專利名稱：供在測(cè)量通過導(dǎo)體的電流中使用的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文公開的主旨大體上涉及電流測(cè)量系統(tǒng)和方法，并且更具體地，涉及包括多個(gè)傳感器的電流測(cè)量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前用于保護(hù)例如住宅或商業(yè)環(huán)境的斷路器大體上檢測(cè)過電流狀況的存在并且控制分離斷路器的觸點(diǎn)的操作機(jī)制。各種類型的傳感器已知用于監(jiān)測(cè)通過斷路器的電流。例如，可通過將分流電阻器安置在電流通路中并且測(cè)量跨該分流電阻器的電壓而監(jiān)測(cè)電流。由該分流電阻器生成的熱以及與該分流電阻器關(guān)聯(lián)的噪聲通常在以此方式監(jiān)測(cè)電流時(shí)提供另外的考慮。在另一個(gè)示例中，感測(cè)變壓器用于檢測(cè)導(dǎo)體內(nèi)的交流電流(AC)水平而未在電流通路中安置分流電阻器。在再另一個(gè)示例中，固態(tài)磁場(chǎng)傳感器用于測(cè)量流過導(dǎo)體的AC或直流電流(DC)而未在電流通路中安置分流電阻器。該磁場(chǎng)傳感器測(cè)量磁通量并且輸出對(duì)應(yīng)于測(cè)量的磁通量水平的電壓。因此，如果傳感器和導(dǎo)體的相對(duì)位置改變，在沒有進(jìn)一步校準(zhǔn)的情況下，這樣的傳感器容易出錯(cuò)。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)方面，提供供在測(cè)量通過導(dǎo)體的電流中使用的傳感器組件。該電流裝置包括:第一傳感器，其配置成測(cè)量由導(dǎo)體提供的第一磁通量并且生成與該第一磁通量成比例的第一信號(hào)；和第二傳感器，其配置成測(cè)量由該導(dǎo)體提供的第二磁通量并且生成與該第二磁通量成比例的第二信號(hào)。該第二傳感器與該第一傳感器相隔第一預(yù)定距離。該電流裝置進(jìn)一步包括處理器，其耦合于該第一傳感器和該第二傳感器。該處理器配置成基于第一信號(hào)、第二信號(hào)和第一預(yù)定距離確定導(dǎo)體與第一傳感器和第二傳感器中的至少一個(gè)之間的半徑。在另一個(gè)方面，提供供在保護(hù)負(fù)載免于過電流狀況的斷路器。該斷路器包括:導(dǎo)體，其配置成將電流從電源傳導(dǎo)到負(fù)載；第一磁場(chǎng)傳感器，其配置成生成與來自該導(dǎo)體的第一磁通量成比例的第一信號(hào)；第二磁場(chǎng)傳感器，其配置成生成與來自該導(dǎo)體的第二磁通量成比例的第二信號(hào)；和多個(gè)觸點(diǎn)，其耦合于該導(dǎo)體。該第二傳感器與該第一傳感器相隔第一預(yù)定距離。該多個(gè)觸點(diǎn)限定用于阻止電流從電源流到負(fù)載的斷開位置以及用于允許電流從電源流到負(fù)載的閉合位置。斷路器進(jìn)一步包括處理器，其配置成基于第一信號(hào)、第二信號(hào)和第一預(yù)定距離檢測(cè)過電流狀況，并且響應(yīng)于該過電流狀況將多個(gè)觸點(diǎn)致動(dòng)到斷開位置。在再另一個(gè)方面，提供供在測(cè)量通過導(dǎo)體的電流中使用的方法。該方法包括從第一傳感器接收指示由導(dǎo)體提供的第一磁通量的第一信號(hào)、從第二傳感器接收指示由該導(dǎo)體提供的第二磁通量的第二信號(hào)并且基于該第一信號(hào)、該第二信號(hào)以及該第一傳感器與該第二傳感器之間的預(yù)定距離確定該導(dǎo)體與該第一傳感器之間的半徑。


圖1是配電系統(tǒng)的示范性實(shí)施例的框圖。圖2是可在圖1的配電系統(tǒng)中使用的示范性電流裝置的框圖。圖3是具有四個(gè)傳感器的另一個(gè)示范性電流裝置的框圖。圖4是具有三個(gè)傳感器的再另一個(gè)示范性電流裝置的框圖。圖5是供在使用多個(gè)傳感器測(cè)量流過導(dǎo)體的電流中使用的示范性方法的框圖。
權(quán)利要求
1.一種電流裝置(18)，供在測(cè)量通過導(dǎo)體(16)的電流中使用，所述電流裝置包括: 第一傳感器(24)，其配置成測(cè)量與所述導(dǎo)體關(guān)聯(lián)的第一磁通量并且生成與所述第一磁通量成比例的第一信號(hào)； 第二傳感器(26)，其配置成測(cè)量與所述導(dǎo)體關(guān)聯(lián)的第二磁通量并且生成與所述第二磁通量成比例的第二信號(hào)，所述第二傳感器與所述第一傳感器隔開第一預(yù)定距離；以及 處理器(28)，其耦合于所述第一傳感器和所述第二傳感器，所述處理器配置成基于所述第一信號(hào)、所述第二信號(hào)和所述第一預(yù)定距離確定所述導(dǎo)體與所述第一傳感器和所述第二傳感器中的至少一個(gè)之間的半徑(40，42 )。
2.按權(quán)利要求1所述的電流裝置，其中所述處理器(28)配置成基于所述半徑確定通過所述導(dǎo)體(16)的電流。
3.按權(quán)利要求2所述的電流裝置，其中所述處理器(28)配置成基于由所述第一信號(hào)和所述第二信號(hào)限定的比率確定所述半徑。
4.按權(quán)利要求2所述的電流裝置，其中所述第一傳感器(24)包括霍爾效應(yīng)傳感器，并且其中所述第二傳感器(26)包括霍爾效應(yīng)傳感器。
5.按權(quán)利要求1所述的電流裝置，進(jìn)一步包括鄰近所述第一和第二傳感器(24，26)設(shè)置的導(dǎo)體(16)，并且其中所述第一傳感器、所述第二傳感器和所述導(dǎo)體被線性設(shè)置。
6.按權(quán)利要求1所述的電流裝置，進(jìn)一步包括鄰近所述第一和第二傳感器(24，26)設(shè)置的導(dǎo)體(16)，并且其中所述第二傳感器和所述導(dǎo)體限定線，所述第一傳感器偏離所述線。
7.按權(quán)利要求1所述的電流裝置，進(jìn)一步包括: 第三傳感器(106)，其配置成測(cè)量與所述導(dǎo)體(102)關(guān)聯(lián)的第三磁通量并且生成與所述第三磁通量成比例的第三信號(hào)；以及 第四傳感器(110)，其配置成測(cè)量與所述導(dǎo)體關(guān)聯(lián)的第四磁通量并且生成與所述第四磁通量成比例的第四信號(hào)，其中所述處理器(28)配置成基于所述第三信號(hào)、所述第四信號(hào)以及所述第三傳感器與所述第四傳感器之間的第二預(yù)定距離(118)確定所述導(dǎo)體與所述第一傳感器(104)和所述第二傳感器(108)中的至少一個(gè)之間的半徑。
8.按權(quán)利要求1所述的電流裝置，進(jìn)一步包括第三傳感器(208)，其配置成測(cè)量與所述導(dǎo)體(202)關(guān)聯(lián)的第三磁通量并且生成與所述第三磁通量成比例的第三信號(hào)，所述第三傳感器與所述第一傳感器(204)隔開第二預(yù)定距離(214)，所述第三傳感器與所述第二傳感器(206)隔開第三預(yù)定距離(210)，并且其中所述處理器(216)配置成基于所述第三信號(hào)、所述第二預(yù)定距離和所述第三預(yù)定距離確定所述導(dǎo)體與所述第一傳感器(204)和所述第二傳感器(206)中的至少一個(gè)之間的半徑。
9.按權(quán)利要求1所述的電流裝置，進(jìn)一步包括襯底(34)，其配置成耦合于所述導(dǎo)體(16)，所述第一傳感器(24)和所述第二傳感器(26)安裝在所述襯底上，并且其中所述第一傳感器和所述第二傳感器取向在所述襯底上使得所述第一信號(hào)的極性與所述第二信號(hào)的極性相反。
全文摘要
提供供在測(cè)量通過導(dǎo)體的電流中使用的系統(tǒng)和方法以及裝置。一個(gè)示例電流裝置(18)包括第一傳感器(24)，其配置成測(cè)量由導(dǎo)體提供的第一磁通量并且生成與該第一磁通量成比例的第一信號(hào)；和第二傳感器(26)，其配置成測(cè)量由該導(dǎo)體提供的第二磁通量并且生成與該第二磁通量成比例的第二信號(hào)。該第二傳感器與該第一傳感器相隔預(yù)定距離。該電流裝置進(jìn)一步包括處理器(18)，其耦合于該第一傳感器和該第二傳感器。控制器配置成接收第一信號(hào)和第二信號(hào)。處理器配置成基于第一信號(hào)、第二信號(hào)和預(yù)定距離確定導(dǎo)體與第一傳感器和第二傳感器中的至少一個(gè)之間的半徑(40，42)。
文檔編號(hào)G01R19/00GK103091539SQ20121043181
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2012年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月4日
發(fā)明者C.B.威廉斯 申請(qǐng)人:通用電氣公司