本發(fā)明涉及一種電氣設(shè)施的至少一個(gè)物理量的測(cè)量設(shè)備，包括：至少一個(gè)傳感器，被布置為測(cè)量至少一個(gè)所述物理量并給出表示所述物理量的至少一個(gè)信號(hào)；至少一個(gè)測(cè)量單元，被布置為接收和處理所述信號(hào)以給出至少一個(gè)可利用的測(cè)量值，所述傳感器和所述測(cè)量單元彼此通過(guò)至少一個(gè)連接線纜連接，所述連接線纜包括至少三個(gè)導(dǎo)體對(duì)，其中第一導(dǎo)體對(duì)稱作測(cè)量對(duì)，被布置為傳送代表由所述傳感器測(cè)量的所述物理量的所述信號(hào)，第二導(dǎo)體對(duì)稱作供電對(duì)，被布置為通過(guò)所述測(cè)量單元為所述傳感器供電，以及第三導(dǎo)體對(duì)稱作通信對(duì)，被布置為在所述傳感器和所述測(cè)量單元之間傳送至少一個(gè)附加信號(hào)，并且所述傳感器包括編碼裝置，編碼裝置被布置為表征所述傳感器并且經(jīng)由所述通信對(duì)向所述測(cè)量單元傳送與所述傳感器的至少一個(gè)識(shí)別特征相對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)附加信號(hào)。

背景技術(shù)：

當(dāng)在電氣設(shè)施上布置功率測(cè)量設(shè)備時(shí)，設(shè)施的配置和驗(yàn)證階段經(jīng)常是錯(cuò)誤源，尤其在三相網(wǎng)絡(luò)上。事實(shí)上，該布置要求在電氣設(shè)施的導(dǎo)體或相位上放置電流和/或電壓傳感器，并把這些傳感器連接到可能是遠(yuǎn)離的測(cè)量單元。因此，在該安裝階段中犯的錯(cuò)誤主要是由于傳感器和測(cè)量單元之間的電流測(cè)量路徑和電壓測(cè)量路徑的不良連接，由于錯(cuò)誤聲稱的傳感器范圍，由于電流傳感器的極性反轉(zhuǎn)，等等。這些誤差有時(shí)難于校正并且可能甚至在某些情況下在特定時(shí)間期間未被察覺(jué)就過(guò)去，這導(dǎo)致錯(cuò)的測(cè)量值并因此導(dǎo)致在電氣設(shè)施的管理中的錯(cuò)誤決定。

此外，功率測(cè)量設(shè)備在成本方面保持合理的同時(shí)越來(lái)越精確。相反，精確電流傳感器保持昂貴，因?yàn)樗诎嘿F且體積大的磁性材料。通過(guò)把精確的校正數(shù)據(jù)與簡(jiǎn)單電流傳感器相關(guān)聯(lián)，可以獲得提高的精度，簡(jiǎn)單電流傳感器是模擬、較不昂貴且本質(zhì)上較不精確的傳感器。然而，這些校正數(shù)據(jù)應(yīng)該被傳送到測(cè)量設(shè)備，否則測(cè)量值就不精確了。該約束條件假定電流傳感器的一定復(fù)雜度，這強(qiáng)烈導(dǎo)致對(duì)于所考慮的應(yīng)用不總是合理的超額成本。

存在某些電流傳感器，把它們的校正數(shù)據(jù)傳送到所連接的測(cè)量設(shè)備。公開(kāi)EP0324067描述了具有換能器和其中存儲(chǔ)有傳感器的識(shí)別數(shù)據(jù)的評(píng)估模塊的傳感器。這些識(shí)別數(shù)據(jù)經(jīng)由通常用于測(cè)量和供給能量的連接線傳送。這些識(shí)別數(shù)據(jù)因此重疊于測(cè)量數(shù)據(jù)并且不可避免是數(shù)字的。耦合示意圖是相對(duì)復(fù)制的并且借助使用多個(gè)不同信號(hào)的雙向數(shù)字連接。公開(kāi)US2014/0022082描述了用于識(shí)別和定位電流傳感器的方法和裝置。測(cè)量設(shè)備包括至少一個(gè)電流傳感器，電流傳感器測(cè)量電設(shè)施的導(dǎo)體上的電流并且通過(guò)具有兩對(duì)導(dǎo)體的連接線纜與基站單元通信，第一對(duì)用于傳送電流測(cè)量信號(hào)以及第二對(duì)用于借助電阻來(lái)識(shí)別傳感器，電阻的值是根據(jù)所述傳感器選擇的。該測(cè)量裝置限制于簡(jiǎn)單模擬傳感器的識(shí)別并且其編碼可能性非常有限。公開(kāi)US2004/0034658對(duì)應(yīng)于權(quán)利要求1的前序部分并且描述了“即插即用”傳感器，其具有執(zhí)行模擬測(cè)量的換能器和包括所述傳感器的數(shù)字識(shí)別數(shù)據(jù)的TEDS電子數(shù)據(jù)卡。該傳感器通過(guò)包括三對(duì)導(dǎo)體的模擬/數(shù)字混合模式的通信界面與測(cè)量單元通信，其中第一對(duì)用于傳送模擬測(cè)量信號(hào)，第二對(duì)用于為傳感器供電，以及第三對(duì)用于傳送傳感器的數(shù)字識(shí)別數(shù)據(jù)。測(cè)量單元僅可識(shí)別具有數(shù)字編碼的傳感器。

最后，可能有用的是向測(cè)量單元或從測(cè)量單元傳送與電流和/或電壓傳感器相關(guān)的附加信息，用于顯示所述傳感器的功能性，例如用于增大測(cè)量精度的這些傳感器的溫度信息，或任何其他附加信息。實(shí)際上，溫度信息可用于根據(jù)溫度執(zhí)行補(bǔ)償，還用于提供與傳感器的環(huán)境有關(guān)的信息，例如允許在超過(guò)臨界溫度閾值的情況下生成警告。

然而，當(dāng)前在電氣設(shè)施的功率測(cè)量領(lǐng)域中不存在運(yùn)行好的向所連接的測(cè)量設(shè)備提供附加信息的電流或電壓傳感器。測(cè)量設(shè)備當(dāng)前大多數(shù)使用以具有次級(jí)安培電路(額定值為5A或1A)的電流變壓器形式的電流傳感器，而沒(méi)有輔助的集成傳感器?？捎^察到朝具有次級(jí)電壓電路的電流變壓器的趨勢(shì)，其中最常使用的值是1/3伏。該演變?cè)试S降低電流變壓器的價(jià)格，同時(shí)減小磁路的尺寸，但是在功能性方面沒(méi)有帶來(lái)任何創(chuàng)新。用戶應(yīng)該總是配置所連接的傳感器的類型：電流傳感器或電壓傳感器，以及其校正數(shù)據(jù)。他可能總是搞錯(cuò)極性。這類傳感器可能帶來(lái)不了任何附加功能。為了校正連接的錯(cuò)誤，通常借助電流和電壓之間的相位關(guān)系的分析。但是該方法假定存在大電流以及事先知道負(fù)載的功率因子。該連接校正因此不能在啟動(dòng)之前容易執(zhí)行，電儀表板也常在交付之前預(yù)先接線。因此，有利的是能夠在電氣設(shè)施的啟動(dòng)之前驗(yàn)證正確實(shí)施了線纜接線的完整性。

市場(chǎng)上當(dāng)前可獲得的方案不完全令人滿意。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明通過(guò)提出智能、模塊化、經(jīng)濟(jì)、同時(shí)適于簡(jiǎn)單模擬傳感器和先進(jìn)數(shù)字傳感器的測(cè)量設(shè)備來(lái)克服這些缺陷，以便改進(jìn)測(cè)量的質(zhì)量和精度而不提高傳感器的成本或者使用市場(chǎng)上已有的傳感器，同時(shí)使得測(cè)量設(shè)備能夠自動(dòng)識(shí)別傳感器，無(wú)論傳感器的類型如何，從而允許控制傳感器的良好運(yùn)行并且避免傳感器的范圍轉(zhuǎn)寫(xiě)錯(cuò)誤、傳感器類型錯(cuò)誤、校準(zhǔn)錯(cuò)誤、以及尤其是由于檢測(cè)缺失傳感器而導(dǎo)致欺騙。

為此，本發(fā)明涉及前面指出類型的測(cè)量設(shè)備，其特征在于，所述測(cè)量設(shè)備是模塊化的并且因此適于簡(jiǎn)單模擬傳感器和先進(jìn)數(shù)字傳感器，所述測(cè)量單元包括處理單元，處理單元集成有模數(shù)轉(zhuǎn)換器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接到用于接收和處理在導(dǎo)體的至少一個(gè)導(dǎo)體上傳送的所述至少一個(gè)附加信號(hào)的通信對(duì)，該信號(hào)為模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)并且代表所述傳感器的至少一個(gè)識(shí)別特性，該識(shí)別特性允許所述測(cè)量單元自動(dòng)識(shí)別被連接的傳感器并且發(fā)出所測(cè)量的物理量的能利用的相關(guān)值，所述測(cè)量單元還包括與設(shè)置在所述傳感器中的編碼裝置互補(bǔ)的編碼裝置。

如果傳感器是模擬的，則其有利地包括兩個(gè)電阻，這兩個(gè)電阻的電阻值是根據(jù)所述傳感器的至少一個(gè)識(shí)別特性選擇的。在此情況下，所述測(cè)量單元包括另兩個(gè)電阻，所述另兩個(gè)電阻與所述傳感器的兩個(gè)電阻形成兩個(gè)分壓橋，這兩個(gè)分壓橋一方面連接到所述供電對(duì)并且另一方面連接到所述通信對(duì)用于向所述通信對(duì)的端子發(fā)送代表所述傳感器的所述識(shí)別特性的模擬形式的至少一個(gè)附加電壓信號(hào)。

如果所述傳感器是數(shù)字的，則其有利地包括處理單元，在處理單元中記錄有所述傳感器的至少一個(gè)識(shí)別特性，所述處理單元一方面連接到所述供電對(duì)并且另一方面連接到通信對(duì)的導(dǎo)體中的至少一個(gè)導(dǎo)體以便發(fā)送代表所述傳感器的所述識(shí)別特性的數(shù)字形式的至少一個(gè)附加信號(hào)。

所述編碼裝置可被布置為經(jīng)由所述通信對(duì)向所述測(cè)量單元傳送與所述傳感器的多個(gè)識(shí)別特性相對(duì)應(yīng)的允許所述測(cè)量單元識(shí)別所述傳感器的多個(gè)附加信號(hào)，這些識(shí)別特性可被從以下中選擇：傳感器的額定電壓，傳感器的額定電流，傳感器的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，傳感器的增益誤差補(bǔ)償曲線，傳感器的相位誤差補(bǔ)償曲線。

所述測(cè)量單元還可包括兩個(gè)電阻，這兩個(gè)電阻分別連接在所述測(cè)量對(duì)和所述供電對(duì)的導(dǎo)體之間，用于使所述測(cè)量對(duì)的導(dǎo)體極化并且檢測(cè)所述傳感器的存在。

所述通信對(duì)可被布置為在該通信對(duì)的導(dǎo)體之一上運(yùn)送代表所述傳感器的至少一個(gè)識(shí)別特性的至少一個(gè)第一附加信號(hào)并且在該通信對(duì)的另一導(dǎo)體上運(yùn)送與所述電氣設(shè)施的輔助物理量相對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)第二附加信號(hào)。

優(yōu)選地，所述傳感器是被布置為測(cè)量所述電氣設(shè)施的導(dǎo)體之一上的電流的電流傳感器。

在第一實(shí)施變型中，該測(cè)量設(shè)備可包括至少一個(gè)輔助電壓傳感器，輔助電壓傳感器被布置為測(cè)量在被所述電流傳感器測(cè)量電流的導(dǎo)體上存在的電壓的輔助電壓值，該輔助電壓值形成在所述通信對(duì)的導(dǎo)體之一上運(yùn)送的輔助物理量。

該輔助電壓傳感器可被集成到所述電流傳感器或者被串行安裝在所述電流傳感器和所述測(cè)量單元之間并且通過(guò)至少一個(gè)連接線纜連接到所述電流傳感器和所述測(cè)量單元中的每一個(gè)。

該輔助電壓傳感器可包括至少一個(gè)選擇器，所述選擇器被布置為使所述輔助電壓傳感器在所述電流傳感器和所述測(cè)量單元之間的連接方向在連接錯(cuò)誤的情況下自動(dòng)反向。

在第二實(shí)施變型中，所述電流傳感器可包括至少一個(gè)接地漏電流傳感器，該接地漏電流傳感器具有相對(duì)于為所述電氣設(shè)施供電的網(wǎng)絡(luò)的頻率而言極低的頻率并被布置為使用至少包括供電網(wǎng)絡(luò)的頻率的通帶來(lái)測(cè)量接地漏電流值，該接地漏電流值形成在所述通信對(duì)的導(dǎo)體之一上運(yùn)送的輔助物理量。

在第三實(shí)施變型中，所述電流傳感器可包括至少一個(gè)溫度傳感器，該溫度傳感器被布置為測(cè)量所述電流傳感器的溫度，該溫度形成在所述通信對(duì)的導(dǎo)體之一上運(yùn)送的輔助物理量。

在第四實(shí)施變型中，所述電流傳感器可包括至少一個(gè)附加電流傳感器，該附加電流傳感器被布置為執(zhí)行所述電氣設(shè)施的導(dǎo)體上的第二電流測(cè)量，該第二電流測(cè)量形成在所述通信對(duì)的導(dǎo)體之一上運(yùn)送的物理量以便通過(guò)比較該第二電流測(cè)量與由所述電流傳感器執(zhí)行的測(cè)量來(lái)驗(yàn)證所述電流傳感器的正常運(yùn)行。

優(yōu)選地，測(cè)量單元包括處理單元，所述處理單元包括至少一個(gè)在識(shí)別特性和傳感器之間的對(duì)應(yīng)表，處理單元連接到所述通信對(duì)以至少接收表示所述識(shí)別特性的附加信號(hào)，該附加信號(hào)允許處理單元自動(dòng)識(shí)別連接到所述測(cè)量單元的傳感器并且發(fā)出所測(cè)得的物理量的可用相關(guān)值。

該測(cè)量設(shè)備有利地包括被布置為分別測(cè)量所述電氣設(shè)施的N個(gè)導(dǎo)體上的電流和電壓的N個(gè)電流傳感器和N個(gè)電壓傳感器，每個(gè)電流傳感器具有一個(gè)輔助電壓傳感器。在此情況下，所述測(cè)量單元可包括相關(guān)模塊，相關(guān)模塊被布置為使與在所述電氣設(shè)施的相同導(dǎo)體上執(zhí)行的輔助電壓測(cè)量相對(duì)應(yīng)的電壓測(cè)量相關(guān)并且自動(dòng)地處理所述傳感器的連接的可能有的錯(cuò)誤。

本發(fā)明的目的還要通過(guò)使用前述的測(cè)量設(shè)備，以通過(guò)檢測(cè)在所述傳感器和所述測(cè)量單元之間經(jīng)由所述連接線纜傳送的信號(hào)上的不一致來(lái)檢測(cè)所述測(cè)量設(shè)備上的欺騙企圖。

本發(fā)明的目的還要通過(guò)使用測(cè)量設(shè)備，用于在一方面所述電壓傳感器連接在設(shè)置在電氣設(shè)施的上游的斷路設(shè)備的上游并且另一方面具有輔助電壓傳感器的所述電流傳感器連接在所述斷路設(shè)備的下游的情況下檢測(cè)所述斷路設(shè)備的斷開(kāi)。

附圖說(shuō)明

參照附圖，通過(guò)以非限定性方式提供的對(duì)多個(gè)實(shí)施方式的以下描述，本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)將更加清楚，在附圖中：

－圖1示出根據(jù)本發(fā)明的第一測(cè)量設(shè)備，具有簡(jiǎn)單電流傳感器，其中編碼是通過(guò)設(shè)置在所述傳感器中的兩個(gè)電阻實(shí)現(xiàn)的，

－圖2示出根據(jù)本發(fā)明的第二測(cè)量設(shè)備，具有先進(jìn)電流傳感器和輔助電壓傳感器，先進(jìn)電流傳感器呈羅氏線圈上的積分器的形式，輔助電壓傳感器呈電壓檢測(cè)電極的形式，

－圖3示出根據(jù)本發(fā)明的第三測(cè)量設(shè)備，具有與電流傳感器分開(kāi)的復(fù)制電壓傳感器，

－圖4示出根據(jù)本發(fā)明的第四測(cè)量設(shè)備，與圖3的設(shè)備類似，但包括使輔助電壓傳感器可逆的選擇器，

－圖5示出根據(jù)本發(fā)明的與三相電氣設(shè)施相連的測(cè)量設(shè)備，示出在與L2和L3相對(duì)應(yīng)的電壓和電流路徑之間的連接錯(cuò)誤，

－圖6示出由根據(jù)本發(fā)明的測(cè)量設(shè)備測(cè)量的輔助電壓信號(hào)Vaux和圖5的三相設(shè)施的電壓信號(hào)的圖，該測(cè)量設(shè)備具有自動(dòng)搜索最好與測(cè)得的輔助電壓相對(duì)應(yīng)的電壓路徑的相關(guān)模塊。

具體實(shí)施方式

參照附圖，根據(jù)本發(fā)明的測(cè)量設(shè)備10-13包括：傳感器20、20’，布置為測(cè)量電氣設(shè)施的至少一個(gè)物理量；測(cè)量單元40，通過(guò)特定連接線纜50與所述傳感器20、20’耦合。在所描述和所示的示例中傳感器是電流傳感器20、20’，被布置為測(cè)量電氣設(shè)施的導(dǎo)體L1之一上的電流，但是傳感器可以涉及任何其他類型的傳感器。電流傳感器20、20’使用現(xiàn)有的技術(shù)，比如電流變壓器、羅氏線圈、基于磁場(chǎng)測(cè)量的傳感器如霍爾效應(yīng)或磁通門(mén)系統(tǒng)、或類似物，并且給出代表所測(cè)電流的信號(hào)，該信號(hào)通常是模擬形式。該傳感器20、20’還可以是簡(jiǎn)單模擬傳感器和先進(jìn)數(shù)字傳感器。測(cè)量單元40被設(shè)計(jì)為能夠連接到任何類型的傳感器20、20’并因此對(duì)于圖中所示的各個(gè)配置構(gòu)成相同的標(biāo)準(zhǔn)模塊。其尤其包括處理單元45，僅在圖1示出但是在根據(jù)圖2至圖4的所有實(shí)施方式中都存在。該處理單元45是可編程的并且布置為接收來(lái)自電流傳感器20、20’的信號(hào)。處理單元45尤其允許處理并利用信號(hào)以便顯示由操作員和/或監(jiān)視中心(監(jiān)視中心可能遠(yuǎn)離開(kāi))可利用的測(cè)量值，比如電流值、功率值、能量值、功率因子、電流諧波分析和/或功率諧波分析等。

用于連接電流傳感器20、20’和測(cè)量單元40的連接線纜是包括六個(gè)位置和六個(gè)觸點(diǎn)的模塊化線纜，常稱為RJ12線纜或任何類似線纜。該類RJ12線纜，還稱為注冊(cè)插座12，是由固定電話裝置使用的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。還用在局域網(wǎng)領(lǐng)域。該線纜具有三對(duì)導(dǎo)體51、52、53。第一對(duì)導(dǎo)體51用于差分傳送代表來(lái)自電流傳感器20、20’的要測(cè)量的量的模擬信號(hào)，下面稱為“測(cè)量對(duì)”并且被連接到處理單元45。第二導(dǎo)體對(duì)52用于由測(cè)量單元40為傳感器20、20’供電，下面稱為“供電對(duì)”。第三導(dǎo)體對(duì)53用于傳送在電流傳感器20、20’和測(cè)量單元40之間的無(wú)差別模擬還是數(shù)字的信號(hào)DET1、DET2形式的互補(bǔ)信息，下文稱作“通信對(duì)”并且連接到處理單元45。當(dāng)然，包含至少三對(duì)導(dǎo)體的任何其他連接系統(tǒng)可以被使用。

測(cè)量對(duì)51的導(dǎo)體51+、51－是由測(cè)量單元40借助兩個(gè)電阻41、42極化的，電阻的值相對(duì)于電流傳感器20、20’的最大輸出電阻更大。第一電阻41連接在測(cè)量對(duì)51的導(dǎo)體之一51+和供電對(duì)52的正極導(dǎo)體52+之間，第二電阻42連接在測(cè)量對(duì)51的第二導(dǎo)體51-和供電對(duì)52的負(fù)極導(dǎo)體52-之間。當(dāng)沒(méi)有任一個(gè)電流傳感器連接到測(cè)量單元40時(shí)，測(cè)量對(duì)51上的差分電壓是準(zhǔn)恒定的并且接近供電對(duì)52的電壓。當(dāng)一個(gè)電流傳感器20、20’連接時(shí)，并且由于電流傳感器20、20’的較小輸出阻抗，測(cè)量對(duì)51上的差分電壓是要測(cè)量的信號(hào)圖像。鑒于測(cè)量設(shè)備10－13用于測(cè)量交流信號(hào)，該差分電壓信號(hào)的平均值的測(cè)量允許因此檢測(cè)電流傳感器20、20’的存在。

圖1示出根據(jù)本發(fā)明的測(cè)量設(shè)備10的第一實(shí)施方式，包括模擬(稱作無(wú)源)簡(jiǎn)單電流傳感器20，由電流變壓器構(gòu)成，初級(jí)電路21由要控制的電氣設(shè)施的導(dǎo)體L1形成，次級(jí)電路22耦合到測(cè)量對(duì)51。該測(cè)量設(shè)備10包括電流傳感器20的分別設(shè)置在所述傳感器20和在所述測(cè)量單元40中的編碼裝置23、24和25、26。為此，通信對(duì)53用于借助分別在電流傳感器20和在測(cè)量單元40中的兩個(gè)電阻對(duì)23、24和25、26來(lái)形成兩個(gè)分壓橋。優(yōu)選地但非唯一地，在該通信對(duì)53的每個(gè)導(dǎo)體53a、53b上存在位于測(cè)量單元40中在導(dǎo)體53a、53b和供電對(duì)52的正極性52+之間的的電阻25、26，和位于電流傳感器20中在導(dǎo)體53a、53b和供電對(duì)52的負(fù)極性52－之間的電阻23、24。更具體地，分壓橋23、25產(chǎn)生電壓信號(hào)DET1，分壓橋24、26產(chǎn)生電壓信號(hào)DET2。在傳感器20不存在的情況下，信號(hào)DET1和DET2取得供電電壓值；在傳感器20存在的情況下，信號(hào)DET1和DET2取得包括于0和供電電壓之間的模擬值。因此，位于每個(gè)導(dǎo)體53a、53b和供電電壓的負(fù)極性導(dǎo)體52－之間或正極性導(dǎo)體52+之間的電壓值取決于形成兩個(gè)分壓橋的電阻23－26的值，并且在一些測(cè)量中，取決于通信對(duì)53的導(dǎo)體53a、53b的電阻。然而，可以使用相對(duì)于導(dǎo)體53a、53b的電阻(通常為一歐姆的一部分到幾十歐姆)的大值電阻23－26(通常幾千歐到幾十千歐)來(lái)消除導(dǎo)體53a、53b的影響。借助于集成在測(cè)量單元40的處理單元45中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(未示出)，通信對(duì)53的導(dǎo)體53a、53b上的該電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字值。以此方式，可以編碼通信對(duì)53的兩個(gè)導(dǎo)體53a、53b中每一個(gè)上的電壓電平的二十個(gè)，或可用不同電壓值大約四百個(gè)，因此提供允許表征電流傳感器20的多個(gè)代碼。當(dāng)然，選擇越多不同電平，編碼的豐富性越大，但是對(duì)干擾和線纜長(zhǎng)度的敏感性越大。優(yōu)選地，這些電壓電平分布在0V和用于提供對(duì)干擾的最大抗擾性的供電電壓之間。該編碼方法允許通過(guò)根據(jù)電流傳感器20的額定范圍選擇電阻23、24的值來(lái)非唯一性地包括該范圍?？紤]到要編碼的范圍的相對(duì)較小的數(shù)量，即用于覆蓋市場(chǎng)需要的十和三十個(gè)之間的有用電流傳感器范圍，還可以使用用于識(shí)別其他信息的相對(duì)較高數(shù)量的編碼可能性，如通過(guò)電流傳感器模型對(duì)相位和增益錯(cuò)誤的典型補(bǔ)償曲線。對(duì)于電流傳感器的相同范圍，可以想象多個(gè)制造技術(shù)，根據(jù)希望的性能而定。具有鐵/硅芯部的電流變壓器不如具有鐵/鎳芯部的相同范圍變壓器昂貴，但是也不那么精確。要應(yīng)用的補(bǔ)償曲線因此不僅受范圍影響還受所選技術(shù)影響。

處理單元45是可編程的并且尤其包括在識(shí)別特征和電流傳感器20、20’之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系表，該表允許建立與在處理單元45經(jīng)由通信對(duì)53接收的互補(bǔ)信號(hào)DET1、DET2的相關(guān)性，互補(bǔ)信號(hào)允許處理單元45自動(dòng)識(shí)別連接到所述測(cè)量單元40的電流傳感器20、20’的類型并且因此發(fā)送由電流傳感器20、20’測(cè)量的物理量的可利用相關(guān)值。集成在處理單元45中的(未示出)模/數(shù)變換器，如果傳感器20是模擬的則提供允許確定電阻比率23/25和24/26的數(shù)字值，或者如果傳感器20’是數(shù)字的則通過(guò)與閾值在滯后或非滯后的情況下進(jìn)行比較提供二進(jìn)制值序列；包括處理單元60；并且傳送以二進(jìn)制數(shù)據(jù)序列形式的識(shí)別數(shù)據(jù)。

圖2示出根據(jù)本發(fā)明的測(cè)量設(shè)備11的第二實(shí)施方式，具有先進(jìn)數(shù)字電流傳感器20’，包括被要控制的電氣設(shè)施的導(dǎo)體L1穿過(guò)的羅氏線圈27，線圈27與積分器28相關(guān)聯(lián)，積分器28由供電對(duì)52的導(dǎo)體52+、52－供電，并且積分器的輸出連接到測(cè)量對(duì)51的導(dǎo)體51+、51－，測(cè)量對(duì)51連接到處理單元45(圖中未示出)。在該實(shí)施方式中，輔助電壓傳感器30被集成到電流傳感器20’中并被布置為通過(guò)使用現(xiàn)有技術(shù)(如容性測(cè)量、電場(chǎng)測(cè)量、電阻測(cè)量或類似技術(shù))來(lái)測(cè)量上面安裝有電流傳感器20、20’的電氣設(shè)施的導(dǎo)體L1的電壓的輔助圖像電壓值，并且布置為發(fā)送表示所測(cè)得電壓的信號(hào)，該信號(hào)通常是模擬形式。所示的輔助電壓傳感器30使用容性測(cè)量，容性測(cè)量借助于不接觸地設(shè)置在所述設(shè)施的導(dǎo)體L1附近的電壓檢測(cè)電極31，電極31與電容器33相關(guān)聯(lián)，電容器33連接到供電對(duì)52的負(fù)導(dǎo)體52-并且連接到放大器32，放大器32由供電對(duì)52的導(dǎo)體52+、52-供電并且連接到通信對(duì)53的導(dǎo)體之一53b用于傳送代表測(cè)得電壓的信號(hào)DET2，該信號(hào)通常是模擬形式。在該實(shí)施方式中，允許表征前面示例的電流傳感器20的電阻23、24被處理單元60取代，處理單元60通常是可編程的微控制器，由供電對(duì)52的導(dǎo)體52+、52-供電。該處理單元60用于在通信對(duì)53的導(dǎo)致之一53a上發(fā)送數(shù)字形式的與連接到測(cè)量單元40的電流傳感器20’的識(shí)別特征相對(duì)應(yīng)的附加信號(hào)DET1。這些識(shí)別特征可以是關(guān)于額定范圍、序列號(hào)以及校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的信息，校準(zhǔn)數(shù)據(jù)允許對(duì)由于電流傳感器20’導(dǎo)致的增益和相位錯(cuò)誤的精確補(bǔ)償而不再通過(guò)電流傳感器，如前面示例中那樣。該處理單元60還允許傳送感興趣的附加信息，如電流傳感器20’和輔助電壓傳感器30的溫度。在該情況下，最好在電流傳感器20、20’中加入溫度傳感器。

當(dāng)電流傳感器20’由與積分器28相關(guān)聯(lián)的羅氏線圈27構(gòu)成時(shí)，如圖2所示，可知很難保證精度并因此保證該類電流傳感器的再現(xiàn)性，這是因?yàn)闄C(jī)械容限和與組件值有關(guān)的容限。相反，還已知相對(duì)容易測(cè)量這些誤差來(lái)然后把它記錄在電流傳感器20’的處理單元60中以便因此在測(cè)量和補(bǔ)償或校正測(cè)量值時(shí)考慮它。

圖3示出根據(jù)本發(fā)明的測(cè)量設(shè)備12的第三實(shí)施方式，具有與電流傳感器分離的輔助電壓傳感器30，電流傳感器可以與根據(jù)圖1的簡(jiǎn)單模擬電流傳感器20或根據(jù)圖2的先進(jìn)數(shù)字電流傳感器20’無(wú)差別。在此情況下，借助于具有6個(gè)位置的兩個(gè)連接線纜50，輔助電壓傳感器30串聯(lián)安裝在電流傳感器20、20’和串聯(lián)單元40之間。

圖4示出根據(jù)本發(fā)明的測(cè)量設(shè)備13的第四實(shí)施方式，與圖3的類似，但是包括用于使輔助電壓傳感器30自動(dòng)可逆的選擇器70，簡(jiǎn)化了操作者的勞動(dòng)。在輔助電壓傳感器30連接在電流傳感器20、20’和測(cè)量單元40之間的情況下，因?yàn)檫B接線纜50的插接是相同的，所以操作者可能搞錯(cuò)連接方向。在輔助電壓傳感器30中提供的處理單元30被布置為檢測(cè)連接方向并且自動(dòng)切換選擇器70以在連接錯(cuò)誤的情況下使連接方向反向。

如剛描述的測(cè)量設(shè)備10－13是多用途的并且具有智能功能。尤其能夠區(qū)分簡(jiǎn)單模擬傳感器20與先進(jìn)數(shù)字電流傳感器20’，簡(jiǎn)單模擬傳感器20的編碼是通過(guò)簡(jiǎn)單電阻23至26執(zhí)行的，先進(jìn)數(shù)字電流傳感器20’的編碼是通過(guò)處理單元執(zhí)行的。為此，在先進(jìn)數(shù)字電流傳感器20’的情況下，在測(cè)量單元40中提供的處理單元45被布置為通過(guò)二進(jìn)制信號(hào)DET1的存在檢測(cè)在通信對(duì)53的導(dǎo)體53a上的動(dòng)作，通信對(duì)53在可能的情況下承載數(shù)字傳輸。如果一段時(shí)間結(jié)束，處理單元45未檢測(cè)到導(dǎo)體53a上的任何相干的活動(dòng)，則試圖根據(jù)在通信對(duì)53的導(dǎo)體53a和供電對(duì)52的負(fù)極性導(dǎo)體52-之間檢測(cè)到的電壓的平均電平來(lái)識(shí)別簡(jiǎn)單模擬電流傳感器20。如果不能使簡(jiǎn)單模擬電流傳感器20與檢測(cè)到的平均電壓電平相對(duì)應(yīng)，則重新開(kāi)始搜索先進(jìn)數(shù)字電流傳感器20’。

當(dāng)測(cè)量設(shè)備11－13包括先進(jìn)數(shù)字傳感器20’、例如圖2那樣時(shí)，通信對(duì)53的兩個(gè)導(dǎo)體之一53b不使用。有利地且不唯一地，可以利用該可用的導(dǎo)體53b來(lái)傳送附加模擬信號(hào)DET2，DET2可被處理單元45利用并且允許改進(jìn)處理單元45對(duì)電流傳感器20’的環(huán)境的感知，或者可以利用該導(dǎo)體53b來(lái)向電流傳感器20’傳送信息，例如用于通過(guò)交換電流傳感器20’的額定范圍來(lái)提供測(cè)量活動(dòng)，如果提供該可能性的話。

還可以使用通信對(duì)53的導(dǎo)體53b來(lái)傳送與電氣設(shè)施的附加或輔助物理量相對(duì)應(yīng)并且呈現(xiàn)例如模擬形式的附加信號(hào)DET2。如參照?qǐng)D2至圖4所見(jiàn)，該附加信號(hào)DET2可以是被測(cè)量電流的電氣設(shè)施的導(dǎo)體L1的電壓的輔助圖像電壓信號(hào)，如輔助電壓傳感器30允許那樣。該輔助電壓信號(hào)的幅度可能極不精確，因?yàn)槠洳挥糜跍y(cè)量導(dǎo)體L1上的真實(shí)電壓，但是其形狀應(yīng)該接近真實(shí)電壓信號(hào)并且與真實(shí)電壓信號(hào)的時(shí)間偏移應(yīng)該相對(duì)較小，為相對(duì)于網(wǎng)絡(luò)頻率(例如等于50Hz)偏移幾度的量級(jí)。

測(cè)量單元40的處理單元45可以包括相關(guān)模塊，相關(guān)模塊允許通過(guò)搜索連接到處理單元45的額定電壓V1、V2、V3中哪一個(gè)具有與輔助電壓信號(hào)Vaux的相關(guān)最大值來(lái)自動(dòng)檢測(cè)哪個(gè)是與具有輔助電壓傳感器30的電流傳感器20’對(duì)應(yīng)的電壓路徑。圖5示出電氣設(shè)施的三個(gè)相L1、L2、L3一方面與處理單元45上的電壓路徑V1、V2、V3之間另一方面與電流路徑I1、I2、I3的連接的示例。在此情況下，電壓路徑V1、V2、V3耦合到電壓傳感器30’，例如通過(guò)直接接口，以測(cè)量每個(gè)相位上的真實(shí)電壓。在電壓路徑V2和V3上在相L2和L3之間自動(dòng)引入連接的反轉(zhuǎn)。圖6的圖舉例示出由輔助電壓傳感器30獲得的輔助信號(hào)Vaux和與電氣設(shè)施的相L1對(duì)應(yīng)的電壓路徑V1之間的相關(guān)性，電流傳感器20’安裝在相L1上并且朝向處理單元45的路徑I1連接。當(dāng)然，該相關(guān)方法可以自動(dòng)在其他相L2和L3上執(zhí)行，如果電流傳感器20’與輔助電壓傳感器30一起提供的話。

在該配置中，輔助信號(hào)Vaux，即被測(cè)量強(qiáng)度的導(dǎo)體之一L1上的電壓的圖像，還可以用于檢測(cè)斷路構(gòu)件(如斷路器)的斷開(kāi)或者保險(xiǎn)絲的熔斷以開(kāi)啟警報(bào)或類似物，如果為處理單元45的電壓路徑V1、V2、V3供電的電壓傳感器30’在斷路設(shè)備上游連接到相L1、L2、L3并且如果包括輔助電壓傳感器30的電流傳感器20’在所述斷路設(shè)備的下游連接的話。

工業(yè)應(yīng)用可能性：

根據(jù)本發(fā)明的測(cè)量設(shè)備10-13使用市場(chǎng)上可用的電氣電子組件。由于可編程處理單元45、60與在電流傳感器20、20’和構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)化模塊的測(cè)量單元40之間的無(wú)差別模擬和數(shù)字通信，測(cè)量設(shè)備成為智能的。由此，測(cè)量設(shè)備10-13是模塊化、多用途、并且自動(dòng)地適于任何類型的電流傳感器20、20’、并且同樣地適于任何其他類型的多用途傳感器。該設(shè)計(jì)開(kāi)啟了電氣設(shè)施的物理量的利用的新視角并且因此允許趨向于測(cè)量數(shù)據(jù)的更大安全性和更好可靠性的多個(gè)應(yīng)用。

舉例來(lái)說(shuō)，在能量計(jì)數(shù)應(yīng)用的情況下，根據(jù)本發(fā)明的測(cè)量設(shè)備10－13的使用使得特別難以欺騙。實(shí)際上，該測(cè)量設(shè)備10－13能夠通過(guò)提供在測(cè)量單元40中的電阻41、42來(lái)檢測(cè)電流傳感器的不存在，檢測(cè)電流傳感器的額定范圍，通過(guò)控制序列號(hào)來(lái)檢測(cè)更換電流傳感器，檢測(cè)由連接到電流傳感器20、20’的測(cè)量設(shè)備40直接測(cè)得的電壓和由輔助電壓傳感器30檢測(cè)的電壓之間的不一致，所述測(cè)量設(shè)備40事實(shí)上是能量計(jì)算器。

類似地，輔助信號(hào)的利用可以還允許改進(jìn)與大地絕緣的電氣設(shè)施中的接地故障的研究可靠性。在該情況下，電流傳感器包括大地漏電流傳感器。用于測(cè)量接地電阻故障的信號(hào)通常是極低頻小幅度電流信號(hào)，該信號(hào)常疊加在導(dǎo)體上的以網(wǎng)絡(luò)頻率和較高幅度的電流信號(hào)上。為了能夠正確處理極低頻率的有用信號(hào)，執(zhí)行全局信號(hào)的低通濾波以便能夠正確放大極低頻率的電流信號(hào)。然而，要控制的設(shè)施的接地漏電流信號(hào)可以具有以網(wǎng)絡(luò)頻率(例如50Hz)的分量，該分量可以是比測(cè)量對(duì)51上傳送的低頻分量更大的幅度。以網(wǎng)絡(luò)頻率的該分量可以提供感興趣的信息，尤其用于驗(yàn)證存在接地漏電流傳感器的飽和以及驗(yàn)證接地漏電流傳感器用在與接地電阻故障的研究應(yīng)用兼容的電流范圍中。通信對(duì)53的導(dǎo)體53b因此可以用于提供接地漏電流的未過(guò)濾圖像和用于在必要的情況下啟動(dòng)警告。

輔助信號(hào)的另一利用示例可以是提供與已經(jīng)測(cè)得但通過(guò)良好運(yùn)行的附加電流傳感器以不同方式獲得并且較不精確的物理量相同的物理量有關(guān)的信號(hào)，例如電流信號(hào)。代表相同物理量的兩個(gè)信號(hào)的比較可以允許檢測(cè)主電流傳感器20、20’的故障，并且因此發(fā)現(xiàn)故障在測(cè)量設(shè)備10－13中的位置，對(duì)于測(cè)量設(shè)備10－13而言運(yùn)行安全性是重要標(biāo)準(zhǔn)。

這些不同實(shí)施例完全示出該測(cè)量設(shè)備10－13的使用靈活性以及利用可能性，這是由于連接電流傳感器20、20’和輔助電壓傳感器30到測(cè)量單元40的連接線纜50實(shí)現(xiàn)的，其允許運(yùn)送與由搜索傳感器測(cè)量的量值不同的信息，這些不同的信息可以是無(wú)限的并且用于保證多個(gè)功能，比如異常檢測(cè)、欺騙和/或斷路、控制、監(jiān)視、安全性等。

本發(fā)明不限于所描述的實(shí)施示例而是在保持在所附權(quán)利要求限定的保護(hù)范圍中的同時(shí)延伸到本領(lǐng)域技術(shù)人員明了的任何修改和變化。