[发明专利]用于校准电流传感器的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于校准电流传感器的方法、一种用于测量电流的方法以及一种用于实施所述方法的控制装置。

背景技术

为了在机动车中实施由电源输出到电气负载上的电流的测量，可以将电流传感器在电源与电气负载之间串联连接。例如由文献DE 10 2011 078548 A1已知一种这样的电流传感器。

发明内容

本发明的任务在于，改善电流传感器在电源与负载之间的串联连接。

该任务通过独立权利要求的特征解决。优选的改进方案是从属权利要求的主题。

按照本发明的一个方面提出一种用于校准电流传感器的方法，该电流传感器被设计用于测量电流，该方法包括如下步骤：

-施加加热电流到电流传感器；

-测量温度，该温度基于由加热电流引起的在电流传感器上的损耗功率而出现；以及

-通过测得的温度校准电流传感器。

提出的电流传感器基于如下考虑，电流的测量是与温度有关的，这正好在具有大幅波动的环境温度的应用领域中——例如在汽车领域中——对电流传感器具有不可低估的歪曲测量结果的影响。提出的电流传感器又基于如下考虑，即该影响正好在特别成本有利的电流传感器中——其中测量结果根据温度非常大幅度地波动——可以通过特性曲线调整，在该特性曲线中由温度误差释放的电流对比于借助于成本有利的电流传感器检测的电流。通过这种方式可以将借助于成本有利的电流传感器检测的电流值总是对应于一个精确的电流值。

为此然而必须在测量的准备阶段确定该与温度有关的特性曲线。在提出的电流传感器的范围中在此得知，为此必须在电流传感器的不同环境温度下记录前述特性曲线。然而用于产生电流传感器的环境温度的为此必要的成本不是微不足道的。

为了降低该成本，围绕提出的电流传感器的范围提出，将电流传感器在待测量的电流的电流消耗时无论如何都会产生的损耗功率用于产生环境温度。该实施方案基于如下考虑，即电流传感器周围的环境温度可以不是突然地变化。相比之下，上述特性曲线的记录可以比较快速地实现，从而可以在一次通过损耗功率调节的环境温度的情况下可靠地在该温度范围中校准电流传感器，而无需外部热源用于模拟对于校准必要的温度范围。

在本方法的一个改进方案中，当测得的温度的波动低于预定值时，校准电流传感器，从而电流传感器的校准如果甚至没有在电流传感器的稳态温度状态的范围中实现，那么至少在准稳态温度状态的范围中实现。

在另一改进方案中，提出的方法包括如下步骤：

-在校准电流传感器之后施加另一加热电流到电流传感器，该另一加热电流大于第一加热电流；

-测量温度，该温度基于由所述另一加热电流引起的在电流传感器上的损耗功率而出现；以及

-通过测得的温度校准电流传感器。

该改进方案基于如下考虑：基于施加到电流传感器上的加热电流的损耗功率来加热电流传感器是比较简单的。然而电流传感器的冷却不容易地或者仅仅在提高的时间花费的情况下是可能的。因此电流传感器的校准应该在对于校准最小的要考虑的温度下起动并随后逐步提高，因为电流传感器可以通过损耗功率快速加热。

在提出的方法的又一改进方案中，为加热电流选择一个值，在该值下在电流传感器上出现预定的温度。加热电流在此可以基于预定温度通过控制器或通过调节器进行调节，其中基于在电流传感器上可测量的温度的额定-/实际值比较来调节加热电流。

在一个特别的改进方案中，电流传感器具有能够基于控制信号进行调节的内阻，该内阻基于控制信号如此调节，使得通过待测量的电流引起的电压降保持不变，从而使控制信号取决于待测量的电流。这样的电流传感器在校准中是特别有利的，因为各个电流-控制信号特性曲线(不是上述校准特性曲线)与内阻成线性关系。经调节的内阻仅仅确定最大可测量的电流，该电流随着提高的内阻越来越小。这可以用于在提出的方法的范围中校准电流传感器，以便在前述电流传感器的高内阻的情况下已经以低加热电流实现相同的损耗功率消耗。可变的并且通过控制信号可调节的内阻可以是例如场效应晶体管。

按照本发明的另一方面，用于基于电流传感器测量电流的方法包括如下步骤：

-利用提出的方法校准电流传感器；以及

-借助于经校准的电流传感器测量电流。

在一个改进方案中，提出的方法包括如下步骤：

-基于参考电流源确定电流传感器的漂移；以及

-基于所确定的漂移校正测得的电流。