DE2734729C2 - Meßwandler zum potentialfreien Messen von Strömen oder Spannungen - Google Patents
Meßwandler zum potentialfreien Messen von Strömen oder SpannungenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Meßwandler
j"i zum potentialfreien Messen von Strömen der im
Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten An (JEEE Transactions on Instrumentation and Measurement.»Vol.«
JM-2I.No.4. November 1972.Seite 346 bis
349).
so Die Fig. I zeigt einen solchen bekannten Meßwandler,
der aus einem ringförmigen Magnetkern 1. einem den zn messenden Strom /,„ führenden Meßleiter 2. einer
Vormagnetisierungswicklung 3 und aus einer Induktionswickiung 4 besteht. Der Meßleiler 2 ist durch den
r> geschlossenen magnetischen Kreis des Magnetkerns 1 geführt, könnte aber auch in gleicher Weise wie die
Vormagnetisierungswicklung 3 in mehreren Windungen um den Magnetkern gewickelt sein.
Beim Betrieb dieses Meßwandlers erzeugt ein durch die Vormagnetisierungswicklung 3 fließender, vorzugsweise
dreieckförmiger />rmagnetisierungsstrom /, ein Magnetfeld, das den als Magnelfeldkomparator arbeitenden
Magnetkern 1 abwechselnd in beide Sattigungsrichtungen steuert. Wenn der Meßstrom /,„ den Wert
Vi Null aufweist, wird in der Induklionswicklung 4 eine
symmetrische Induktionsspannung f/, induziert, die im
wesentlichen aus positiven und negativen Impulsen besteht, welche im Zeitpunkt der Ummagnclisierung
des Magnetkerns 1 auftreten und sich mit gleichen
)0 zeitlichen Abständen folgen. Ist hingegen der Momen
tanwert des Meßstromes /„, größer als Null, so
unterstütz! dieser die magnctisiercndc Wirkung des
Vormagnetisierungsstromes /,. wodurch eine zeitliche
Verschiebung der positiven und negativen Impulse der
r> Induktionsspannung //, auftritt. Diese /eilliche Verschiebung
kann als Maß für die Stärke und Richtung des Meßstromes /,„ ausgewertet werden. Die Induktions
wicklung 4 ist nicht unbedingt erforderlich, da auch in
der Vormagneiisierungswickliing 3 eine Spannung
mi induziert wird, deren zeitlicher Verlauf in gleicher
Weise als Maß für den Meßsirom /,„dienen kann.
Der bekannte McMwaiullcr liefert eine Indukltons
spannung Ll11, deren Impulse verhältnismäßig breit sind
und eine geringe Flankensteilheit aufweisen. Zudem ist
i,r> die Addition der beteiligten Magnetflüsse bzw. Magnetfelder
in der Nähe der Sättigung des Magnetkerns I schwierig zu beherrschen, was /ii einem komplizierten
Wicklungsaufbau oder /ii aufwendigen Ahglcichopcra-
tionen führt. Außerdem ist die zeitliche Verschiebung
der Impulse gegenüber dem Magnetfeld-Nulldurchgang verhältnismäßig groß. Diese Situation ändert sich nur
unwesentlich, wenn der Magnetkern 1 eine Verjüngung zur Verminderung der Sättigungsfeldstärke aufweist.
Der bekannte Meßwandler ist daher zur Präzisionsmessung schnell veränderlicher Meßströme nicht geeignet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Meßwandler der eingangs genannten Art zu schaffen,
dessen Magnetfeldkomparator praktisch verzögerungsfiei
ist und dessen Ausgangsimpulse den Zeitpunkt des Magnetfeld-Nulldurchgangs eindeutig und mit großer
Genauigkeit markieren.
Die Erfindung besteht in den im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.
Nachfolgend werden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigt
F i g. 1 einen bekannten Meßwandler,
F i g. 2 einen auf ein Substrat aufgetragenen Magnetfilm,
F i g. 3 bis 7 verschiedene Ausführungsformen von Meßwandiern mit einem Magnetkern,
F i g. 8 ein Diagramm,
F i g. 9 und 10 Stromteiler für den Meßstrom und
Fig. 11 bis 13 verschiedene Meßwandler ohne
Magnetkern.
In der F i g. 2 bedeutet 5 einen vorzugsweise anisotropen Magnetfilm, dessen Dicke d im Vergleich
zur Länge h und zur Breite b sehr gering ist. Dieser
Magnetfilm 5, der erfindungsgemäß als Magnetfeldkomparator dient, ist vorzugsweise auf ein nichtmagnetisches
Substrat 6 aufgetragen, das ihm die erforderliche mechanische Festigkeit verleiht und /. B. aus einem
Glas oder Kunststoffplättehen besteht. Das Auftragen des Magnetfilms 5 auf das Substrat 6 kann nach
bekannten Verfahren durch Aufdampfen im Vakuum oder durch galvanische Beschichtung erfolgen. Der
Magnetfilm 5 kann /. B. auch eine durch Walzen hergestellte, auf das Substrat 6 aufgeklebte Folie sein.
Als Werkstoff für den Magnetfilm 5 eignen sich /. B. bekannte NiFe- oder NiFeCr-Magnetlegierungen.
Der anisotrope Magnetfilm 5 kann in den weiter unten beschriebenen McBwandlern prinzipiell in der
magnetischen Vor/ugsrichtung oder in der schweren Richtung betrieben werden. Beim Betrieb in der
Vor/ugsrichtung soll d'c Koerzitivfeldstärke des Magnetfilms
5 möglichst gering und die Wandgeschwindigkeit groß sein. Eine möglichst geringe Anisotropicfcldstärke
ist beim Betrieb in der schweren Richtung vorteilhaft. Die Funktionsbeschreibung der im folgenden
erläuterten Ausführungsbcispielc bezieht sich auf den Betrieb in der magnetischen Vor/ugsrichtung. der
sich als besonders vorteilhaft erwiesen hat.
In der F i g. i sind gleiche Teile wie in den F ι g. >
im.' 2 mit den gleichen ßc/ugszahlcn bezeichnet, hin Magnet
kern 7. der aus ferromagnctischem Material mit hoher Permeabilität besteht, wiederum die Vormagnetisieringwicklung
3 trägt und den Meßleiier 2 /angenförmig timful.lt, unterscheidet sich vom Magnetkern I der
Fig. I durch einen Luftspalt 8. der mit dem Magnetfilm
5 überbrückt ist. Die beiden längsscitigcn finden des
Magnclfilms 5 sind auf der äußeren Mantelfläche des Magnetkerns 7 an diesem befestigt, beispielsweise
aufgeklebt. Der Magnetfilm 5 ist vorteilhaft wesentlich langer als der Luftspalt 8, so daß zwischen dem
Magnetkern 7 und dem Magnctfilni 5 möglichst große Berührungsflächen 9 entstehen. Falls der Mugnetfilm 5
auf einem Substrat 6 (Fig. 2) angeordnet ist, so liegt
dieses in der Fig. 3 der besseren Übersichtlichkeit halber nicht gezeichnete Substrat vorfeilhafi auf der
dem Magnetkern 7 abgewandten Außenfläche des ■ Magneifilms 5, damit an den Berührungsflächen 9
zwischen dem Magnetkern 7 und dem Magnetfilm 5 kein Luftspalt entsteht. Die Breite des Magnetfilnns 5
entspricht etwa jener des Magnetkerns 1.
Der beschriebene Meßwandler arbeitet wie folgt:
if· Im Ruhezustand ist der Magnetfilm 5 gesättigt und
seine Permeabilität entspricht jener des Vakuums. Durch den Meßstrom /„, und den Vormagnetisierungsstrom
Λ, die den Magnetkern 7 durchfluten, wird im Luftspalt 8, wo der Magneifilm 5 angebracht ist, ein
magnetisches Außenfeld H^ aufgebaut, für das unter der
Annahme idealer Verhältnisse gilt:
n, ■ I, -t- ;i,„ · /„
wobei n, die Windungszahl der Vormagnetisierung
2> wicklung 3, n,„d\c Windungszahl des Meßleiters 2 und /
die Lange des Luftspaltes 8 bedeutet. Sobald dieses Außenfeld H3 die Wandbewegungsfeldslärke des Magnetfilms
5 überschreitet, beginnt im Magnetfilm ein Ummagneiisierungsvorgang. der sich durch die Ver-
ii> Schiebung einer Blochwand deuten läßt. Diese Verschie
bung geht sehr rasch vorsieh, so daß die Magnetisierung
Null im Magnetfilm 5 gegenüber dem Zustand //., = 0 um
einen nur sehr geringen Betrag verzögert auftritt. In diesem Zeitintervall ist die Permeabilität des Magnet-
π films 5 sehr groß, der magnetische Kreis ist ui,er den
Magnetfilm maximal geschlossen und der Magnetfluß im magnetischen Kreis steigt steil an. Diese Magnetflußänderung
äußert sich in einem steilen Spannungssprung in der Vormagnetisierungswicklung 3 und gegebenen
fallsin einer lnduktionswi(.klung4(F ig. 1). Danach wird
der Magnetfilm 5 in der anderen Richtung gesättigt.
seine Permeabilität entspricht wieder der des Vakuums.
die Blochwand hat die ganze Filmbreile durchlaufen.
Für das effektive, den Magnetfilm 5 schallende
•n Magnetfeld //,/,gilt:
η, I, t ii„, /,„
a A I
wobei /. die Lange des magnetischer; Kreises im
Magnetkern 7. Λ dessen yuerschn:ttsfläche. ./ die
Querschnittsfläehe des Magneiiilms 5. M. die Salti
gungsniagneiisierung des Magnetfilms. //,, die absolute
Permeabilität und //, die relative Permeabilität de·,
Magnetkerns bedeiiiel. Die Proportionalitätsbeilngung
H111-(H1 /, + n„. I1,,) = Σ I
ist erfüllt, wenn in der oben angefünrlen Gleichung für
HcHtier zweite Term verschwindet, also gilt:
A ρ ./und/oder/ -μ, $>
I.
Die Einhaltung der /weilen I Ingleichiini· ergibt
außerdem ilen größtmöglichen Proporiiorialitiitsfaktor
£=-j-zwischcn Hcnund2 /,weil dann gill:
Der Mcßslrom /,„ und der Vormagnctisieriingsstrom
/, werden also am On des als Magnctfeldkompanitor
arbeitenden Magnetfilms 5 auf dem Umweg über den magnetischen Fluß im Magnetkern 7 in genau
proportionale Magnetfelder umgewandelt. Der Zeitpunkt des Nulldurchgangs dieses Magnetfeldes wird
durch einen Ausgangsimpuls, der eine große Steilheil und gegenüber dem Ereignis Σ I = 0 eine minimale
Verzögerung aufweist, eindeutig und mil großer Genauigkeit markiert. Ferner ist die zeitliche Lage des
Aiisgangsimpulscs weitgehend unabhängig vom Winkel, unter dem sich die Ströme /,„ und /, im Slr-im-7.cit-Diagramm
kreuzen.
Die erwähnte Vorteile beruhen auf den mit einem sehr dünnen Magnetfilm erziclbaren besonderen mn
gnetischen Eigenschaften, nämlich einer kleinen dynamischen Koerzitivfeldstärkc, einer großen Schaltgeschwindigkeit
des Magnetfilms, kleiner Wirbelstromverluste, kleiner Sättigungsfeldstärke, kleiner Entmagnetisierung
(Scherung), kleiner Dispersion der magnetischen Eigenschaften innerhalb des kleinen und Jünnen
Magnetfilms durch höh'.· ir.ctailurgische Reinheil und
Homogenität sowie hoher uniaxiale Anisotropie.
Die Dicke c/des Magnetfilms 5 soll höchstens einige
Mikron betragen, um die Sättigungsfeldstärke. die Entmagnetisierung und die Wirbelstromverluste möglichst
klein zu halten. Eine größere Filmdicke äußert sich zwar in einem größeren Energieinhalt der Ausgangsimpulse,
wirkt sich aber vor allem in einer zeitlichen Verbreiterung und nicht in einer spannungsmäßigen
Vergrößerung der Ausgangsimpulse aus. Besonders vorteilhaft beträgt die Filmdicke dhöchstens 2 Mikron:
dies ergibt vernachlässigbare Wirbelstromverluste im Magnetfilm 5 und damit eine Schaltgeschwindigkeit, die
nur noch durch Stoffparameter des Magnetfilms, wie Wandmobilität, Reinheit usw., begrenzt ist.
Weitere Vorteile des beschriebenen Meßwandlers sind in der leichten Herstellbarkeit und in der
Widerstandsfähigkeit der magnetischen Parameter gegen mechanische Beanspruchungen, in der Freiheit
von Magnetostriktion, der Möglichkeit zur kontinuierlichen Fertigung und der problemlosen Befestigungsmöglichkeit der Magnetfolie 5 durch Kleben u. dgl. zu
sehen.
uie Fig.4 bis 7 zeigen vorteilhafte Ausgestaltungen
der Vormagnetisierungswicklung 3, der Induktionswicklung 4 und des Magnetkerns, die weitgehend miteinander
kombinierbar sind. In den Fig.4 bis 6 sind die Vormagnetisierungswicklung 3 und die Induktionswickiung
4 als Zyiinderspulen ausgebildet, die in den F i g. 4 und 5 axial nebeneinander und in der Fig. 6
konzentrisch angeordnet sind. In der Fig. 7 umschlingt
die Induktionswicklung 4 den Magnetfilm 5 im Bereich des Luftspaltes, wodurch ein Übersprechen des
Vormagnetisierungsstroms /, auf die Induktionswicklung 4 weitgehend verhindert wird.
Der Magnetkern 10 nach der Fig.4 besteht aus einem U-förmigen Teil mit nach innen abgewinkelten
Polschuhen 11, 12. an deren in einer gemeinsamen Ebene liegenden Polflächen der Magnetfilm 5 befestigt
ist. Der Magnetkern 13 nach der Fig. 5 besteht ebenfalls aus einem U-förmigen Teil mil nach inner
abgewinkelten Polschuhcn 14, 15, wobei jedoch die
Innenflächen 16, 17 der Polschuhenden wieder pantile zu den Schenkeln des U-förmigen Teils verlaufen
ι Dadurch können Sättigiingserschcinungen in der
Polschuhen 14,15 vermieden werden.
Der U-förmigc Magnetkern 18 nach den F i g. 6 und weist keine Polschuhc auf; die Länge des Lufispaltcj
entspricht etwa der Spulenbreite der Vormagnctisic
ίο rungswicklung3.
Bei den beschriebenen Meßwandlern können die Windungszahl n,der Vormagnetisicrungswicklung3.dk
Windungszahl n, der Induktionswicklung 4 und die Länge / des Luftspaltcs 8 (Fig. 3) weitgehenc
ii unabhängig voneinander gewählt werden. Mit dei
Windungszahl n, wird der Vormagnetisierungsstrom /,
dessen Amplitude vorteilhaft nicht größer als einige zehn Milliampere ist, um aufwend'fi· Hilfsmittel zi
seiner Erzeugung zu vermeiden, an den Meßstrom /,
jo angepaßt. Die Windungszahl ns bestimmt die Höhe der
induzierten Ausgangsspannung U1. Mil der Wahl der
Luftspaltlänge / wird die im Luftspalt 8 erzeugte Feldstärke H,festgelegt.
Die Fi ρ 8 zeigt den Verlauf der Ausgangsspannune
:-) U„ in Funktion der Zeit t, der an einem Meßwandi.·
gemäß der Fig.4 mit den folgenden Daten ermiticl
wurde:
Material des Magnetkerns 10 Ferrit
jo Material des Magnetfilms 5 NiFe
Länge h des Magnetfilms 5 5 mm
Breite ödes Maynetfiims5 lmm
Dicke rfdes Magnetfilms5 1,5 Mikron
Länge /des Luftspaltes 1 mm
j) Windungszahl nvder Wicklung3 250
Windungszahl ns der Wicklung 4 250
Amplitude des Stromes I, 20 mA
Frequenz des Stromes/v IkHz
jo Es wurde eine Amplitude des Ausgangsimpulses von
30 mV, eine Anstiegszeit tr von 5μ5, eine Abfallzeit U
von 11 μ& sowie eine Impulsdauer tp von 10 μϊ gemessen.
LJm mit dem Meßwandler sehr hohe Ströme messen
zu können und die Windungszahl n, sowie den
χ; Vormagnetisierungsstrom I, trotzdem in annehmbaren
Grenzen zu halten, kann es zweckmäßig sein, den zu messenden Strom mit Hilfe eines Stromteilers in den
Meßstrom lm und einen Nebenschlußstrom aufzuteilen
Die Fig. 9 und 10 zeigen vorteilhafte Ausführungsfor
ίο men für einen solchen Stromteiler.
Der Stromteiler 19 nach der Fi ".9 besteht aus einer
einzigen Metallplatte, die Stromabschlüsse 20, 21 sowie einen längs zur Stromflußrichtung verlaufenden Schnit
22 aufweist, welcher den mittleren Bereich der Metallplatte in einen Meßstrompfad 23 und einen
Nebenschlußstrompfad 24 aufteilt. Die beiden Strom pfade 23, 24 sind in entgegengesetzter Richtung
halbkreisförmig ausgebuchtet und bilden eine Öse. in die der Magnetkern 7, 10, 13 oder 18 derart eingeführt
bo werden kann, daß der magnetische Kreis des Magnetkerns
den Meßstrompfad 23 umschließt.
Die Fig. 10 zeigt einen ebenfalls aus einer einzigen
hier jedoch flachen Metallplatte bestehenden Stromteiler 25 mit Stromanschiüssen 26,27, einem Nebenschluß
e>5 strompfad 28 und einem von diesem durch einen
ausgestanzten Ausschnitt 29 getrennten Meßstrompfa 30. Der Magnetkern 7, 10, 13 oder 18 wird hier in den
Ausschnitt 29 eingeführt, so daß der magnetische Krei
des Magnetkerns den Meßstrompfad 30 umschließt.
Die Ausbildung des Stromteiler 19 bzw. 25 als
einstückige Metallplatte gewährleistet ein konstantes, von Umwelteinflüssen unabhängiges Stromteilervcrhältnis.
Die durch den Stromteiler 19 bzw. 25 verursachte Phasenverschiebung
= arclan
(o) = Kreisfrequenz, /.= Induktivität des Meßwandlers,
R — Widerstand des Meßstrompfades 23 bzw. 30) kann klein gehallen werden, wenn ein kleiner Querschnitt der
Metallplatte und damit ein großer Widerstand R des Meßslrompfades sowie dur"h entsprechende Dimensionierung
des Meßwandlers eine möglichst kleine Induktivität L gewählt werden. F'ine gewisse Kompensation
der Phasenverschiebung φ ergibt sich bereits
Λ.._„u -i;rt nn^i;ni,n c„u„l» ..~u...:_,j;,.i,n:. ,1 114 »
films 5; eine allenfalls erforderliche zusätzliche Kompensation
kann mit einfachen Phasenverschiebergliedern oder durch die Belegung des Nebenschlußpfades
24 bzw. 28 durch eine weichmagnetische Schicht geeigneter Dicke erzieh werden.
Bei den vorstehend beschriebenen Meßwandlern erfolgt, wie bereits erwähnt, die Umwandlung des
Meßstromes /„, und des Vormagnetisierungsslromes A in proportionale Magnetfelder auf dem Umweg über
den Magnetfluß in einem Magnetkern. Im folgenden werden einige Ausführungsbeispiele erläutert, bei denen
der Meßslrom lm und der Vormagnetisierungsstrom /,
am Ort des Magnetfilms 5 unmittelbar in proportionale Magnetfelder umgewandelt werden, so daß kein
Magnetkern erforderlich ist.
In der F i g. 11 weist ein den Meßstrom lm führender
Meßleiter 31 die Form eines Flachleiters auf. Die Vormagnetisierungswicklung 3 ist durch eine scheibenförmige
Flachspule 32 gebildet. Der Magnetfilm 5 ist zwischen dem Meßleiter 31 und einem zu diesem
parallelen Teil der Flachspule 32 in einer Zone angeordnet, in welcher sowohl das durch den Meßstrom
In, erzeugte magnetische Oberflächenfeld des Meßleiters
31 als auch das durch den Vormagnetisierungsstrom /,· erzeugte magnetische Oberflächenfeld der Flachspule
32 homogen sind. Eine solche, allein von geometrischen Faktoren abhängige Zone homogenen Magnetfeldes
kann geschaffen werden, wenn der Meßleiter 31 und der zu diesem parallele Teil der Flachspule 32 möglichst
nahe aufeinandcrliegen und einen möglichst flachen Querschnitt, d. h. eine im Vergleich zur Breite b\ bzw. bi
geringe Dicke cA bzw. ^aufweisen.
Die Flachspule 32 kann als selbsttragende Spule aus Band oder aus Draht mit einer oder mehreren
Windungen je Wicklungslage hergestellt werden. Ferner kann die Flachspule aus einer oder mehreren
Leiterplatten bestehen, die ein- oder beidseitig eine spiralförmige Kupferschicht in der Art einer geätzten
gedruckten Schaltung aufweisen. Der Magnetfilm 5 kann beispielsweise unmittelbar auf den Meßleiter 31
geklebt werden.
Der Meßwandler nach der Fig. 12 unterscheidet sich
von jenem nach der F i g. 11 nur dadurch, daß die Vormagnelisicrungswickliing 3 durch eine Flachzylinderspule
33 gebildet ist. wobei der Magnetfilm 5 zwischen dem Meßleiter 31 und der einen Fl.iuhseitc der
Flachzylindcrspulc liegt. Am Ort des Magnetfilms 5 überlagern sich das magnetische Außcnfeld der
(.henfeid des Meßleiters 31.
In der Fig. 13 bedeutet 34 eine Flach/ylinderspule,
welche die Vormagnetisierungswicklung 3 bildet und den Magnetfilm 5 umschlingt. Fin den Meßstrom /„,
führender, als Flachleiter ausgebildeter Meßleiter 35
umschlingt die Flach/ylinderspule 34 schlaufenartig. Am Ort des Magnetfilms 5 überlagern sich das magnetische
Innenfeld der Flachzylinderspule 34 und jenes der durch den Meßleiter 35 gebildeten Schlaufe, Ein magnetischer
Rückschluß 36 aus einem Material mit hoher Permeabilität sorgt für eine magnetische Verbindung
zwischen den beiden einander gegenüberliegenden Enden des aus der Flachzylinderspule 34 herausragenden
Magnetfilms 5 und reduziert dadurch die Entmagnetisierung (Scherung) im Magnetfilm 5.
Die beschriebenen Meßwandler dienen zur potentialfreien Messung von Gleich- oder Wechselströmen.
Durch Reihenschaltung eines hochohmigen Widerstandes mit dem Meßleiter, durch Ersatz des Meßleiters
durch eine Wicklung mit entsprechend hoher Windungszahl oder durch Kombination der be'den genannten
Möglichkeiten können mit ihnen auch Gleich- oder Wechselspannungen gemessen werden. Sie liefern sehr
steile und schmale Ausgangsinipulse, deren zeitliche Verschiebung als Maß für den Momentanwert der
Größe und Richtung des zu messenden elektrischen Signals verwendet werden kann. Vorteilhaft werden die
beschriebenen Meßwandler als Eingangswandler in statischen Elektrizitätszählern verwendet.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
909 614/494
Claims (17)
1. MeQwandler zur potentialfreien Messung von
Strömen oder Spannungen, mit einem den MeB-stmm führenden Meßleiter, mit einer einen Vormagnetisierungsstrom
führenden Vormagnetisierungswicklung und mit einem Magnetfeldkomparator, der
dem vom MeOstrom sowie dem vom Vormagnetisierungsstrom erzeugten Magnetfeld ausgesetzt ist und
durch das vom Vormagnetisierungsstrom erzeugte Magnetfeld abwechselnd in beide Sättigungsrichtungen
gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet,
daß der Magnetfeldkomparator ein Magnetfilm (5) mit im Vergleich zur Länge (h)und Breite (b)
sehr geringer Dicke (d) ist
2. Meßwandler nach Patentanspruch 1, Jadurch gekennzeichnet, daß der Magnetfilm (5) auf ein
Substrat (6) galvanisch aufgetragen oder aufgedampft ist.
3. Meßwandler nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetfilm (5) eine
gewalzte Folie ist.
4. Meßwandler nach Patentanspruch 2 oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetfilm (5)
anisotrop ist und in der magnetischen Vorzugsrichtung magnetisiert wird.
5. Meßwandler nach einem der Patentansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetfilm
(5) eine Dicke (d) von höchstens einigen Mikron aufweist.
6. Meßwandler nach einem der Patentansprüche 1 ^is 5. dadurch gekennzeichnet, daß der Meßstrom
(lm) und der Vormagnetisierungsstrom (Ix) einen
Magnetkern (7; lü; 13; 18) durchfluten und daß ein Luftspalt (8) ctes Magnetkerns mit dem Magnetfilm
(5) überbrückt ist.
7. Meßwandler nach Patentanspruch b, dadurch gekennzeichnet, daß das Produkt aus der Luftspaltlänge
(I) und der relativen Permeabilität (μ,) des
Magnetkerns (7; 10: 13; 18) viel größer ist als die Länge (L) des magnetischen Kreises des Magnetkerns^;
10; 13:18).
8. Meßwandler nach Patentanspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Enden des Magnetfilms (5) an je einem Polschuh (11; 12; 14; 15)
des Magnetkerns(10; 13) befestigt sind.
9. Meßwandler nach einem der Patentansprüche 6 bis 8. dadurch gekennzeichnet, daß eine Induktionswicklung (4) den Magnetfilm (5) umschlingt.
10. Meßwandler nach einem der Patentansprüche 6 bis 9. dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische
Kreis des Magnetkerns (7; 10; 13; 18) einen Meßstrompfad (23; 30) eines aus einer einzigen
Metallplatte geformten Stromleiters (19; 25) umschließt.
11 Meßwandler nach einem der Patentansprüche
I bis 'S, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßleiter
(31; 35) ein I lachlciicr und die Vormagnetisierungs
wicklung (J) eine Spule (32; 33; 34) mit flachem Querschnitt isi und daß der Magnetfilm (5) in einer
Zone angeordnet ist. in der sowohl der Meßsirom
(I1n) als auch der Vormagnelisicrungsstrom (Ix) ein
homogenes Magnetfeld erzeugen.
12. McUwandlcr nach Patentanspruch I !,dadurch
gekennzeichnet, daß der Magnetfilm (5) zwischen dem Dachleiter (31) und einem zu diesem parallelen
Teil der Spule (32; 33) angeordnet ist.
13. Meßwandler nach Patentanspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, daß die Spule (32) eine scheibenförmige
Flachspule ist.
14. Meßwandler nach Patentanspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, daß die Spule (33) eine Flachzylinderspule ist.
15. Meßwandler nach Patentanspruch I !,dadurch
gekennzeichnet, daß die Spule (34) eine Flachzvlinderspule ist, die vom Meßleiter (35) umschlungen
ist und die den Magnetfilm (5) umschlingt.
16. Meßwandler nach Patentanspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein magnetischer
Rückschluß (36) zwei einander gegenüberliegende, aus der Spule (34) herausragende Enden des
Magnetfilms (5) miteinander verbindet.
17. Verwendung des Meßwandlers nach einem der Ansprüche 1 bis 16 als Eingangswandler in einem
statischen Elektrizitätszähler.
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CH845577A CH618043A5 (en) | 1977-07-08 | 1977-07-08 | Instrument transformer for the isolated measurement of currents or voltages |
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