、7上在端部15、16、17、18上分別設置有一個補償線圈11、12、13、14。

每個補償線圈11、12、13、14在此以90度的角度34相對于分別所配屬的測量線圈6、7定向。

第一檢測裝置4具有一個放大元件19和一個下游的數字信號處理裝置21。

第二檢測裝置5同樣具有一個放大元件20和一個下游的數字信號處理裝置22。

另外，測量系統(tǒng)1還具有一個第三檢測裝置23，利用該第三檢測裝置可檢測測量線圈布置結構2與補償線圈布置結構3分開的第二測量線圈7的信號和第一測量線圈6的信號。

第三檢測裝置23類似具有一個放大元件24和一個數字信號處理裝置25。

數字信號處理裝置21、22、25是數字信號處理件26的組成部分，而放大元件19、20、24是信號放大件27的一部分。

補償線圈11、12、13、14彼此相同地構成，且因此具有一致的橫截面、繞線密度和匝數。

測量線圈6、7彼此相同地構成并且因此具有一致的橫截面、繞線密度和匝數。

測量線圈6、7的匝數分別多于補償線圈11、12、13、14的匝數。

在此，一個測量線圈6、7的補償線圈11、12、13、14的匝數總和等于相應所屬的測量線圈6、7的匝數。

測量線圈6、7和補償線圈11、12、13、14布置在一個共同的回路28(Masche)上，并連接于第一檢測裝置4上。在圖2中可看到，測量線圈6和所屬的補償線圈11、12具備一致的繞向。同樣，測量線圈7和配屬的補償線圈13、14也具備一致的繞向。

放大元件19、20、24在外部連接至供給電壓29。

測量線圈6、7和補償線圈11、12、13、14不含芯地構成為空心線圈(Luftspule)。

從圖1可見，測量線圈6、7在其之間限定電流引導件容納部8，其中，測量線圈6、7的布置結構和補償線圈11、12、13、14的布置結構關于電流引導件容納部8的中心平面30空間上鏡像對稱地構成。

補償線圈布置結構3與測量線圈布置結構2這樣協(xié)調，使得對于位于電流引導件容納部8外部的電流引導件，測量線圈6、7及補償線圈11、12、13、14中的磁通總和為零。因而，在電流引導件容納部8外部的由電流引導件所產生的磁場剛好如此得到補償，使得在第一檢測裝置4中沒有測量信號產生。

在數字信號處理件26中構成有一個測量誤差識別裝置31，通過該測量誤差識別裝置，可將一方面第一測量線圈6和第二測量線圈7的信號分別自身并且另一方面測量線圈布置結構2及補償線圈布置結構3的總信號進行比較，同時可將一方面放大元件20、24上的信號和另一方面放大元件19上的信號進行比較。測量誤差識別裝置31如此設置：使得對于總信號小于第一測量線圈6的信號或小于第二測量線圈7的信號的情況，輸出一個測量誤差提示。該參數比預示著，電流引導件沒有處于電流引導件容納部中，而是處于電流引導件容納部8外部。因此，該測量誤差提示顯示，可能是錯誤的電流引導件或者根本沒有電流引導件在電流引導件容納部8中抓持。

此外，數字信號處理件26還具有一個激活裝置32，通過該激活裝置可檢測測量線圈布置結構2和補償線圈布置結構3的至少一個信號。

如果所檢測到信號滿足標準，按照所述標準，第一測量線圈6和/或第二測量線圈7上的信號超過存儲的閾值且同時該信號不大于第一檢測裝置4上的補償電壓，則激活另一個用于處理和/或輸出測量線圈布置結構的測量值的部件。由此開始(einschalten)測量系統(tǒng)1的正常運行。

此外，在數字信號處理件26上還構成有一個測量范圍轉換裝置33。

該測量范圍轉換裝置33設置用于從第一檢測裝置4上的總信號處理向第二檢測裝置5上的信號的處理和/或第三檢測裝置23上的信號處理進行轉換。這在如下情況下實現，即信號足夠強，以使得電流強度測量能僅通過測量線圈6、7無需補償地進行實施。

因此，利用測量系統(tǒng)1可實施用于在電流流過的電流引導件中的非接觸式測量電流強度的方法，其中，電流引導件裝入電流引導件容納部8中。

因此，利用測量線圈布置結構2通過感應產生一個電信號。

此外，在補償線圈布置結構3中同樣感應地產生電信號，其中，所述信號至少部分補償線圈測量系統(tǒng)2的信號。

在第一檢測裝置4中檢測測量線圈布置結構2和補償線圈布置結構3的總信號，即補償信號，且在第二檢測裝置5和第三檢測裝置23中分別附加檢測測量線圈6或測量線圈7本身的信號。

如果測量線圈6的信號或測量線圈7的信號大于第一檢測裝置4上的總信號，則將輸出測量誤差指示，因為于是測定的電流引導件必定位于電流引導件容納部8的外部。

如果檢測裝置4、5、23之一上的信號超過預設最低值，將用于測量值獲取的總信號分析轉換到測量線圈6、7的單獨信號分析。

在此使用的是，放大元件20、24調節(jié)至與放大元件19不同的測量值范圍，在其上施加補償信號。

因此，通過測量范圍轉換可實施對裝入的具有小的電流強度的電流引導件的補償測量，以及同樣也可實施對具有大的電流強度的電流引導件的非補償測量。

在用于非接觸式測量電流強度的測量系統(tǒng)1中提出，通過第一檢測裝置4檢測測量線圈布置結構2和補償線圈布置結構3的總信號，且通過第二檢測裝置5、23對測量線圈布置結構2的測量線圈6、7的信號與此分離地進行檢測。

附圖標記列表

1.測量系統(tǒng)

2.測量線圈布置結構

3.補償線圈布置結構

4.第一檢測裝置

5.第二檢測裝置

6.第一測量線圈

7.第二測量線圈

8.電流引導件容納部

9.叉臂

10.叉臂

11.補償線圈

12.補償線圈

13.補償線圈

14.補償線圈

15. 6的端部

16. 6的端部

17. 7的端部

18. 7的端部

19.放大元件

20.放大元件

21.數字信號處理裝置

22.數字信號處理裝置

23.第三檢測裝置

24.放大元件

25.數字信號處理裝置

26.數字信號處理件

27.信號放大件

28.回路

29.供給接頭

30.中間平面

31.測量誤差識別裝置

32.激活裝置

33.測量范圍轉換裝置

34.角度

35. 8的側面

36. 8的側面