专利名称：供在测量通过导体的电流中使用的系统和方法
技术领域：
本文公开的主旨大体上涉及电流测量系统和方法，并且更具体地，涉及包括多个传感器的电流测量系统。
背景技术：
目前用于保护例如住宅或商业环境的断路器大体上检测过电流状况的存在并且控制分离断路器的触点的操作机制。各种类型的传感器已知用于监测通过断路器的电流。例如，可通过将分流电阻器安置在电流通路中并且测量跨该分流电阻器的电压而监测电流。由该分流电阻器生成的热以及与该分流电阻器关联的噪声通常在以此方式监测电流时提供另外的考虑。在另一个示例中，感测变压器用于检测导体内的交流电流(AC)水平而未在电流通路中安置分流电阻器。在再另一个示例中，固态磁场传感器用于测量流过导体的AC或直流电流(DC)而未在电流通路中安置分流电阻器。该磁场传感器测量磁通量并且输出对应于测量的磁通量水平的电压。因此，如果传感器和导体的相对位置改变，在没有进一步校准的情况下，这样的传感器容易出错。
发明内容
在一个方面，提供供在测量通过导体的电流中使用的传感器组件。该电流装置包括:第一传感器，其配置成测量由导体提供的第一磁通量并且生成与该第一磁通量成比例的第一信号；和第二传感器，其配置成测量由该导体提供的第二磁通量并且生成与该第二磁通量成比例的第二信号。该第二传感器与该第一传感器相隔第一预定距离。该电流装置进一步包括处理器，其耦合于该第一传感器和该第二传感器。该处理器配置成基于第一信号、第二信号和第一预定距离确定导体与第一传感器和第二传感器中的至少一个之间的半径。在另一个方面，提供供在保护负载免于过电流状况的断路器。该断路器包括:导体，其配置成将电流从电源传导到负载；第一磁场传感器，其配置成生成与来自该导体的第一磁通量成比例的第一信号；第二磁场传感器，其配置成生成与来自该导体的第二磁通量成比例的第二信号；和多个触点，其耦合于该导体。该第二传感器与该第一传感器相隔第一预定距离。该多个触点限定用于阻止电流从电源流到负载的断开位置以及用于允许电流从电源流到负载的闭合位置。断路器进一步包括处理器，其配置成基于第一信号、第二信号和第一预定距离检测过电流状况，并且响应于该过电流状况将多个触点致动到断开位置。在再另一个方面，提供供在测量通过导体的电流中使用的方法。该方法包括从第一传感器接收指示由导体提供的第一磁通量的第一信号、从第二传感器接收指示由该导体提供的第二磁通量的第二信号并且基于该第一信号、该第二信号以及该第一传感器与该第二传感器之间的预定距离确定该导体与该第一传感器之间的半径。
图1是配电系统的示范性实施例的框图。图2是可在图1的配电系统中使用的示范性电流装置的框图。图3是具有四个传感器的另一个示范性电流装置的框图。图4是具有三个传感器的再另一个示范性电流装置的框图。图5是供在使用多个传感器测量流过导体的电流中使用的示范性方法的框图。
权利要求
1.一种电流装置(18)，供在测量通过导体(16)的电流中使用，所述电流装置包括: 第一传感器(24)，其配置成测量与所述导体关联的第一磁通量并且生成与所述第一磁通量成比例的第一信号； 第二传感器(26)，其配置成测量与所述导体关联的第二磁通量并且生成与所述第二磁通量成比例的第二信号，所述第二传感器与所述第一传感器隔开第一预定距离；以及 处理器(28)，其耦合于所述第一传感器和所述第二传感器，所述处理器配置成基于所述第一信号、所述第二信号和所述第一预定距离确定所述导体与所述第一传感器和所述第二传感器中的至少一个之间的半径(40，42 )。
2.按权利要求1所述的电流装置，其中所述处理器(28)配置成基于所述半径确定通过所述导体(16)的电流。
3.按权利要求2所述的电流装置，其中所述处理器(28)配置成基于由所述第一信号和所述第二信号限定的比率确定所述半径。
4.按权利要求2所述的电流装置，其中所述第一传感器(24)包括霍尔效应传感器，并且其中所述第二传感器(26)包括霍尔效应传感器。
5.按权利要求1所述的电流装置，进一步包括邻近所述第一和第二传感器(24，26)设置的导体(16)，并且其中所述第一传感器、所述第二传感器和所述导体被线性设置。
6.按权利要求1所述的电流装置，进一步包括邻近所述第一和第二传感器(24，26)设置的导体(16)，并且其中所述第二传感器和所述导体限定线，所述第一传感器偏离所述线。
7.按权利要求1所述的电流装置，进一步包括: 第三传感器(106)，其配置成测量与所述导体(102)关联的第三磁通量并且生成与所述第三磁通量成比例的第三信号；以及 第四传感器(110)，其配置成测量与所述导体关联的第四磁通量并且生成与所述第四磁通量成比例的第四信号，其中所述处理器(28)配置成基于所述第三信号、所述第四信号以及所述第三传感器与所述第四传感器之间的第二预定距离(118)确定所述导体与所述第一传感器(104)和所述第二传感器(108)中的至少一个之间的半径。
8.按权利要求1所述的电流装置，进一步包括第三传感器(208)，其配置成测量与所述导体(202)关联的第三磁通量并且生成与所述第三磁通量成比例的第三信号，所述第三传感器与所述第一传感器(204)隔开第二预定距离(214)，所述第三传感器与所述第二传感器(206)隔开第三预定距离(210)，并且其中所述处理器(216)配置成基于所述第三信号、所述第二预定距离和所述第三预定距离确定所述导体与所述第一传感器(204)和所述第二传感器(206)中的至少一个之间的半径。
9.按权利要求1所述的电流装置，进一步包括衬底(34)，其配置成耦合于所述导体(16)，所述第一传感器(24)和所述第二传感器(26)安装在所述衬底上，并且其中所述第一传感器和所述第二传感器取向在所述衬底上使得所述第一信号的极性与所述第二信号的极性相反。
全文摘要
提供供在测量通过导体的电流中使用的系统和方法以及装置。一个示例电流装置(18)包括第一传感器(24)，其配置成测量由导体提供的第一磁通量并且生成与该第一磁通量成比例的第一信号；和第二传感器(26)，其配置成测量由该导体提供的第二磁通量并且生成与该第二磁通量成比例的第二信号。该第二传感器与该第一传感器相隔预定距离。该电流装置进一步包括处理器(18)，其耦合于该第一传感器和该第二传感器。控制器配置成接收第一信号和第二信号。处理器配置成基于第一信号、第二信号和预定距离确定导体与第一传感器和第二传感器中的至少一个之间的半径(40，42)。
文档编号G01R19/00GK103091539SQ20121043181
公开日2013年5月8日 申请日期2012年11月2日 优先权日2011年11月4日
发明者C.B.威廉斯 申请人:通用电气公司