[发明专利]电流传感器设备和无接触式电流测量方法

权利要求书

1.一种电流传感器设备，所述电流传感器设备具有：

第一初级导体，所述第一初级导体被构造用于，传导具有第一电流强度的第一初级电流，

第二初级导体，所述第二初级导体被构造用于，传导具有第二电流强度的第二初级电流，

磁芯，所述磁芯包围所述第一初级导体和所述第二初级导体，使得在所述磁芯中，第一初级电流产生第一磁场分量，并且第二初级电流产生第二磁场分量，其中，所述第一磁场分量和所述第二磁场分量叠加成总磁场，和

分析装置，所述分析装置包括：次级导体，所述次级导体在至少一个区段处由所述磁芯包围；可控电压源，其与所述次级导体连接并且被构造用于施加具有可控极性的电压到所述次级导体上，使得相应的次级电流流过所述次级导体，

其中所述分析装置被构造用于，

基于所述磁芯中的所述总磁场，产生表示所述第一电流强度和所述第二电流强度的所述叠加的信号，

确定所述次级电流的频谱，以及

基于所述频谱确定代表所述第一初级电流的幅度的测量值。

2.根据权利要求1所述的电流传感器设备，其中，所述第一初级电流在所述第一初级导体中流动并且所述第二初级电流在所述第二初级导体中流动，使得在所述磁芯中所述第一磁场分量与所述第二磁场分量相互反向。

3.根据权利要求2所述的电流传感器设备，其中，所述第一初级电流和所述第二初级电流具有相同的频率。

4.根据权利要求1所述的电流传感器设备，其中，所述分析装置具有：

与所述次级导体和所述可控电压源耦合的控制单元，所述控制单元被构造用于，持续地探测在所述磁芯中磁饱和的达到，并且在探测到所述磁芯中的磁饱和时控制所述电压源使所述电压换极，以便重新磁化所述磁芯，

电流分析单元，所述电流分析单元被构造用于产生代表所述次级电流的测量信号，以基于所述测量信号确定所述次级电流的所述频谱，并从所述次级电流的所述频谱求取所述第一初级电流的频率以及在所属的频率处所述第一初级电流的所述幅度。

5.根据权利要求4所述的电流传感器设备，其中，所述控制单元与所述电流分析单元耦合并且此外被构造用于，通过分析所述测量信号，当所述测量信号超出所定义的最大值或低于所定义的最小值时，探测到在所述磁芯中达到磁饱和。

6.根据权利要求4所述的电流传感器设备，其中，所述电流分析单元被构造用于周期性地采样所述测量信号并且借助频谱变换从采样值计算所述测量信号的数字频谱以获得所述次级电流的所述频谱。

7.根据权利要求1所述的电流传感器设备，其中，

所述次级电流具有振荡频率，

所述次级电流的所述频谱在所述次级电流的振荡频率处具有主瓣并且与所述主瓣对称地具有两个旁瓣，以及

由主瓣和旁瓣之间的间距或由所述两个旁瓣的间距求取所述初级电流的频率。

8.根据权利要求7所述的电流传感器设备，其中，主瓣和相邻的旁瓣之间的间距相应于所述初级电流的频率。

9.根据权利要求5所述的电流传感器设备，其中，所述电流分析单元此外被构造用于，

确定以下时间段并且产生相应于所述时间段的正的信号：在所述时间段期间，所述测量信号超出所定义的最大值，

确定以下时间段并且产生相应于所述时间段的负的信号：在所述时间段期间，所述测量信号低于所定义的最小值，

将所述正的信号和所述负的信号进行相互比较。

10.根据权利要求1所述的电流传感器设备，其中，所述分析装置具有至少一个磁场探测器并且被构造用于，借助所述至少一个磁场探测器确定所述第一初级导体的近场或所述第二初级导体的近场或两个初级导体的近场并且从所述第一初级导体的近场或所述第二初级导体的近场或这两个初级导体的近场求取所述第一初级电流或所述第二初级电流或两者。