本發(fā)明涉及一種用于測量電導體中的電流的傳感器。它更具體地適用于工業(yè)環(huán)境中的交流電流的測量。

本發(fā)明還涉及一種用于測量電功率或能量的裝置，或者涉及一種用于保護或控制配電電路的裝置(例如斷路器或接觸器)，其包括至少一個這樣的電流傳感器。

背景技術(shù)：

電流傳感器使用在用于測量電流、功率或能量的裝置中，以及用于保護或控制配電設(shè)備的裝置(諸如斷路器、接觸器、開關(guān))中。

在電流傳感器中，rogowski型感應(yīng)傳感器的使用在文獻中被廣泛描述。

rogowski型的電流傳感器包括由磁性材料制成的支撐件，其圍繞也被稱為電流線的電導體，待測電流在其中流動。導線纏繞在支撐件上以形成次級繞組。整體形成變壓器，其中所述電流線構(gòu)成初級繞組，并且所述次級繞組提供測量信號，該測量信號表示在電流線中流動的電流的導數(shù)。

不存在冒著被電流線中的電流產(chǎn)生的磁場飽和的風險的任何磁芯允許傳感器在初級電流的寬動態(tài)范圍上具有非常好的線性響應(yīng)。這種質(zhì)量在電流測量中是非常有益的。

另一方面，由在電流線中流動的電流在次級繞組中產(chǎn)生的磁場比傳感器包括磁路的情況弱得多，從而使得羅氏傳感器對外部電磁干擾更敏感，例如對由在傳感器附近放置在支撐件外部的另一電流線產(chǎn)生的場。在主導體中測量的電流越低，對外部干擾的敏感性就越顯著，在這種情況下信噪比同樣越低。

此外，對于在通常為平行六面體形狀的測量裝置中的安裝，多邊形形狀，特別是矩形或正方形比羅氏傳感器中的常規(guī)圓形形狀更合適，因為空間被更好地填充。羅氏圓環(huán)的增益與匝數(shù)和每匝的面積成比例，能夠使多邊形形狀的傳感器的增益最大化：

-通過使用矩形或正方形的匝截面，每匝的面積將大于直徑等于等效正方形或矩形的邊的圓形匝的面積，

-通過使用正方形或矩形支撐件，傳感器的平均周長將大于等效體積的圓形支撐件的周長，因此，對于等效的卷繞厚度，可以在正方形或矩形支撐件上卷繞更大數(shù)量的匝。

然而，對于諸如這樣的多邊形傳感器，不再可能在拐角中保持每單位長度的匝數(shù)恒定，因為它們表示高不連續(xù)點，并且已知為了最小化外部電磁場的影響，卷繞間距在繞組的整個長度上必須是恒定的。

旨在解決這種困境的各種實施例是已知的：專利ep1596206描述了一種電流測量裝置，其包括由至少三個線圈形成的次級繞組，其中至少一個的端部的局部電感大于朝向線圈中心部分的局部電感。

專利ep0838686描述了一種電流測量裝置，其包括由至少四個線圈形成的次級繞組。通過以這樣的方式布置四個線圈來補償拐角中的缺失匝，使得每個線圈端部由與其相鄰的線圈部分地或全部地重疊。

這些解決方案不能完全解決與外部通量對電流測量的影響有關(guān)的問題，特別是在三相電氣設(shè)備被單相負載高度不平衡的情況下，并且更具體地不能完全解決與在測量初級導體中的低電流的情況下獲得增加的測量精度有關(guān)的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明旨在通過提出一種用于測量電流的裝置來補救現(xiàn)有技術(shù)的缺點，該裝置能夠傳遞適于精確測量電流的信號，對外部電磁干擾非常不敏感，并且其形狀適于安裝在緊湊型工業(yè)設(shè)備中。

根據(jù)本發(fā)明的電流傳感器包括圍繞電流導體的至少兩線圈層，以便執(zhí)行在所述導體中流動的電流的測量：

-第一層線圈包括連接在一起的多個繞組，每個繞組具有布置在第一平面中的縱向卷繞軸線，所述軸線的交叉形成對應(yīng)于第一多邊形的頂點的角區(qū)域，每個卷繞軸線形成所述第一多邊形的一側(cè)，

-第二層線圈包括連接在一起的多個繞組，每個繞組具有布置在平行于第一平面的第二平面中的縱向卷繞軸線，所述軸線的交叉形成對應(yīng)于第二多邊形的頂點的角區(qū)域，每個卷繞軸線形成所述第二多邊形的一側(cè)。

每個繞組層的每個繞組由基本上垂直于卷繞軸線定向的匝組成。

第一多邊形包括多個角區(qū)域，每個角區(qū)域由多邊形的頂點形成。

第二多邊形具有與第一多邊形相同的形狀，并且同樣包括多個角區(qū)域，每個角區(qū)域由第二多邊形的頂點形成。

第一和第二多邊形彼此面對放置，使得第一多邊形的每個角區(qū)域分別面向第二多邊形的每個對應(yīng)角區(qū)域。

在每個角區(qū)域中，第一層線圈的繞組的匝的取向不同于面對的角區(qū)域中的第二層線圈的繞組的匝的取向。每個角區(qū)域被單個繞組的端部占據(jù)，并且相鄰繞組的端部基本上延伸到占據(jù)所述角區(qū)域的繞組的一側(cè)。

第一多邊形包括多個基本上直線的區(qū)域，每個直線區(qū)域由所述多邊形的一側(cè)形成。以相同的方式，第二多邊形也包括多個基本上直線的區(qū)域，每個直線區(qū)域由第二多邊形的一側(cè)形成。第一層線圈的每個直線區(qū)域分別面向第二層線圈的相應(yīng)直線區(qū)域。在第一支撐件的每個直線區(qū)域中的第一層線圈的繞組的卷繞軸線平行于在第二支撐件的相對直線區(qū)域中的第二層線圈的繞組的卷繞軸線。

電流傳感器的第一層線圈和第二層線圈的繞組各自纏繞在非磁性類型的支撐件上。第一層線圈的繞組和第二層線圈的繞組的線圈節(jié)距基本上是恒定的。

第一層線圈的繞組串聯(lián)連接，第二層線圈的繞組串聯(lián)連接。

第一層線圈的繞組的卷繞方向優(yōu)選相對于第二層線圈的繞組的卷繞方向反轉(zhuǎn)。

第一和第二多邊形的形狀優(yōu)選地是矩形或正方形。根據(jù)該實施例，在每個角區(qū)域中，第一層線圈的繞組的匝相對于在面對角區(qū)域中的第二層線圈的繞組的匝大致成直角。

電流傳感器的線圈可以根據(jù)印刷電路技術(shù)，根據(jù)基于絲網(wǎng)印刷或者基于三維印刷在絕緣支撐件上沉積導電材料的技術(shù)來制造，該列表是非限制性的。

根據(jù)本發(fā)明，用于測量電功率或能量的裝置，例如電流表或功率表，包括至少一個電流傳感器。優(yōu)選地，第一層線圈的第一端連接到測量裝置的參考電位，第一層線圈的第二端連接到優(yōu)選為差分放大器類型的放大器的第一輸入端，第一端的第二層線圈的第一端連接到測量裝置的所述參考電勢，并且第二層線圈的第二端連接到放大器的第二輸入端。至少一個處理電路連接到至少一個電流傳感器，所述處理電路適于執(zhí)行對表示在電流導體中流動的電流的信號的測量。

根據(jù)本發(fā)明的電跳閘單元包括至少一個電流傳感器和連接到所述電流傳感器的至少一個處理電路，以便接收表示在電流導體中流動的電流的至少一個信號。

開關(guān)裝置包括電跳閘單元，該跳閘單元包括根據(jù)本發(fā)明的至少一個傳感器、用于打開電觸點的機構(gòu)、電跳閘單元連接到斷開機構(gòu)以打開開關(guān)裝置的觸點。

附圖說明

從以下通過非限制性示例給出并且在附圖中給出的本發(fā)明的具體實施例的以下描述中，將更清楚地顯現(xiàn)其它優(yōu)點和特征，其中：

-圖1表示根據(jù)優(yōu)選實施例的傳感器的透視圖；

-圖2a和2b表示傳感器的優(yōu)選多邊形形狀。

-圖3a和3b表示在兩個面對的角區(qū)域中的傳感器的兩線圈層的匝的安裝的俯視圖；

-圖3c和3d表示在兩個面對的角區(qū)域中的傳感器的兩線圈層的匝的安裝的變體的俯視圖；

-圖4a和4b表示從上方觀察的第一和第二層線圈的第一實施例；

-圖5a和5b表示從上方觀察的第一和第二層線圈的第二實施例；

-圖6表示集成根據(jù)本發(fā)明的電流傳感器的測量裝置的框圖；

-圖7表示根據(jù)本發(fā)明的集成多個電流傳感器的開關(guān)裝置的框圖。

具體實施方式

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，如圖1所示，電流傳感器1包括第一層線圈2和布置在電流線10周圍的第二層線圈3。待測量的電流在電流線10中流動。

第一層線圈2包括通過在支撐件25上卷繞導線而產(chǎn)生的多個繞組21、22、23、24。所述繞組電串聯(lián)連接。繞組21沿著軸線x1卷繞，繞組22沿著軸線x2卷繞，繞組23沿著軸線x3卷繞，繞組24沿著軸線x4卷繞。軸線x1、x2、x3、x4布置在同一個平面p1中。

軸線x1、x2、x3、x4基本上是直線的，x1大致垂直于x2和x4、x3大致垂直于x2和x4。

第二層線圈3包括通過在支撐件35上卷繞導線而產(chǎn)生的多個繞組31、32、33、34。所述繞組電串聯(lián)連接。繞組31沿軸線y1卷繞，繞組32沿軸線y2卷繞，繞組33沿軸線y3卷繞，繞組34沿軸線y4卷繞。軸線y1、y2、y3、y4布置在同一平面p2中。

軸線y1、y2、y3、y4基本上是直線的，y1大致垂直于y2和y4、y3大致垂直于y2和y4。

第一層線圈2和第二層線圈3彼此靠近放置，優(yōu)選地盡可能接近，平面p1基本上平行于平面p2。

軸線x1基本上平行于軸線y1，軸線x2基本平行于軸線y2，軸線x3基本上平行于軸線y3，軸線x4基本上平行于軸線y4。

支撐件25和35優(yōu)選地在形狀和尺寸上相同，使得線圈層2的匝與線圈3的匝相同。支撐件25和35也優(yōu)選地在組成上相同。

根據(jù)圖2a，軸線x1、x2、x3、x4形成第一多邊形200的輪廓，優(yōu)選地是矩形。所述多邊形200包括四個側(cè)邊：205、206、207和208。多邊形200的第一側(cè)邊205沿軸線x1形成，多邊形200的第二側(cè)邊206沿軸線x2形成，多邊形200的第三側(cè)邊207沿著軸線x3形成，并且多邊形200的第四側(cè)邊208沿著軸線x4形成。該輪廓還形成線圈層2的長度。

根據(jù)圖2b，軸線y1、y2、y3、y4形成第二多邊形300的輪廓，優(yōu)選地是矩形。所述多邊形300包括四個邊305、306、307和308。多邊形200的第一側(cè)邊305沿軸線y1形成，多邊形200的第二側(cè)邊306沿軸線y2形成，多邊形200的第三側(cè)邊307沿著軸線y3形成，并且多邊形200的第四側(cè)邊308沿著軸線y4形成。該輪廓還形成線圈層3的長度。

根據(jù)圖1所示的優(yōu)選實施例，第一層線圈2包括四個角區(qū)域。第一角區(qū)域201位于軸線x1和x2之間的交叉區(qū)域中，第二角區(qū)域202位于卷繞軸線x2和x3之間的交叉區(qū)域中，第三角區(qū)域203位于卷繞軸線x3和x4之間的交叉區(qū)域中，并且第四角區(qū)域204位于卷繞軸線x1和x4之間的交叉區(qū)域中。

以相同的方式，根據(jù)優(yōu)選實施例，第二層線圈3包括四個角區(qū)域。第一角區(qū)域301位于軸線y1和y2之間的交叉區(qū)域中，第二角區(qū)域302位于卷繞軸線y2和y3之間的交叉區(qū)域中，第三角區(qū)域303位于卷繞軸線y3和y4之間的交叉區(qū)域中，并且第四拐角區(qū)域404位于卷繞軸線y1和y4之間的交叉區(qū)域中。

角區(qū)域201和301彼此面對。這同樣適用于角區(qū)域202和302、203和303、204和304。

圖3a表示根據(jù)優(yōu)選實施例的從上方看的繞組21和22在第一層線圈2的角區(qū)域201中的安裝的視圖。第一繞組21的匝218至221沿著軸線x1。角區(qū)域201中的匝的取向垂直于軸線x1。優(yōu)選地，ncorner個匝220至221在沿著軸線x1的繞組21的端部處在角區(qū)域201中卷繞。

角區(qū)域201被繞組21占據(jù)，繞組22的端部基本上延伸到繞組21的一側(cè)。位于繞組22的端部處的匝225以及繞組22的其他匝相對于繞組21的匝218至221垂直地定向。

因此，顯然地，沿著軸線x2的每單位長度的匝數(shù)在多邊形200的輪廓上不是恒定的：優(yōu)選地，卷繞軸線x1和x2也是支撐件25的對稱軸線，因此ncorner個匝從沿著軸線x2的繞組22缺失。

圖3b表示根據(jù)優(yōu)選實施例的在角區(qū)域301中與角區(qū)域201相對定位的第二層線圈3的繞組31和32的安裝的俯視圖。沿著軸線y2卷繞的第二繞組32的匝321、322、323、324占據(jù)角區(qū)域301。角區(qū)域301中的匝的取向垂直于軸線y2。優(yōu)選地，ncorner個匝321、322在匝323、324之前沿著軸線y2卷繞。

角區(qū)域301被繞組32占據(jù)，繞組31的端部基本上延伸到繞組32的一側(cè)。位于繞組31的端部處的匝317以及繞組31的其他匝316、315基本上垂直于繞組32的匝321、322、323、324取向。

因此，明顯的是，沿著軸線y1的每單位長度的匝數(shù)在多邊形300的輪廓上不是恒定的；優(yōu)選地，卷繞軸線y1和y2也是支撐件35的對稱軸線，因此ncorner個匝從沿著軸線y1的繞組31中缺失。

在角區(qū)域201中，繞組21在多邊形200的輪廓之外具有ncorner個匝220,221，而繞組22在該相同區(qū)域中不包括任何匝。

在角區(qū)域301中，繞組31不包括任何匝，而繞組32在該相同區(qū)域中具有在多邊形300的輪廓之外的ncorner個匝(321、322)。

繞組21面向繞組31，軸線x1和y1平行，在多邊形200的輪廓之外的角區(qū)域201中的繞組21的ncorner個匝220、221感測與繞組31的線圈316、317基本相同的磁場，從而補償角區(qū)域301中的繞組31的缺失的匝。

對于繞組22和32也是如此：繞組22面向繞組32，并且軸線x2和y2平行，在多邊形300的輪廓之外的角區(qū)域301中的繞組32的ncorner個匝321、322感測與繞組2的匝225、226基本相同的磁場，從而補償角區(qū)域201中的繞組22的缺失匝。

第一層線圈2的繞組21的端部占據(jù)角區(qū)域201，匝定向為垂直于軸線x1。第二層線圈3的繞組32的端部占據(jù)角區(qū)域301，匝定向為垂直于軸線y2。角區(qū)域201和301面對，x1垂直于y2，第一層線圈2的繞組21的匝的取向不同于第二層線圈3的繞組32的匝的取向。根據(jù)圖1所示的優(yōu)選實施例，在第一層線圈2的角區(qū)域201中的繞組21的匝相對于在第二層線圈3的角區(qū)域301中的繞組32的匝基本上成直角地定向。

因此，與在相對的角區(qū)域201、301中的繞組21、22、31、32的巧妙布置相關(guān)聯(lián)的線圈2、3的層的面對位置使得可以獲得等效于所述角區(qū)域中的卷繞間距恒定的效果。卷繞間距在多邊形200、300的側(cè)邊上是恒定的，因此卷繞間距在線圈層2、3的整個長度上是恒定的。由此制造的傳感器對外部電磁場表現(xiàn)出高的不敏感性，同時生產(chǎn)是簡單且經(jīng)濟的。

如上所述的在角區(qū)域201和301中的繞組21、22、31、32的匝的特定布置在角區(qū)域202和302中為繞組22、23、32、33而再現(xiàn)，在角區(qū)域203和303中為繞組23、24、33、34而再現(xiàn)，以及在角區(qū)域204和304中為繞組21、24、31、34而再現(xiàn)。

圖3c示出了在第一層線圈2的角區(qū)域201中的繞組21和22的匝的安裝的變體的俯視圖。第一繞組21的匝218至219沿著多邊形200沿軸線x1的側(cè)邊205卷繞。角區(qū)域201中的匝的取向垂直于軸線x1。角區(qū)域201被繞組21占據(jù)，位于繞組22一端的匝225基本上延伸到繞組21的一側(cè)。位于繞組22的端部的匝225以及另一繞組22的匝相對于繞組21的匝218至219垂直地定向。因此，顯然的是，沿著軸線x2的每單位長度的匝數(shù)在多邊形200的輪廓上不是恒定的：優(yōu)選地，卷繞軸線x1和x2也是支撐件25的對稱軸線，因此ncorner個匝從沿著軸線x2的繞組22中缺失。

圖3d表示在角區(qū)域301中面向角區(qū)域201的第二層線圈3的繞組31和32的匝的安裝的變體的俯視圖。沿著多邊形300的沿軸線y2的側(cè)邊306卷繞的第二繞組32占據(jù)角區(qū)域301。

角區(qū)域301被繞組32占據(jù)，位于繞組31的端部處的匝317基本上延伸到繞組32的一側(cè)。

因此，在面對的角區(qū)域201、301中，第一層線圈2的繞組21的匝的取向不同于第二層線圈3的繞組32的匝的取向。根據(jù)如圖3c和3d所示的實施例，在第一層線圈2的角區(qū)域201中的繞組21的匝相對于在第二層線圈3的角區(qū)域301中的繞組32的匝基本上成直角。

如上所述的在角區(qū)域201和301中的繞組21、22、31、32的匝的特定布置在角區(qū)域202和302中為繞組22、23、32、33而再現(xiàn)，在角區(qū)域203和303中為繞組23、24、33、34而再現(xiàn)，以及在角區(qū)域204和304中為繞組21、24、31、34而再現(xiàn)。

當技術(shù)生產(chǎn)需要反對在角區(qū)域中產(chǎn)生匝的恒定卷繞間距時，采用該布置方案。

圖4a表示本發(fā)明的線圈層2的第一實施例，圖4b表示本發(fā)明的線圈層3的第一實施例。線圈層2的支撐件25和線圈層3的支撐件35以印刷電路的形式制造，優(yōu)選地是雙面的。

線圈層2和3旨在被覆蓋，角區(qū)域201與角區(qū)域301相反地面對，角區(qū)域202與角區(qū)域302相反地面對，角區(qū)域203與角區(qū)域303相反地面對，以及角區(qū)域204與角區(qū)域304相反地面對。

第一層線圈2的繞組21的端部占據(jù)角區(qū)域201，匝定向為垂直于軸線x1。第二層線圈3的繞組32的端部占據(jù)角區(qū)域301，匝定向為垂直于軸線y2。x1垂直于y2，在面對的角區(qū)域201和301中，第一層線圈2的繞組21的匝的取向不同于第二層線圈3的繞組32的匝的取向。

第一層線圈2的繞組23的端部占據(jù)角區(qū)域202，匝垂直于軸線x3定向。第二層線圈3的繞組32的端部占據(jù)角區(qū)域302，匝垂直于軸線y2定向。x3垂直于y2，在面對的角區(qū)域202和302中，第一層線圈2的繞組23的匝的取向不同于的第二層線圈3的繞組32的匝的取向。

第一層線圈2的繞組23的端部占據(jù)角區(qū)域203，匝定向為垂直于軸線x3。第二層線圈3的繞組34的端部占據(jù)角區(qū)域303，匝定向為垂直于軸線y4。x3垂直于y4，在面對的角區(qū)域203和303中，第一層線圈2的繞組23的匝的取向不同于第二層線圈3的繞組34的匝的取向。

第一層線圈2的繞組21的端部占據(jù)角區(qū)204，匝垂直于軸線x1定向。第二層線圈3的繞組34的端部占據(jù)角區(qū)304，匝垂直于軸線y4定向。x1垂直于y4，在面對的角區(qū)域204和304中，第一層線圈2的繞組21的匝的取向不同于第二層線圈3的繞組34的匝的取向。

通過沿著一個線圈層的每個角區(qū)域中的兩個軸線中的一個進行卷繞，并且通過沿著面對的角區(qū)域的兩個軸線中的另一個進行卷繞，可以創(chuàng)建線圈層2、3的多個變體實施例，以便獲得第一層線圈2的繞組的匝與第二層線圈3的繞組的匝的取向不同的取向。因此在每個面對的角區(qū)域中獲得每個線圈層的繞組的準諧振布置。

圖5a表示線圈層2的另一實施例，圖5b表示線圈層3的另一實施例。第一多邊形200和第二多邊形300是正方形。電流線10具有圓形橫截面，例如在電流線是電纜的情況下。

線圈層2和3旨在被覆蓋，角區(qū)域201與角區(qū)域301相反地面對，角區(qū)域202與角區(qū)域302相反地面對，角區(qū)域203與角區(qū)域303相反地面對，以及角區(qū)域204與角區(qū)域304相反地面對。

第一層線圈2的繞組21的端部占據(jù)角區(qū)域201，匝定向為垂直于軸線x1。第二層線圈3的繞組32的端部占據(jù)角區(qū)域301，匝定向為垂直于軸線y2。x1垂直于y2，在面對的角區(qū)域201和301中，第一層線圈2的繞組21的匝的取向不同于第二層線圈3的繞組32的匝的取向。

第一層線圈2的繞組22的端部占據(jù)角區(qū)域202，匝垂直于軸線x2定向。第二層線圈3的繞組33的端部占據(jù)角區(qū)域302，匝垂直于軸線y3定向。x2垂直于y3，在面對的角區(qū)域202和302中，第一層線圈2的繞組22的匝的取向不同于的第二層線圈3的繞組33的匝的取向。

第一層線圈2的繞組23的端部占據(jù)角區(qū)域203，匝定向為垂直于軸線x3。第二層線圈3的繞組34的端部占據(jù)角區(qū)域303，匝定向為垂直于軸線y4。x3垂直于y4，在面對的角區(qū)域203和303中，第一層線圈2的繞組23的匝的取向不同于第二層線圈3的繞組34的匝的取向。

第一層線圈2的繞組24的端部占據(jù)角區(qū)204，匝垂直于軸線x4定向。第二層線圈3的繞組31的端部占據(jù)角區(qū)304，匝垂直于軸線y4定向。x4垂直于y4，在面對的角區(qū)域204和304中，第一層線圈2的繞組24的匝的取向不同于第二層線圈3的繞組31的匝的取向。

本發(fā)明不限于圖4a、4b、5a和5b中所示的實施例。第一多邊形200和第二多邊形300可以選擇其他形狀：梯形、五邊形、六邊形、八邊形，該列表是完全非限制性的。例如，在正五邊形的情況下，占據(jù)第一層線圈2的角區(qū)域201的繞組的匝相對于占據(jù)第二層線圈3的角區(qū)域301的繞組的匝大致取向成108°。在正八邊形的情況下，取向?qū)⒒旧蠟?35°。

圖1、4a、4b、5a、5b的示例示出了具有兩個線圈層2、3的傳感器，但作為變體，為了獲得由電流傳感器1的次級繞組傳送的更多電壓v，多個線圈層2和多線圈層3可以組裝在一起，只要線圈2的層數(shù)等于線圈3的層數(shù)即可。在這種構(gòu)造中，線圈2的層被連接在一起從而形成單個第一層線圈2的等效物，并且線圈3的層被串聯(lián)電連接在一起，從而形成單個第二層線圈3的等效物。所得到的傳感器的匝數(shù)n將等于組件中存在的第一層線圈2的匝數(shù)和第二層線圈3的匝數(shù)的總和。

第一層線圈2的卷繞方向優(yōu)選地相對于第二層線圈3的卷繞方向反轉(zhuǎn)。在圖3a中，繞組21的匝221上的箭頭291和繞組22的匝227上的箭頭292指示線圈層2的卷繞方向。在圖3b中，匝317上的箭頭391和繞組32的匝325上的箭頭392指示線圈層3的卷繞方向。在線圈層2和3的組上再現(xiàn)的這種布置使得可以省去補償匝，線圈層2補償線圈層3的環(huán)路效應(yīng)，反之亦然，線圈層3補償線圈層2的環(huán)路效應(yīng)。

卷繞支撐件25、35由非磁性材料制成。它們可以是中空或?qū)嵭牡?，性或半剛性的，橫截面是圓柱形、正方形、矩形或卵形，以單體形式制造或成塊地組裝。

每層線圈2、3可以使用印刷電路技術(shù)制造，支撐件25、35由該技術(shù)常規(guī)使用的材料制成，例如環(huán)氧樹脂、玻璃纖維或陶瓷，繞組的軌道在其上沉積、絲網(wǎng)印刷或蝕刻形成。每個支撐件25、35的兩個面之間的繞組的連續(xù)性由金屬化孔(也稱為“過孔”)產(chǎn)生。各個線圈之間的電連接通過根據(jù)與繞組相同的方法形成的軌道來確保。所使用的印刷電路優(yōu)選地是雙面的?？梢允褂枚鄬佑∷㈦娐?。

在另一特定實施例中，電流傳感器1的每層線圈2、3通過利用絲網(wǎng)印刷技術(shù)將導電材料(例如銅)分別沉積在由絕緣材料(例如聚合物材料(例如，聚酰胺或聚碳酸酯)或陶瓷或玻璃)制成的支撐件25、35上而制成。

在另一特定實施例中，電流傳感器的線圈2、3的每一層通過三維印刷制造。

所呈現(xiàn)的線圈層2、3的實施例不是限制性的。后者將能夠通過本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何技術(shù)手段生產(chǎn)。

兩線圈層2、3優(yōu)選地彼此固定。在通過印刷電路技術(shù)生產(chǎn)的情況下，插頭確保兩個面對的線圈層的電連接和機械保持。組裝也可以通過膠合或焊接過程來進行。

該組繞組因此可以在易于操縱的整體支撐件上產(chǎn)生。這種技術(shù)特別適用于低成本大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。

本發(fā)明的電流傳感器1特別地旨在被集成到電流或功率或能量測量設(shè)備中。圖6表示這種測量設(shè)備的框圖。每個第一層線圈2和第二層線圈3具有負極性輸入和正極性輸出。每個正極性輸出在圖6中用點標記。線圈層的負極性輸入對應(yīng)于在卷繞方向上卷繞的第一匝的端部，線圈層的正極性輸出對應(yīng)于在卷繞方向上卷繞的最后圈的末端。

第一層線圈2的正極性輸出與第二層線圈3的負極性輸入電連接。該等電位連接優(yōu)選地連接到測量電路4的參考電位vref。

第一層線圈2的負極性輸入電連接到優(yōu)選為差分型的放大器41的負極性輸入，第二層線圈3的正極性輸出電連接到正極性輸入。放大器41執(zhí)行對在其相對于參考電位vref的正極性輸入和其負極性輸入之間測量的電壓差的放大。由差分放大器41輸出的信號410由積分電路42積分，然后由模數(shù)轉(zhuǎn)換器43轉(zhuǎn)換成由基于微處理器的計算單元44處理的數(shù)字量。該計算單元執(zhí)行計算，所述計算適于使得在電導體10中流動的電流對用戶是可用的，例如以在顯示器46上顯示的值的形式，或者借助于無線通信模塊45或有線通信模塊47傳送到在測量設(shè)備4之外的處理單元48。各種模塊41至44構(gòu)成連接到電流傳感器1并適于接收表示在電流導體10中流動的電流的至少一個信號的處理電路。各個模塊41至48由電源49提供電壓vcc。電源49可以從電流導體10或通過獨立的外部源分接其能量。可以設(shè)想用于處理由線圈2和3傳遞的電壓的其他實施例，例如利用一個或多個電路實現(xiàn)信號的模擬處理。

本發(fā)明的多個電流傳感器1還可以集成到開關(guān)裝置中，例如裝備有如圖7所示的電跳閘單元51的斷路器50。斷路器通常安裝在三相網(wǎng)絡(luò)上，并且包括對應(yīng)于電網(wǎng)的每個相的三個電流線10。第四電流線可以用作中性導體。電流傳感器1圍繞每個電流導體10。電跳閘單元51包括一個或多個處理電路52，其連接到所述電流傳感器1并且適于接收表示在每個電流導體中流動的電流的至少一個信號。斷路器50還包括用于打開電觸點54的機構(gòu)，所述機構(gòu)通過繼電器53鏈接到跳閘單元，以便打開電觸點55。斷路器50還包括顯示模塊56，使得它能夠顯示由處理電路制定的測量和指示，以及通信模塊57，使得可以通過無線電或有線鏈路發(fā)送測量和指示。

使用電源傳感器59從電流導體10分接的能量的電源模塊58向構(gòu)成電跳閘單元51的各種模塊提供能量。

傳感器1的多種工業(yè)生產(chǎn)模式可以用于安裝在測量裝置或三相斷路器中，以便能夠進行大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)，同時確保線圈層2和3相對于彼此的良好對準和線圈生產(chǎn)非常好的精度：

-第一變體在于通過也承載全部或部分處理電路52的印刷電路來產(chǎn)生所有傳感器的第一層線圈2，以及通過獨立的印刷電路生產(chǎn)每個傳感器1的每個線圈層3，

-第二變體，其中每個傳感器1通過包括至少四個高質(zhì)量印刷層的單個印刷電路制造，兩個層用于線圈層2，其他兩個層用于線圈層3，和

-第三變型，其使用包括至少四個高質(zhì)量印刷導電層的單個印刷電路來集成所有傳感器1的線圈層2、3以及處理電路52的全部或一部分。

各個導電層之間的連接通過稱為“過孔”的鏈路產(chǎn)生。這些連接件通常在印刷電路的外表面上具有出口，但它們也可以是完全盲的(“盲過孔”)，以保持傳感器1的內(nèi)層的平面性和完全相似性，從而保證測量精度。在所有這些生產(chǎn)模式中，印刷電路包括電流線路通過所需的凹槽。

本發(fā)明的電流傳感器1特別適合于安裝在測量裝置中或用于保護或控制工業(yè)設(shè)備中的電路的裝置中，因為它可以以經(jīng)濟的方式生產(chǎn)，其安裝緊湊，非常適合于斷路器50的形狀，并且由于在線圈2、3的整個長度上的恒定的卷繞間距而提供良好的測量精度和對外部電磁場的高不敏感性。