[发明专利]用于电流测量的磁阻传感器布置

权利要求书

1.一种用于测量导体(1)中的电流的传感器单元，其包括至少一个磁阻传感器(5、6)，其中所述至少一个磁阻传感器(5、6)位于距所述导体(1)的外表面一定的径向距离处，其中，所述导体(1)具有圆形横截面，并且其中，其包括至少一个辅助线圈(7)，所述至少一个辅助线圈(7)用于对所述磁阻传感器(5、6)产生偏置磁场(H_bias)，该偏置磁场(H_bias)强到足以在整个电流测量处理期间连续地引起所述磁阻传感器(5、6)中的磁饱和。

2.根据权利要求1所述的传感器单元，其中，由所述辅助线圈(7)提供的所述偏置磁场(H_bias)的方向被定向为与由所述导体(1)中的电流产生的磁场(H_curr)的方向成大于60°的角，优选地成在80°至100°范围内的角，最优选地成在88°至92°范围内的角，并且其中，优选地，所述辅助线圈(7)被设置作为位于所述至少一个磁阻传感器(5、6)之外的、围绕所述导体(1)的轴的一个多匝绕组。

3.根据上述权利要求中任一项所述的传感器单元，其中，围绕所述导体(1)的周面对称地分布有至少一对磁阻传感器(5、6)、优选地有至少两对或三对磁阻传感器(5、6)，其中优选地，所述传感器(5、6)位于与所述导体(1)的外表面相距0至10mm范围内的距离处，考虑到传感器(5、6)的传感区域，优选地在相距0至5mm范围内的距离处。

4.根据上述权利要求中任一项所述的传感器单元，其中，所述磁阻传感器(5、6)是由与所述偏置磁场(H_bias)的方向基本上成45°角的探测电流(I_probe)来驱动的，其中优选地，使用具有四元件惠斯通布置的传感器。

5.根据上述权利要求中任一项所述的传感器单元，其中，设置有优选地为基本上圆筒形状的隔离内部支撑元件(9)，所述隔离内部支撑元件(9)包围所述导体(1)，且在其外表面上或至少部分嵌入在其中承载有至少一个磁阻传感器(5、6)，其中优选的是，到所述传感器的电连接首先轴向地然后径向地被引导远离所述传感器，并且，其中还优选的是，设置了优选地为基本上圆筒形状的外部支撑元件(10)，所述外部支撑元件(10)径向地包围所述内部元件和位于其上/其中的所述传感器(5、6)，并且在其外周面上或至少部分地嵌入到其外周面中承载有作为多匝绕组的所述辅助线圈(7)，其中所述多匝绕组在所述传感器(5、6)所位于的位置处围绕所述导体(1)的轴，其中还优选的是，所述内部支撑元件(9)和/或所述外部支撑元件(10)是由氟化材料制成的，该氟化材料优选地选自PTFE及其化学改性物/化学混合物。

6.根据权利要求5所述的传感器单元，其中，所述多匝绕组被树脂浇铸到所述外部支撑元件(10)之上或之中。

7.根据上述权利要求中任一项所述的传感器单元，包括附加线圈，所述附加线圈用于针对由所述导体(1)中的电流所感应的所述磁场(H_curr)产生减去磁场。

8.根据上述权利要求中任一项所述的传感器单元，用于对所述导体(1)中的高达100kA、或甚至高达200kA或500kA的电流进行测量，其中测量范围优选地为以由所述导体(1)中的电流所感应的所述磁场(H_curr)的零值为中心的+/-300A，最终采用附加线圈对该传感器单元进行校正以用于补偿。

9.根据上述权利要求中任一项所述的传感器单元，其中，所述辅助线圈(7)被设计和定位成使得在所述至少一个传感器(5、6)的位置处产生至少3.5mT、优选地为至少3.75mT的磁偏置场(H_bias)，并且，其中还优选的是，所述磁偏置场(H_bias)被控制成随着时间在小于0.1％的范围内、优选地在小于0.01％的范围内变化。

10.根据上述权利要求中任一项所述的传感器单元，包括用于控制所述磁阻传感器(5、6)、用于馈给所述至少一个辅助线圈(7)以及用于放大和/或估计所述磁阻传感器(5、6)的信号的电子单元，其中，优选地通过使用至少一个电池单元来专门为所述电子单元供电，和/或其中，所述电子单元是由低磁场噪声部件和/或低电场噪声部件构成的。