WO2002066997A1 - Device, amperemeter and motor vehicle - Google Patents
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- G01R15/207—Constructional details independent of the type of device used
Definitions
- Magnetic field sensors are known which can be used as current sensors, the generation of a magnetic field around a current-carrying conductor being used.
- Hall or magnetoresistive sensors or also lateral magnetotransistors are known as magnetic field sensors.
- the basic prerequisite for such methods is precise knowledge of the possible field distribution to be measured, in order to be able to make statements regarding the positioning and the positioning accuracy of the sensor element.
- the measurement is made significantly more difficult in a magnetically disturbed environment and with very small currents to be detected.
- previous solutions used flux concentrators, for example made of ferritic material and / or magnetic shielding measures.
- such measures are expensive and complex and take up a lot of space.
- the device according to the invention, the current meter according to the invention and the motor vehicle according to the invention with the features of the independent claims have the advantage that a sensor means senses a larger magnetic field than would be possible on a simple straight conductor at a given current strength.
- the conductor is essentially horseshoe-shaped in a first conductor area and thus forms a first horseshoe shape
- that the conductor is essentially horseshoe-shaped in a second conductor area and thus forms a second horseshoe shape
- the first section being part of a first Legs of the horseshoe shape and wherein the second portion forms part of a second leg of the first horseshoe shape, the third portion forms part of a first leg of the second horseshoe shape and the fourth portion forms part of a second leg of the second horseshoe shape
- the first Legs of the first horseshoe shape and the first leg of the second horseshoe shape are connected by a first connecting piece
- the second leg of the first horseshoe shape and the second leg of the second horseshoe shape are connected by a second connecting piece.
- the conductor has a first reversing piece, that the conductor has a second reversing piece, and that the conductor has a third reversing piece, the first reversing piece being attached connects the first section, the second reversing section being followed by the second section, the second reversing section following the second section, the second reversing section being followed by the third section, the third reversing section being connected to the third section, the third reversal piece of the fourth section follows, the center points of the first, second, third and fourth sections lying in a common plane perpendicular to the sections essentially forming the corner points of a rectangle and the corner point belonging to the first section forming the rectangle in the rectangle the second section of the corner point diagonally opposite.
- a magnetic field overlay can be achieved, which leads to an even larger magnetic field, the magnetic field overlay being of the order of magnitude of four times that of the equivalent, non-curved arrangement. There is no current distribution in the conductor used.
- Another advantage is that the conductor cross section is round. As a result, the field distribution of the magnetic field around the current-carrying conductor is only weakly dependent on the frequency of the current.
- the sensor means is a magnetic field sensor, in particular a Hall sensor, a lateral magneto-transistor and / or a magnetoresistive resistor. This makes it possible in particular for the sensor element or sensor means to have a magnetic field sensitivity in the lateral direction, ie parallel to its surface.
- Figure 1 shows a first embodiment of an inventive
- FIG. 2 shows the first embodiment of the invention
- Figure 3 shows a second embodiment of the invention
- Figure 4 is a cross-sectional view of the conductor to the first and second embodiment
- FIG. 5 shows another example of the construction of the invention
- FIG. 1 a first embodiment of a conductor 1 according to the invention is shown in perspective.
- the conductor 1 comprises a first conductor region 100 and a second conductor region 200.
- the first conductor region 100 and the second conductor region 200 are bent in the shape of a horseshoe or a U-shape.
- the first conductor region 100 has a first section 10 of the conductor in the region of a first leg and a second section 20 of the conductor 1 in the region of its second leg.
- the second conductor area 200 has a third section 30 in the area of its first leg and in the area a fourth section 40 of the conductor 1 on its second leg.
- the first leg of the first conductor region 100 and the first leg of the second conductor region 200 that is to say the first section 10 and the third section 30, are connected by means of a first connecting piece 5.
- In the area of the first connecting piece 5 there is a first connection of the conductor 1, which is provided for the supply and discharge of the current.
- the second leg of the first conductor area 100 and the second leg of the second conductor area 200, thus the second section 20 and the fourth section 40 are connected by means of a second connecting piece 25, again in the area of the second connecting piece 25 a further connection for the Supply or discharge of the current is provided.
- the conductor 1 is shown in side view. It is particularly clear here that the conductor 1 is bent in a horseshoe shape in its first conductor region 100 and in its second conductor region 200.
- the first and third sections 10, 30 as well as the second and fourth sections 20, 40 and the connecting pieces 5, 25 can again be seen.
- FIG. 3 shows a second embodiment of the conductor 1 according to the invention.
- the second embodiment provides that the conductor 1 has the same current strength over its entire course, ie there is no division of the current as in the first embodiment.
- the first section 10, the second section 20, the third section 30 and the fourth section 40 are again provided, each of which in turn runs essentially parallel to one another.
- the conductor comprises three reversing pieces, which invert the conductor by approximately 180 ° each.
- a first reversing piece 6 adjoins the first section 10, the first reversing piece 6 being followed by the second section 20, which in turn is provided essentially parallel to the first section 10.
- the second section 20 is followed by a second reversing piece 7, which in turn reverses the conductor by approximately 180 °.
- the second reversing piece 7 is followed by the third section 30, which in turn is provided essentially parallel to the first section 10 and the second section 20.
- the conductor 1 comprises, after the third section 30, a third reversing piece 8, which in turn reverses the conductor by approximately 180 °.
- the first reversing piece 6 and the third reversing piece 8 cross each other in such a way that no electrically conductive connection is provided between the first reversing piece 6 and the third reversing piece 8.
- the fourth section 40 of the conductor 1 is provided.
- the geometry of the conductor 1 is provided in such a way that, if a sectional plane is considered which runs in the region of the sections 10, 20, 30, 40 perpendicular to the course of the sections 10, 20, 30, 40, the center points or the centers of the Sections 10, 20, 30, 40 form a rectangle or a square. It is then according to the above description that the centers or the centers of the first section 10 and the second section 20 are diagonally opposite with respect to the said rectangle or said square. It is also clear from the description that the orientation of the current direction in the first section 10 and in the third section 30 is the same and specifies a first current direction. Furthermore, the current direction in the second section 20 and in the fourth section 40 is the same and specifies a second current direction.
- first current direction and the second current direction are provided in anti-parallel.
- the statements about the current direction also apply to the first embodiment, since the current conductor is divided into the first section 10 and the third section 30 starting from the first connecting piece 5 and the current conductor is divided into the second section 20 and starting from the second connecting piece 25 the fourth section 40, so that the current direction in the first and third sections 10, 30 on the one hand and in the second and fourth sections 20, 40 on the other hand each run in parallel, but are oriented antiparallel to one another.
- FIG. 4 shows a sectional illustration of the first embodiment of the conductor 1 in the region of the sections 10, 20, 30, 40.
- the first current direction in the first section 10 and in the third section 30 is the same, which is represented by a cross which is attached in the first section 10 and in the third section 30 in FIG. 4 and is intended to represent that the current direction is oriented into the drawing plane in the first section 10 and in the third section 30.
- the second section 20 and in the fourth section 40 in FIG. 4 there is a point which is intended to clarify that in the second section 20 and in the fourth section 40 the second current direction is oriented out of the plane of the drawing.
- the current directions defined for sections 10, 20, 30, 40 generate magnetic fields which are indicated by magnetic field lines which are provided with an arrow.
- a first magnetic field line 11 runs around the first section 10 in a clockwise direction.
- a second magnetic field line 21 runs counterclockwise around the second section 20.
- a third magnetic field line 31 runs around the third section 30 in a clockwise direction.
- a fourth magnetic field line 41 runs counterclockwise around the fourth section 40.
- sensor means 15 is provided between the first, second, third and fourth sections 10, 20, 30, 40.
- the sensor means 15 is held by a mounting plate 50. Because the sensor means 15 is provided exactly in the center between the sections 10, 20, 30, 40, the sensor means 15 for the first embodiment measures approximately twice the magnetic field than it does with the same sensor means 15 and the same distance from the current conductor 1 in one straight conductor would be the case.
- the sectional illustration for the second embodiment is identical to that shown in FIG. 4 except for the fact that the reference symbols for the second section 20 and the fourth section 40 (and then of course also the second and fourth magnetic field lines 21, 41) because of the crossing of the first and third connector 6, 8 must be interchanged. It then follows that the center or the center of the first section 10 in the square or rectangle mentioned in connection with FIG. 3 lies diagonally opposite the center or the center of the second section 20. Basically nothing changes in the constellation of the magnetic fields. The difference is that the magnetic field present at the location of the sensor means in the second embodiment is even about 4 times as large as in the comparable case for a straight conductor because the current in the second embodiment is not divided.
- FIG 5 is another assembly example with respect. the first embodiment of the device according to the invention.
- a second mounting plate 51 is provided which, together with the first mounting plate 50, the sensor means 15 exactly between two of the sections, for example positioned between the first section 10 and the second section 20 and the third section 30 and the fourth section 40.
- webs 52 which are mounted on the mounting plates 50, 51 and the positioning of the sensor means between the first section 10 and the third section 30 or between the second section 20 and the fourth section 40 guaranteed.
- an evaluation circuit for example in the form of an ASIC
- a current meter according to the invention further comprises the conductor 1 in its special geometry.
- the sensor means 15 including its assembly aids 50, 51, 52, so that only the control and signal lines for the evaluation circuit on the one hand and the feeds and discharges for the current to be measured in conductor 1 is accessible outside the housing.
- Such a housing is provided according to the invention in particular in the form of a casting compound.
- a casting compound comprises magnetically active material which serves to shield interference magnetic fields at the seat of the sensor means 15.
- the cross section of the sections 10, 20, 30, 40 is particularly round, but can also be provided differently, for example oval, square, rectangular or the like.
Landscapes
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Abstract
Description
Vorrichtung, Strommesser und KraftfahrzeugDevice, ammeter and motor vehicle
Stand der TechnikState of the art
Es sind Magnetfeldsensoren bekannt, die als Stromsensoren einsetzbar sind, wobei die Erzeugung eines Magnetfeldes um einen stromdurchflossenen Leiter ausgenutzt wird. Als Magnetfeldsensoren sind Hall- oder magnetoresistive Sensoren oder auch laterale Magnetotransistoren bekannt . Grundvoraussetzung für solche Verfahren ist die genaue Kenntnis der zu messenden möglichen Feldverteilung, um Aussagen hinsichtlich der Positionierung und der Positioniergenauigkeit des Sensorelementes geben zu können. Deutlich erschwert wird die Messung bei magnetisch gestörter Umgebung und bei sehr kleinen zu erfassenden Strömen. Bisherige Lösungen verwenden in solchen schwierigen Situationen Flußkonzentratoren, beispielsweise aus ferritischem Material und/oder magnetischen Abschirmmaßnahmen. Solche Maßnahmen sind jedoch teuer und aufwendig und haben einen großen Platzbedarf.Magnetic field sensors are known which can be used as current sensors, the generation of a magnetic field around a current-carrying conductor being used. Hall or magnetoresistive sensors or also lateral magnetotransistors are known as magnetic field sensors. The basic prerequisite for such methods is precise knowledge of the possible field distribution to be measured, in order to be able to make statements regarding the positioning and the positioning accuracy of the sensor element. The measurement is made significantly more difficult in a magnetically disturbed environment and with very small currents to be detected. In such difficult situations, previous solutions used flux concentrators, for example made of ferritic material and / or magnetic shielding measures. However, such measures are expensive and complex and take up a lot of space.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die erfindungsgemäße Vorrichtung, der erfindungsgemäße Strommesser und das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug mit den Merkmalen der nebengeordneten Ansprüche haben demgegenüber den Vorteil, dass ein Sensormittel ein größeres Magnetfeld sensiert als dieses an einem einfachen geraden Leiter bei einer vorgegebenen Stromstärke möglich wäre.In contrast, the device according to the invention, the current meter according to the invention and the motor vehicle according to the invention with the features of the independent claims have the advantage that a sensor means senses a larger magnetic field than would be possible on a simple straight conductor at a given current strength.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den nebengeordneten Ansprüchen angegebenen Vorrichtung, Strommesser und Kraftfahrzeug möglich.The measures listed in the subclaims permit advantageous developments and improvements of the device, ammeter and motor vehicle specified in the independent claims.
Besonders vorteilhaft ist, dass der Leiter in einem ersten Leiterbereich im Wesentlichen hufeisenförmig vorgesehen ist und damit eine erste Hufeisenform bildet, dass der Leiter in einem zweiten Leiterbereich im Wesentlichen hufeisenförmig vorgesehen ist und damit eine zweite Hufeisenform bildet, wobei der erste Abschnitt ein Teil eines ersten Schenkels der Hufeisenform bildet und wobei der zweite Abschnitt ein Teil eines zweiten Schenkels der ersten Hufeisenform bildet, wobei der dritte Abschnitt ein Teil eines ersten Schenkels der zweiten Hufeisenform bildet und wobei der vierte Abschnitt ein Teil eines zweiten Schenkels der zweiten Hufeisenform bildet, wobei der erste Schenkel der ersten Hufeisenform und der erste Schenkel der zweiten Hufeisenform durch ein erstes Verbindungsstück verbunden sind und wobei der zweite Schenkel der ersten Hufeisenform und der zweite Schenkel der zweiten Hufeisenform durch ein zweites Verbindungsstück verbunden sind. Dadurch wird der ankommende stromführende Leiter in zwei parallele Leiter aufgeteilt und um 180° gebogen, so dass eine Magnetfelderhöhung am Ort des Sensorelementes in der Größenordnung von zwei gegenüber der äquivalenten nicht gebogenen Anordnung erreicht wird.It is particularly advantageous that the conductor is essentially horseshoe-shaped in a first conductor area and thus forms a first horseshoe shape, that the conductor is essentially horseshoe-shaped in a second conductor area and thus forms a second horseshoe shape, the first section being part of a first Legs of the horseshoe shape and wherein the second portion forms part of a second leg of the first horseshoe shape, the third portion forms part of a first leg of the second horseshoe shape and the fourth portion forms part of a second leg of the second horseshoe shape, the first Legs of the first horseshoe shape and the first leg of the second horseshoe shape are connected by a first connecting piece, and the second leg of the first horseshoe shape and the second leg of the second horseshoe shape are connected by a second connecting piece. As a result, the incoming current-carrying conductor is divided into two parallel conductors and bent by 180 °, so that an increase in the magnetic field at the location of the sensor element is achieved in the order of two compared to the equivalent, non-curved arrangement.
Weiterhin ist von Vorteil, dass der Leiter ein erstes Umkehrstück aufweist, dass der Leiter ein zweites Umkehrstück aufweist und dass der Leiter ein drittes Umkehrstück aufweist, wobei sich das erste Umkehrstück an den ersten Abschnitt anschließt, wobei auf das erste Umkehrstück der zweite Abschnitt folgt, wobei sich das zweite Umkehrstück an den zweiten Abschnitt anschließt, wobei auf das zweite Umkehrstück der dritte Abschnitt folgt, wobei sich das dritte Umkehrstück an den dritten Abschnitt anschließt, wobei auf das dritte Umkehrstück der vierte Abschnitt folgt, wobei die in einer gemeinsamen, zu den Abschnitten senkrechten Ebene gelegenen Mittelpunkte des ersten, zweiten, dritten und vierten Abschnitts im Wesentlichen die Eckpunkte eines Rechtecks bilden und wobei sich in dem Rechteck der zum ersten Abschnitt gehörige Eckpunkt dem zum zweiten Abschnitt gehörigen Eckpunkt diagonal gegenüber liegen. Dadurch ist eine Magnetfeldüberlagerung erreichbar, die zu einem noch größeren Magnetfeld führt, wobei die Magnetfeldüberlagerung in der Größenordnung des vierfachen gegenüber der äquivalenten, nicht gebogenen Anordnung entspricht. Hierbei wird keine Stromaufteilung in dem verwendeten Leiter vorgenommen.It is also advantageous that the conductor has a first reversing piece, that the conductor has a second reversing piece, and that the conductor has a third reversing piece, the first reversing piece being attached connects the first section, the second reversing section being followed by the second section, the second reversing section following the second section, the second reversing section being followed by the third section, the third reversing section being connected to the third section, the third reversal piece of the fourth section follows, the center points of the first, second, third and fourth sections lying in a common plane perpendicular to the sections essentially forming the corner points of a rectangle and the corner point belonging to the first section forming the rectangle in the rectangle the second section of the corner point diagonally opposite. As a result, a magnetic field overlay can be achieved, which leads to an even larger magnetic field, the magnetic field overlay being of the order of magnitude of four times that of the equivalent, non-curved arrangement. There is no current distribution in the conductor used.
Weiterhin ist von Vorteil, dass der Leiterquerschnitt rund vorgesehen ist. Dadurch ist die Feldverteilung des magnetischen Feldes um den stromführenden Leiter herum nur schwach von der Frequenz des Stroms abhängig.Another advantage is that the conductor cross section is round. As a result, the field distribution of the magnetic field around the current-carrying conductor is only weakly dependent on the frequency of the current.
Weiterhin ist von Vorteil, dass das Sensormittel ein Magnetfeldsensor, insbesondere ein Hall-Sensor, ein lateraler Magneto-Transistor und/oder ein magnetoresistiver Widerstand, ist. Dadurch ist es insbesondere möglich, dass das Sensorelement bzw. Sensormittel eine Magnetfeldempfindlichkeit in lateraler Richtung, d.h. parallel zu seiner Oberfläche aufweist. ZeichnungIt is also advantageous that the sensor means is a magnetic field sensor, in particular a Hall sensor, a lateral magneto-transistor and / or a magnetoresistive resistor. This makes it possible in particular for the sensor element or sensor means to have a magnetic field sensitivity in the lateral direction, ie parallel to its surface. drawing
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert . Es zeigenEmbodiments of the invention are shown in the drawing and explained in more detail in the following description. Show it
Figur 1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßenFigure 1 shows a first embodiment of an inventive
Leiters in einer perspektivischen Darstellung,Conductor in a perspective view,
Figur 2 die erste Ausführungsform des erfindungsgemäßenFigure 2 shows the first embodiment of the invention
Leiters in Vorderansicht,Ladder in front view,
Figur 3 eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßenFigure 3 shows a second embodiment of the invention
Leiters in perspektivischer Ansicht,Ladder in perspective view,
Figur 4 eine Querschnittdarstellung des Leiters zur ersten und zweiten Ausführungsform undFigure 4 is a cross-sectional view of the conductor to the first and second embodiment and
Figur 5 ein weiteres Aufbaubeispiel der erfindungsgemäßenFigure 5 shows another example of the construction of the invention
Vorrichtung.Contraption.
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
In Figur 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Leiters 1 in perspektivischer Darstellung dargestellt. Der Leiter 1 umfasst einen ersten Leiterbereich 100 und einen zweiten Leiterbereich 200. Der erste Leiterbereich 100 und der zweite Leiterbereich 200 sind hufeisenförmig bzw. u-förmig gebogen. Dies bedeutet, dass die Leiterbereiche 100, 200 neben je einem ersten Schenkel und je einem zweiten Schenkel, die im Wesentlichen gerade vorgesehen sind, ein etwa halbkreisförmiges Verbindungsstück aufweisen, das für jeden Leiterbereich 100, 200 den ersten Schenkel und den zweiten Schenkel verbindet . Der erste Leiterbereich 100 weist im Bereich eines ersten Schenkels einen ersten Abschnitt 10 des Leiters und im Bereich seines zweiten Schenkels einen zweiten Abschnitt 20 des Leiters 1 auf. Der zweite Leiterbereich 200 weist im Bereich seines ersten Schenkels einen dritten Abschnitt 30 und im Bereich seines zweiten Schenkels einen vierten Abschnitt 40 des Leiters 1 auf. Der erste Schenkel des ersten Leiterbereichs 100 und der erste Schenkel des zweiten Leiterbereichs 200, mithin also der erste Abschnitt 10 und der dritte Abschnitt 30, sind mittels eines ersten Verbindungsstücks 5 verbunden. Im Bereich des ersten Verbindungsstücks 5 befindet sich ein erster Anschluß des Leiters 1, der für die Zu- bzw. Abführung des Stroms vorgesehen ist . Ebenso ist der zweite Schenkel des ersten Leiterbereichs 100 und der zweite Schenkel des zweiten Leiterbereichs 200, mithin also der zweite Abschnitt 20 und der vierte Abschnitt 40, mittels eines zweiten Verbindungsstücks 25 verbunden, wobei wiederum im Bereich des zweiten Verbindungsstücks 25 ein weiterer Anschluß für die Zu- bzw. Abführung des Stroms vorgesehen ist.In Figure 1, a first embodiment of a conductor 1 according to the invention is shown in perspective. The conductor 1 comprises a first conductor region 100 and a second conductor region 200. The first conductor region 100 and the second conductor region 200 are bent in the shape of a horseshoe or a U-shape. This means that the conductor areas 100, 200 in addition to a first leg and a second leg, which are essentially provided straight, have an approximately semicircular connecting piece which connects the first leg and the second leg for each conductor area 100, 200. The first conductor region 100 has a first section 10 of the conductor in the region of a first leg and a second section 20 of the conductor 1 in the region of its second leg. The second conductor area 200 has a third section 30 in the area of its first leg and in the area a fourth section 40 of the conductor 1 on its second leg. The first leg of the first conductor region 100 and the first leg of the second conductor region 200, that is to say the first section 10 and the third section 30, are connected by means of a first connecting piece 5. In the area of the first connecting piece 5 there is a first connection of the conductor 1, which is provided for the supply and discharge of the current. Likewise, the second leg of the first conductor area 100 and the second leg of the second conductor area 200, thus the second section 20 and the fourth section 40, are connected by means of a second connecting piece 25, again in the area of the second connecting piece 25 a further connection for the Supply or discharge of the current is provided.
In Figur 2 ist der Leiter 1 in Seitenansicht dargestellt. Hierbei wird insbesondere deutlich, dass der Leiter 1 in seinem ersten Leiterbereich 100 und in seinem zweiten Leiterbereich 200 hufeisenförmig gebogen ist. Erkennbar ist wiederum der erste und dritte Abschnitt 10, 30 sowie der zweite und vierte Abschnitt 20, 40 und die Verbindungsstücke 5, 25.In Figure 2, the conductor 1 is shown in side view. It is particularly clear here that the conductor 1 is bent in a horseshoe shape in its first conductor region 100 and in its second conductor region 200. The first and third sections 10, 30 as well as the second and fourth sections 20, 40 and the connecting pieces 5, 25 can again be seen.
In Figur 3 ist eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Leiters 1 dargestellt. Im Gegensatz zur ersten Ausführungsform ist es bei der zweiten Ausführungsform vorgesehen, dass der Leiter 1 über seinen ganzen Verlauf die gleiche Stromstärke aufweist, d.h. es findet keine Aufteilung des Stroms wie bei der ersten Ausführungsform statt. Bei der zweiten Ausführungsform ist wiederum der erste Abschnitt 10, der zweite Abschnitt 20, der dritte Abschnitt 30 und der vierte Abschnitt 40 vorgesehen, die jeweils wiederum im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Um dies mittels des einzigen durchgängigen Leiters 1 zu erreichen, umfasst der Leiter drei Umkehrstücke, die den Leiter um jeweils ca. 180° umkehren. Ein erstes Umkehrstück 6 schließt sich an den ersten Abschnitt 10 an, wobei auf das erste Umkehrstück 6 der zweite Abschnitt 20 folgt, der wiederum im Wesentlichen parallel zum ersten Abschnitt 10 vorgesehen ist. An den zweiten Abschnitt 20 schließt sich ein zweites Umkehrstück 7 an, das den Leiter wiederum um ca. 180° umkehrt. Auf das zweite Umkehrstück 7 folgt der dritte Abschnitt 30, der wiederum im Wesentlichen parallel zum ersten Abschnitt 10 und zum zweiten Abschnitt 20 vorgesehen ist. Weiterhin umfasst der Leiter 1 im Anschluß an den dritten Abschnitt 30 ein drittes Umkehrstück 8, das den Leiter wiederum um ca. 180° umkehrt. Das erste Umkehrstück 6 und das dritte Umkehrstück 8 überkreuzen sich derart, dass keine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem ersten Umkehrstück 6 und dem dritten Umkehrstück 8 vorgesehen ist. Im Anschluß an das dritte Umkehrstück 8 ist der vierte Abschnitt 40 des Leiters 1 vorgesehen. Die Geometrie des Leiters 1 ist derart vorgesehen, dass, falls eine Schnittebene betrachtet wird, die im Bereich der Abschnitte 10, 20, 30, 40 senkrecht zum Verlauf der Abschnitte 10, 20, 30, 40 verläuft, die Mittelpunkte bzw. die Zentren der Abschnitte 10, 20, 30, 40 ein Rechteck oder ein Quadrat bilden. Es ist dann nach der obigen Beschreibung so, dass sich die Mittelpunkte bzw. die Zentren des ersten Abschnitts 10 und des zweiten Abschnitts 20 bezüglich des genannten Rechtecks bzw. des genannten Quadrats diagonal gegenüberliegen. Aus der Beschreibung wird weiterhin klar, dass die Orientierung der Stromrichtung im ersten Abschnitt 10 und im dritten Abschnitt 30 gleich ist und eine erste Stromrichtung vorgibt. Weiterhin ist die Stromrichtung im zweiten Abschnitt 20 und im vierten Abschnitt 40 gleich und gibt eine zweite Stromrichtung vor. Weiterhin wird deutlich, dass die erste Stromrichtung und die zweite Stromrichtung antiparallel vorgesehen ist. Die Aussagen über die Stromrichtung treffen auch auf die erste Ausführungsform zu, da sich ausgehend vom ersten Verbindungsstück 5 der Stromleiter aufteilt in den ersten Abschnitt 10 und den dritten Abschnitt 30 bzw. ausgehend vom zweiten Verbindungsstück 25 sich der Stromleiter aufteilt in den zweiten Abschnitt 20 und den vierten Abschnitt 40, so dass die Stromrichtung im ersten und dritten Abschnitt 10, 30 einerseits sowie im zweiten und vierten Abschnitt 20, 40 andererseits jeweils parallel verlaufen, untereinander jedoch antiparallel orientiert sind.FIG. 3 shows a second embodiment of the conductor 1 according to the invention. In contrast to the first embodiment, the second embodiment provides that the conductor 1 has the same current strength over its entire course, ie there is no division of the current as in the first embodiment. In the second embodiment, the first section 10, the second section 20, the third section 30 and the fourth section 40 are again provided, each of which in turn runs essentially parallel to one another. To do this by means of the single To reach continuous conductor 1, the conductor comprises three reversing pieces, which invert the conductor by approximately 180 ° each. A first reversing piece 6 adjoins the first section 10, the first reversing piece 6 being followed by the second section 20, which in turn is provided essentially parallel to the first section 10. The second section 20 is followed by a second reversing piece 7, which in turn reverses the conductor by approximately 180 °. The second reversing piece 7 is followed by the third section 30, which in turn is provided essentially parallel to the first section 10 and the second section 20. Furthermore, the conductor 1 comprises, after the third section 30, a third reversing piece 8, which in turn reverses the conductor by approximately 180 °. The first reversing piece 6 and the third reversing piece 8 cross each other in such a way that no electrically conductive connection is provided between the first reversing piece 6 and the third reversing piece 8. Following the third reversal piece 8, the fourth section 40 of the conductor 1 is provided. The geometry of the conductor 1 is provided in such a way that, if a sectional plane is considered which runs in the region of the sections 10, 20, 30, 40 perpendicular to the course of the sections 10, 20, 30, 40, the center points or the centers of the Sections 10, 20, 30, 40 form a rectangle or a square. It is then according to the above description that the centers or the centers of the first section 10 and the second section 20 are diagonally opposite with respect to the said rectangle or said square. It is also clear from the description that the orientation of the current direction in the first section 10 and in the third section 30 is the same and specifies a first current direction. Furthermore, the current direction in the second section 20 and in the fourth section 40 is the same and specifies a second current direction. It is also clear that the first current direction and the second current direction are provided in anti-parallel. The statements about the current direction also apply to the first embodiment, since the current conductor is divided into the first section 10 and the third section 30 starting from the first connecting piece 5 and the current conductor is divided into the second section 20 and starting from the second connecting piece 25 the fourth section 40, so that the current direction in the first and third sections 10, 30 on the one hand and in the second and fourth sections 20, 40 on the other hand each run in parallel, but are oriented antiparallel to one another.
In Figur 4 ist eine Schnittdarstellung der ersten Ausführungsform des Leiters 1 im Bereich der Abschnitte 10, 20, 30, 40 dargestellt. Erkennbar ist wiederum, dass die erste Stromrichtung im ersten Abschnitt 10 und im dritten Abschnitt 30 gleich ist, was durch ein Kreuz dargestellt ist, das im ersten Abschnitt 10 und im dritten Abschnitte 30 in der Figur 4 angebracht ist und darstellen soll, dass die Stromrichtung im ersten Abschnitt 10 und im dritten Abschnitt 30 in die Zeichenebene hinein orientiert ist. Entsprechend ist im zweiten Abschnitt 20 und im vierten Abschnitt 40 in der Figur 4 ein Punkt angebracht, der verdeutlichen soll, dass im zweiten Abschnitt 20 und im vierten Abschnitt 40 die zweite Stromrichtung aus der Zeichenebene heraus orientiert ist. Die für die Abschnitte 10, 20, 30, 40 definierten Stromrichtungen erzeugen Magnetfelder, die durch Magnetfeldlinien angedeutet sind, die mit einem Pfeil versehen sind. Eine erste Magnetfeldlinie 11 verläuft um den_ ersten Abschnitt 10 im Uhrzeigersinn. Eine zweite Magnetfeldlinie 21 läuft um den zweiten Abschnitt 20 entgegen des Uhrzeigersinns. Eine dritte Magnetfeldlinie 31 verläuft um den dritten Abschnitt 30 im Uhrzeigersinn. Eine vierte Magnetfeldlinie 41 verläuft um den vierten Abschnitt 40 entgegen des Uhrzeigersinns. Ein Sensormittel 15 ist erfindungsgemäß zwischen dem ersten, dem zweiten, dem dritten und dem vierten Abschnitt 10, 20, 30, 40 vorgesehen. Das Sensormittel 15 ist durch eine Montageplatte 50 gehalten. Dadurch, dass das Sensormittel 15 genau im Zentrum zwischen den Abschnitten 10, 20, 30, 40 vorgesehen ist, wird durch das Sensormittel 15 für die erste Ausführungsform etwa das doppelte Magnetfeld gemessen als es bei gleichem Sensormittel 15 und gleichem Abstand zum Stromleiter 1 bei einem geraden Stromleiter der Fall wäre.FIG. 4 shows a sectional illustration of the first embodiment of the conductor 1 in the region of the sections 10, 20, 30, 40. It can again be seen that the first current direction in the first section 10 and in the third section 30 is the same, which is represented by a cross which is attached in the first section 10 and in the third section 30 in FIG. 4 and is intended to represent that the current direction is oriented into the drawing plane in the first section 10 and in the third section 30. Accordingly, in the second section 20 and in the fourth section 40 in FIG. 4 there is a point which is intended to clarify that in the second section 20 and in the fourth section 40 the second current direction is oriented out of the plane of the drawing. The current directions defined for sections 10, 20, 30, 40 generate magnetic fields which are indicated by magnetic field lines which are provided with an arrow. A first magnetic field line 11 runs around the first section 10 in a clockwise direction. A second magnetic field line 21 runs counterclockwise around the second section 20. A third magnetic field line 31 runs around the third section 30 in a clockwise direction. A fourth magnetic field line 41 runs counterclockwise around the fourth section 40. On According to the invention, sensor means 15 is provided between the first, second, third and fourth sections 10, 20, 30, 40. The sensor means 15 is held by a mounting plate 50. Because the sensor means 15 is provided exactly in the center between the sections 10, 20, 30, 40, the sensor means 15 for the first embodiment measures approximately twice the magnetic field than it does with the same sensor means 15 and the same distance from the current conductor 1 in one straight conductor would be the case.
Die Schnittdarstellung für die zweite Ausführungsform ist mit der in Figur 4 Gezeigten identisch bis auf die Tatsache, dass die Bezugszeichen für den zweiten Abschnitt 20 und den vierten Abschnitt 40 (und dann natürlich auch der zweiten und vierten Magnetfeldlinie 21, 41) wegen der Überkreuzung des ersten und dritten Verbindungsstücks 6, 8 vertauscht werden müssen. Daraus ergibt sich dann, dass der Mittelpunkt bzw. das Zentrum des ersten Abschnitts 10 in dem im Zusammenhang mit Figur 3 angesprochenen Quadrat oder Rechteck dem Mittelpunkt bzw. dem Zentrum des zweiten Abschnitts 20 diagonal gegenüber liegt. An der Konstellation der Magnetfelder ändert sich jedoch grundsätzlich nichts. Der Unterschied liegt darin, dass das am Ort des Sensormittels vorhandene Magnetfeld bei der zweiten Ausführungsform sogar etwa 4-fach so groß als es im vergleichbaren Fall bei einem geraden Leiter der Fall sein würde, weil sich der Strom bei der zweiten Ausführungsform nicht aufteilt.The sectional illustration for the second embodiment is identical to that shown in FIG. 4 except for the fact that the reference symbols for the second section 20 and the fourth section 40 (and then of course also the second and fourth magnetic field lines 21, 41) because of the crossing of the first and third connector 6, 8 must be interchanged. It then follows that the center or the center of the first section 10 in the square or rectangle mentioned in connection with FIG. 3 lies diagonally opposite the center or the center of the second section 20. Basically nothing changes in the constellation of the magnetic fields. The difference is that the magnetic field present at the location of the sensor means in the second embodiment is even about 4 times as large as in the comparable case for a straight conductor because the current in the second embodiment is not divided.
In Figur 5 ist ein weiteres Montagebeispiel bzgl . der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Hierbei ist neben der ersten Montageplatte 50, auf der das Sensormittel 15 befestigt ist, eine zweite Montageplatte 51 vorgesehen, die zusammen mit der ersten Montageplatte 50 das Sensormittel 15 genau zwischen je zwei der Abschnitte, beispielsweise zwischen dem ersten Abschnitt 10 und dem zweiten Abschnitt 20 und dem dritten Abschnitt 30 und dem vierten Abschnitt 40 positioniert. Für die Positionierung des Sensormittels 50 in hierzu senkrechter Richtung dienen beispielsweise Stege 52, die auf den Montageplatten 50, 51 angebracht sind und die Positionierung des Sensormittels zwischen dem ersten Abschnitt 10 und dem dritten Abschnitt 30 bzw. zwischen dem zweiten Abschnitt 20 und dem vierten Abschnitt 40 gewährleistet.In Figure 5 is another assembly example with respect. the first embodiment of the device according to the invention. In addition to the first mounting plate 50, on which the sensor means 15 is fastened, a second mounting plate 51 is provided which, together with the first mounting plate 50, the sensor means 15 exactly between two of the sections, for example positioned between the first section 10 and the second section 20 and the third section 30 and the fourth section 40. For the positioning of the sensor means 50 in the direction perpendicular thereto, for example, webs 52 which are mounted on the mounting plates 50, 51 and the positioning of the sensor means between the first section 10 and the third section 30 or between the second section 20 and the fourth section 40 guaranteed.
Für die zweite Ausführungsform müßten in Figur 5 lediglich die Bezugszeichen für den zweiten Abschnitt 20 und den vierten Abschnitt 40 vertauscht werden.For the second embodiment, only the reference numerals for the second section 20 and the fourth section 40 would have to be exchanged in FIG.
Besonders vorteilhaft ist die Verwendung der Vorrichtung in einem Strommesser, wobei ein solcher erfindungsgemäßer Strommesser außer dem Sensormittel (15), der beispielsweise als Hall-Sensor, als lateraler Magnetotransistor und/oder als magnetoresistiver Widerstand ausgebildet ist, eine Auswerteschaltung, beispielsweise in Form eines ASICs, umfasst . Weiterhin umfasst ein solcher erfindungsgemäßer Strommesser den Leiter 1 in seiner speziellen Geometrie. Weiterhin ist vorgesehen, einen solchen erfindungsgemäßen Strommesser mittels des erfindungsgemäßen Leiters 1, dem Sensormittel 15 inklusive seiner Montagehilfen 50, 51, 52 in ein Gehäuse zu integrieren, so dass lediglich die Steuerungs- und Signalleitungen für die Auswerteschaltung einerseits und andererseits die Zuführungen und Ableitungen für den zu messenden Strom im Leiter 1 außerhalb des Gehäuses zugänglich sind. Ein solches Gehäuse ist insbesondere in Form einer Vergußmasse erfindungsgemäß vorgesehen. Insbesondere umfasst eine solche Vergußmasse magnetisch aktives Material, das der Abschirmung von Störmagnetfeldern am Sitz des Sensormittels 15 dient. Die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. des erfindungsgemäßen Stromsensors in einem Kraftfahrzeug zur Messung verschieden großer Ströme, insbesondere über einen sehr weiten Bereich von Größenordnungen, ist besonders vorteilhaft, da in einem Kraftfahrzeug bzw. in dessen Umfeld elektromagnetische Störfelder besonders intensiv und störend sind. Beim Aufbau des Strommessers ist darauf zu achten, dass die verwendeten Materialien zur Montage des Sensormittels 15 die Feldverteilung des durch den stromführenden Leiter 1 erzeugten Magnetfelds nicht oder nur unwesentlich beeinflussen.It is particularly advantageous to use the device in an ammeter, such an ammeter according to the invention, in addition to the sensor means (15), which is designed, for example, as a Hall sensor, as a lateral magnetotransistor and / or as a magnetoresistive resistor, an evaluation circuit, for example in the form of an ASIC , includes. Such a current meter according to the invention further comprises the conductor 1 in its special geometry. Furthermore, it is provided to integrate such an ammeter according to the invention into a housing by means of the conductor 1 according to the invention, the sensor means 15 including its assembly aids 50, 51, 52, so that only the control and signal lines for the evaluation circuit on the one hand and the feeds and discharges for the current to be measured in conductor 1 is accessible outside the housing. Such a housing is provided according to the invention in particular in the form of a casting compound. In particular, such a casting compound comprises magnetically active material which serves to shield interference magnetic fields at the seat of the sensor means 15. The use of the device according to the invention or the current sensor according to the invention in a motor vehicle for measuring currents of different sizes, in particular over a very wide range of orders of magnitude, is particularly advantageous since electromagnetic interference fields are particularly intense and disruptive in a motor vehicle or in its environment. When setting up the ammeter, care must be taken that the materials used for mounting the sensor means 15 do not influence the field distribution of the magnetic field generated by the current-carrying conductor 1, or only do so to an insignificant extent.
Der Querschnitt der Abschnitte 10, 20, 30, 40 ist erfindungsgemäß insbesondere rundvorgesehen, kann jedoch auch anders vorgesehen sein, beispielsweise oval, quadratisch, rechteckig o.a. According to the invention, the cross section of the sections 10, 20, 30, 40 is particularly round, but can also be provided differently, for example oval, square, rectangular or the like.
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