專利名稱：用于測量在電導(dǎo)體中流動的電流的裝置的制作方法
用于測量在電導(dǎo)體中流動的電流的裝置 由出版文獻(xiàn)DE 10 2005 024 075 B4已知一種用于測量在電導(dǎo)體中流動的電流的 裝置。 要實現(xiàn)的目的在于，提出用于測量在電導(dǎo)體中流動的電流的裝置，該裝置能夠獨 立于外部磁影響進(jìn)行正確測量。 該目的通過一種根據(jù)權(quán)利要求1的用于測量在電導(dǎo)體中流動的電流的裝置得以 實現(xiàn)。 該裝置具有用于與電導(dǎo)體耦合的設(shè)有氣隙的磁環(huán)。被設(shè)置用于控制氣隙的控制鐵 心就位于該磁環(huán)的氣隙中?？刂畦F心具有用于其磁飽和的控制繞組。在磁環(huán)的氣隙中設(shè)有 用于測量電導(dǎo)體所產(chǎn)生磁場的磁場感應(yīng)的部件。磁場感應(yīng)的部件設(shè)置在控制鐵心的一側(cè)。 根據(jù)一種實施方式，在控制鐵心的與第一磁場感應(yīng)的部件相對的一側(cè)設(shè)置有第二磁場感應(yīng) 的部件。在第一磁場感應(yīng)的部件的附近，設(shè)有多個附加的元件。這些元件適合獨立于控制 鐵心引導(dǎo)在磁場感應(yīng)的部件周圍的磁場。 根據(jù)一種優(yōu)選的實施方式，第一元件設(shè)置在控制鐵心的內(nèi)部，第二元件設(shè)置在控 制鐵心的外部。 控制鐵心優(yōu)選設(shè)置在磁環(huán)的氣隙中，從而在控制鐵心和磁環(huán)之間，在上方和下方
產(chǎn)生空隙。 根據(jù)另一種實施方式，氣隙非對稱地設(shè)置，從而在控制鐵心和磁環(huán)之間，在上方和
下方產(chǎn)生優(yōu)選不同大小的空隙。 位于控制鐵心附近的元件優(yōu)選可磁化。 這些附加的元件優(yōu)選具有大于1的磁導(dǎo)系數(shù)。 軟磁材料特別適合于這些附加的元件，所述軟磁材料的磁導(dǎo)系數(shù)大于或等于控制 鐵心的磁導(dǎo)系數(shù)。也用于鐵心的材料優(yōu)選適合于此。 這些附加的元件優(yōu)選設(shè)置在第一磁場感應(yīng)的部件的附近，從而使得可能的干擾磁
場能夠有效地在該磁場感應(yīng)的部件的附近集束，并穿過該磁場感應(yīng)的部件。 根據(jù)一種實施方式，這些元件也可以是一體的控制鐵心的集成的組成部分。在這
種情況下，在磁場感應(yīng)的部件的周圍附近，控制鐵心可能會拱曲和增厚，從而在附加的元件
之一和該磁場感應(yīng)的部件之間產(chǎn)生盡可能小的氣隙。 即使鐵心飽和，鐵心的拱曲或增厚區(qū)域仍具有剩余磁導(dǎo)率。 根據(jù)另一種設(shè)計，這些附加的元件由多個單獨部分構(gòu)成，這些單獨部分總能組裝 成一個附加的元件。
當(dāng)空心鐵心通過控制繞組而完全飽和時，優(yōu)選這些附加的元件具有剩余磁導(dǎo)率，
從而即使控制鐵心飽和，仍能使得干擾磁場被附加的元件集束，并穿過磁場感應(yīng)的部件。 根據(jù)一種優(yōu)選的實施方式，這些附加的元件由鐵磁材料構(gòu)成，例如由鐵氧體、納米
結(jié)晶的金屬合金或坡莫合金構(gòu)成。但具有鐵磁特性的其它材料也適合于此。 根據(jù)一種實施方式，磁環(huán)具有附加的繞組。通過該附加的繞組可以使得磁環(huán)被短
的電流脈沖磁化。經(jīng)過電流脈沖之后，磁環(huán)具有規(guī)定的剩磁，所述剩磁可以用于調(diào)節(jié)零點。
為了能夠?qū)崿F(xiàn)可靠地測量在電導(dǎo)體中流動的電流，磁環(huán)的橫斷面完全能夠包夾電 導(dǎo)體。 根據(jù)一種優(yōu)選的實施方式，控制鐵心是鐵氧體鐵心。在這里，鐵氧體鐵心特別優(yōu)選 呈矩形框狀，其在框的至少一邊上具有用于使得鐵氧體鐵心飽和的控制繞組。根據(jù)另一種 特別有效的方案，這些控制繞組設(shè)置在框的兩個對置的邊上。由于控制鐵心具有這種形狀， 可以實現(xiàn)控制鐵心的有效飽和。 在磁環(huán)中只設(shè)有一個控制鐵心，由此就使得該控制鐵心上的繞組要比按照具有兩 個控制鐵心的構(gòu)造方式多兩倍，從而在控制繞組的線徑相同的情況下有兩倍數(shù)量的安匝數(shù)
可供使用。這能夠?qū)崿F(xiàn)對很大的電流進(jìn)行測量，而不會發(fā)生一次電流(Prim3rstrom )使
得控制鐵心退出飽和的現(xiàn)象。對于約iooo范圍內(nèi)的很大的電流而言，一次電流會反作用于
在控制鐵心的邊腿之一中的控制電流，進(jìn)而使得該控制鐵心退出飽和。 磁場感應(yīng)的部件優(yōu)選是霍爾傳感器。 如果霍爾傳感器流有電流且垂直于磁場，它就會輸出電壓，輸出的電壓與磁場強(qiáng)
度和電流的乘積成比例。 為了確定在電導(dǎo)體中流動的電流，使用霍爾傳感器進(jìn)行多次不同的測量。 并非由電導(dǎo)體或控制繞組引起的在磁場感應(yīng)的部件周圍的磁場會對測量產(chǎn)生顯
著的不利影響。 當(dāng)控制鐵心飽和時進(jìn)行第一次測量，當(dāng)控制鐵心不飽和時進(jìn)行另一次測量。利用 在外部配置的附加的磁場感應(yīng)的部件，對外部干擾磁場予以適當(dāng)影響，使得能夠在用于計 算電流強(qiáng)度的方程中抵消(angleichen)進(jìn)而消除外部干擾磁場的量。 在控制鐵心內(nèi)部的第一附加元件用于提高在控制鐵心飽和情況下對外部磁場的 敏感度，從而在用于計算電流強(qiáng)度的方程中抵消外部干擾磁場的量。 優(yōu)選在控制鐵心和磁環(huán)之間，在上面和下面各設(shè)有一個氣隙。在控制鐵心下面的
附加的氣隙有助于發(fā)揮在外部配置的由可磁化材料構(gòu)成的附加元件的作用。在控制鐵心下
面的氣隙中，可以在控制鐵心和磁環(huán)之間設(shè)有另一磁場感應(yīng)的部件。通過對測量值或測量
結(jié)果的對比篩選(paralleles Auslesen)和求平均，可以提高測量精確度。 根據(jù)在控制鐵心飽和時與不飽和時進(jìn)行的兩次測量，考慮一定的因素，可以通過
已知的方程計算出流經(jīng)電導(dǎo)體的電流的電流強(qiáng)度，所述因素在控制鐵心飽和時或不飽和時
通過霍爾傳感器的感應(yīng)(Sensitivit5t )而產(chǎn)生。 利用新添加的優(yōu)選由軟磁材料構(gòu)成的元件，無論控制鐵心飽和還是不飽和，都可
以在方程中消除外部磁場引起的干擾影響，因為這些量能夠通過附加的元件而相互抵消。 由此可以采用簡單的方式求得線性方程組的解，并求出電導(dǎo)體的電流強(qiáng)度。 無論附加元件布置在控制鐵心內(nèi)部還是控制鐵心外部，利用這些附加元件能夠抵
消控制鐵心飽和時與不飽和時外部干擾磁場的入射角度(Eintrittwinkel)。在這種情況
下，外部干擾磁場的量消除，電流強(qiáng)度可以通過兩個方程的簡單相減來求得。 在測量時，物理參量通常被轉(zhuǎn)換為模擬的電參量。在量化情況下，模擬參量的測量
范圍被劃分成有限數(shù)量的相互鄰接的子范圍(區(qū)間)，其中的每個子范圍都與一個有限長
度字符串的值(例如一個整數(shù))對應(yīng)。所使用的模擬參量子范圍的數(shù)量稱為分辨率，對于
二進(jìn)制的字符串來說，其二的冪也稱為分辨率(分辨率為位)，而當(dāng)區(qū)間大小相等時，則區(qū)
4間本身的大小也稱為分辨率。 量化步驟以離散形式體現(xiàn)了測量信號的值。 這里列出下面兩個方程 <formula>formula see original document page 5</formula> 在上述方程中，Rffi表示在控制鐵心飽和時量化步驟的數(shù)量。Re表示在控制鐵心不 飽和時量化步驟的數(shù)量。變量n表示在量化步驟中磁場感應(yīng)的部件的零點，在零點時，電導(dǎo) 體中電流為OA，磁場感應(yīng)的部件上施加的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0特斯拉。變量Sffi和S^表示在控 制鐵心飽和時或不飽和時磁場感應(yīng)的部件的感應(yīng)度。變量B表示外部磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度， 變量a表示外部磁場射到磁場感應(yīng)的部件上時的出射角度。變量I。c表示流經(jīng)導(dǎo)體的電流 的電流強(qiáng)度，電流強(qiáng)度應(yīng)在測量時求得。 附加地設(shè)置在磁場感應(yīng)的部件的附近的優(yōu)選軟磁的元件于是可以實現(xiàn)抵消變量
SB1和SBh。由此可以采用簡單的方式求得用于確定電流強(qiáng)度IDC的線性方程組的解。 因為SB1和SBh相同，且由于上述構(gòu)造，在控制鐵心飽和時與不飽和時外部干擾磁場
的入射角度都相同，所以從方程(II)減去方程(I)，或者相反，就能求得Idc: <formula>formula see original document page 5</formula> 下面借助實施例和相關(guān)附圖詳細(xì)說明該裝置。 下述附圖并不符合比例。更確切地說，為便于說明，各個尺寸被放大、縮小或者變形。 相同的構(gòu)件或具有相同功能的構(gòu)件標(biāo)有相同的附圖標(biāo)記。


圖1示出一種用于測量在電導(dǎo)體中流動的電流的示例性的裝置；
圖2為一種用于測量在電導(dǎo)體中流動的電流的示例性的裝置的局部剖視圖。
圖1中示出一種用于測量在電導(dǎo)體1中流動的電流的示例性的裝置的一種可能的 方案，據(jù)此方案，可由鐵氧體構(gòu)成的磁環(huán)2包夾著電導(dǎo)體。磁環(huán)2在一側(cè)具有氣隙3，磁場感 應(yīng)的部件4就位于該氣隙中。為了控制氣隙3，在氣隙3中設(shè)有控制鐵心(Steuerkern)5。 控制鐵心5設(shè)置在氣隙3的中間，使得在U形磁環(huán)2和控制鐵心5之間，在控制鐵心5的兩 側(cè)各有一個空隙8a、8b。在第一空隙8a中設(shè)置有磁場感應(yīng)的部件4。磁場感應(yīng)的部件4的 厚度和空隙8a的高度近乎相等，從而磁場感應(yīng)的部件4既貼靠在磁環(huán)2上，又貼靠在控制 鐵心5上。控制鐵心5具有控制繞組6，這些控制繞組6能使得控制鐵心5處于磁飽和?？?制鐵心5在磁場感應(yīng)的部件4的附近具有附加的可磁化的元件7a、7b。第一附加的元件7a 優(yōu)選設(shè)置在控制鐵心5的內(nèi)部。該附加元件優(yōu)選呈棒狀。另一附加的可磁化的元件7b優(yōu) 選設(shè)置在控制鐵心5的上邊腿(Schenkel)的邊緣上。外部的附加元件7b因而設(shè)置在控制 鐵心5上，其中根據(jù)一種優(yōu)選的實施方式，該附加元件7b可以是控制鐵心5的一部分。在 下面的空隙8b中可以裝入另一磁場感應(yīng)的部件4，以便通過雙重測量來提高測量精度。
圖2為用于測量在電導(dǎo)體1中流動的電流的示例性的裝置的局部剖視圖。該剖視 圖示出在磁場感應(yīng)的部件4周圍的區(qū)域。磁場感應(yīng)的部件4位于控制鐵心5和磁環(huán)2之間 的空隙8a中?？刂畦F心5具有控制繞組6，這些控制繞組6用于使得控制鐵心5飽和。在 磁場感應(yīng)的部件4的附近，設(shè)有附加的可磁化的優(yōu)選由軟磁材料構(gòu)成的元件7a、7b。第一附 加的元件7a位于控制繞組6之間的控制鐵心5的內(nèi)部。根據(jù)一種優(yōu)選的實施方式，該附加元件7a呈棒狀。另一附加的元件7b在外部安裝在控制鐵心5上。附加的元件7b優(yōu)選是 控制鐵心5的一部分。即使控制鐵心5完全飽和，這些附加的可磁化的元件也具有剩余磁 導(dǎo)率(Restpermeabilitat )。通過兩個附加的可磁化的元件7a、7b，可以抵消干擾的 外部磁場在流經(jīng)電導(dǎo)體的電流的方程中的量，從而能縮短這些方程中的量。 盡管在這些實施例中只說明了本發(fā)明的有限數(shù)量的可行的改進(jìn)方案，但本發(fā)明并
不局限于這些實施例。原則上也可以針對該裝置使用其它數(shù)量的控制繞組或另一種形式的 磁環(huán)。本發(fā)明并不局限于示意性地示出的構(gòu)件的數(shù)量。 對此處所述裝置和方法的說明并不局限于各個具體實施方式
。更確切地說，各個
實施方式的特征-只要在技術(shù)上具有積極意義-可以任意相互組合。 附圖標(biāo)記列表 1 電導(dǎo)體 2 磁環(huán) 3 氣隙 4 磁場感應(yīng)的部件 5 控制鐵心 6 控制繞組 7a、7b 附加的元件 8a、8b 空隙
權(quán)利要求
一種裝置，用于測量在電導(dǎo)體(1)中流動的電流，具有-用于與電導(dǎo)體(1)耦聯(lián)的帶有氣隙(3)的磁環(huán)(2)；-一個或多個設(shè)置在磁環(huán)(2)的氣隙(3)中的磁場感應(yīng)的部件(4)，所述磁場感應(yīng)的部件用于測量電導(dǎo)體(1)所產(chǎn)生的磁場；-用于控制氣隙(3)的控制鐵心(5)，所述控制鐵心設(shè)置在氣隙(3)中；-其中控制鐵心(5)具有用于使得控制鐵心(5)磁飽和的控制繞組(6)；其中一個磁場感應(yīng)的部件(4)設(shè)置在控制鐵心(5)第一側(cè)，且在該磁場感應(yīng)的部件(4)的附近設(shè)有多個附加的元件(7a、7b)，這些附加的元件適合獨立于控制鐵心(5)來引導(dǎo)在磁場感應(yīng)的部件(4)的周圍的磁場，其中第一附加的元件(7a)設(shè)置在控制鐵心(5)的內(nèi)部，第二附加的元件(7b)設(shè)置在控制鐵心(5)的外部。
2. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其中在控制鐵心(5)的與磁場感應(yīng)的部件(4)相對的一 側(cè)設(shè)置有第二磁場感應(yīng)的部件(4)。
3. 如前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其中附加的元件(7a、7b)可磁化。
4. 如前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其中附加的元件(7a、7b)的磁導(dǎo)系數(shù)優(yōu)選大 于l。
5. 如前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其中附加的元件(7a、7b)由軟磁材料構(gòu)成。
6. 如前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其中附加的元件(7a、7b)的磁導(dǎo)系數(shù)大于或 等于控制鐵心(5)的磁導(dǎo)系數(shù)。
7. 如前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其中附加的元件(7a、7b)具有任意形狀，或 者分別由多個單獨部分構(gòu)成。
8. 如前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其中附加的元件(7a、7b)是控制鐵心(5)的 一部分。
9. 如前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其中當(dāng)控制鐵心(5)飽和時，附加的元件 (7a、7b)具有剩余磁導(dǎo)率。
10. 如前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其中附加的元件(7a、7b)含有鐵磁的金屬。
11. 如前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其中磁環(huán)(2)具有附加的繞組。
12. 如前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其中磁環(huán)(2)包夾電導(dǎo)體(1)。
13. 如前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其中控制鐵心(5)是鐵氧體鐵心。
14. 如前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其中控制鐵心(5)呈矩形框狀，且在該框的 至少一邊上具有用于使得控制鐵心(5)飽和的控制繞組(6)。
15. 如前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其中控制鐵心(5)在兩個對置的邊上具有 控制繞組(6)。
16. 如前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其中磁環(huán)(2)和控制鐵心(5)彼此間隔開， 從而該裝置在磁環(huán)(2)和控制鐵心(5)之間，在兩側(cè)各有一個空隙(8a、8b)。
17. 如前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其中控制鐵心(5)在大電流情況下也會飽和。
18. 如前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其中磁場感應(yīng)的部件(4)是霍爾傳感器。
全文摘要
一種裝置(1)，包括在流體技術(shù)上通過內(nèi)燃機(jī)(2)與排氣系統(tǒng)(3)連接的焊接上的熱交換器(4)，該熱交換器位于排氣系統(tǒng)(3)的外部，其中熱交換器(4)具有焊接連接機(jī)構(gòu)(5)，該焊接連接機(jī)構(gòu)設(shè)有鎳基焊料(6)。此外提出鎳基焊料(6)針對汽車(12)的油冷卻器(11)的應(yīng)用。
文檔編號G01R15/20GK101772707SQ200880101798
公開日2010年7月7日 申請日期2008年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月3日
發(fā)明者B·羅爾根, M·紐德克 申請人:埃普科斯股份有限公司