DE10240243A1 - Current measurement arrangement, comprising two current sensors for low and high current ranges, has zero point drift compensation based on combined evaluation of current measurements from both sensors - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abgleich der Nullpunktdrift von Stromsensoren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie eine Messanordnung mit einem ersten und einem zweiten Stromsensor gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 5.The invention relates to a method to adjust the zero point drift of current sensors according to the generic term of claim 1, and a measuring arrangement with a first and a second current sensor according to the preamble of the claim 5th
Eine wesentliche Grösse bei der Durchführung eines elektrischen Energie- und Verbrauchermanagements in einem Kfz ist der Lade- bzw. Entladestrom der Fahrzeugbatterie. Der Batteriestrom muß dabei mit möglichst hoher Genauigkeit – wünschenswert. ist eine Genauigkeit von weniger als 2% – in einem großen Bereich, z.B. zwischen 1 und 500 A, gemessen werden. Da dies mit einem einzigen Stromsensor nicht in der erforderlichen Genauigkeit über den gesamten Messbereich realisierbar ist, werden üblicherweise zwei oder mehr Stromsensoren mit unterschiedlichen Messbereichen eingesetzt, die in Abhängigkeit vom aktuell fließenden Strom alternativ verwendet werden.A significant size at the implementation of electrical energy and consumer management in one Motor vehicle is the charge or discharge current of the vehicle battery. The battery current must be with if possible high accuracy - desirable. is less than 2% accuracy - over a wide range, e.g. between 1 and 500 A can be measured. Since this is with a single current sensor not with the required accuracy over the entire measuring range can usually be realized two or more current sensors with different measuring ranges used that in dependence of the currently flowing Electricity can be used alternatively.
Die Genauigkeit der Stromsensoren
Allgemein gilt, dass Stromsensoren
mit großem
Messbereich absolut gesehen eine große Nullpunktdrift aufweisen
und Stromsensoren mit kleinerem Messbereich eine entsprechend kleinere
Nullpunktdrift besitzen. Ein Stromsensor mit geringer Nullpunktdrift
ist ferner im allgemeinen teuerer als ein Stromsensor mit gleichem
Messbereich und höherer Nullpunktdrift. Üblicherweise
werden daher zwei Stromsensoren
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren sowie eine Messanordnung mit wenigstens zwei Stromsensoren zu schaffen, das bzw. die bei höheren Stromwerten eine genauere Messung ermöglicht.It is therefore the object of the present invention a method and a measuring arrangement with at least two current sensors to create that at higher Current values enables a more accurate measurement.
Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Patentanspruch 1 sowie 5 angegebenen Merkmale. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.This object is achieved according to the invention by the features specified in claim 1 and 5. Further Embodiments of the invention are the subject of dependent claims.
Der wesentliche Gedanke der Erfindung besteht darin, in einer Phase, in der die Stromwerte sowohl im Messbereich des ersten als auch des zweiten Sensors liegen (es fließen nur geringe Ströme), mit dem ersten Stromsensor sowie einem Spannungssensor wenigstens zwei Messungen von Strom und Spannung zu unterschiedlichen Zeitpunkten durchzuführen und mit dem zweiten Stromsensor bzw. dem Spannungssensor zu einem dritten Zeitpunkt. eine Messung von Strom und Spannung durchzuführen. Aus den Messergebnissen wird dann derjenige Strom berechnet, den der erste Stromsensor zum Zeitpunkt der Strommessung mit dem zweiten Stromsensor gemessen haben würde. Für diesen dritten Messzeitpunkt liegt somit sowohl ein berechneter Stromwert als auch ein vom zweiten Stromsensor gemessener Stromwert vor. Auf der Grundlage der Abweichung der beiden Werte voneinander läßt sich das Messsignal des zweiten Sensors korrigieren und z.B. ein Korrekturfaktor zur Korrektur des zweiten Stromsensors ermitteln. Auf diese Weise kann die Nullpunktdrift des zweiten Stromsensors ständig kompensiert und somit die Genauigkeit des Messergebnisses verbessert werden.The main idea of the invention consists in a phase in which the current values both in the measuring range of the first as well as the second sensor (only flow low currents), with the first current sensor and a voltage sensor at least two Carry out measurements of current and voltage at different times and with the second current sensor or the voltage sensor to a third Time. measure current and voltage. Out The current results are then calculated from the measurement results first current sensor at the time of current measurement with the second Current sensor would have measured. For this third Measurement time is therefore both a calculated current value and a current value measured by the second current sensor. On the basis of If the two values differ from each other, the measurement signal of the correct second sensor and e.g. a correction factor for correction of the second current sensor. In this way, the zero point drift of the second current sensor is constantly compensated and thus the accuracy of the measurement result can be improved.
Der erste und zweite Stromsensor können von der Schalteinrichtung alternierend ausgewählt und mit der Messschaltung verbunden werden. In diesem Fall würde eine erste Strommessung mit dem ersten Stromsensor, eine zweite Strommessung mit. dem zweiten Stromsensor und eine dritte Strommessung mit dem ersten Stromsensor durchgeführt werden. Wahlweise können aber auch zwei oder mehr Strommessungen mit dem ersten Stromsensor hintereinander und wenigstens eine Strommessung (vorher oder nachher) mit dem zweiten Stromsensor durchgeführt werden.The first and second current sensor can of the switching device is selected alternately and with the measuring circuit get connected. In this case, a first current measurement with the first current sensor, a second current measurement with. the second Current sensor and a third current measurement with the first current sensor carried out become. You can choose but also two or more current measurements with the first current sensor one after the other and at least one current measurement (before or after) be carried out with the second current sensor.
vorzugsweise wird die Zeitdauer zwischen der ersten und der letzten der drei erforderlichen Messungen so gewählt, dass sich der Innenwiderstand der Batterie während dieser Zeitdauer nicht oder nur unbedeutend ändert.preferably the time period between the first and last of the three required measurements selected so that the internal resistance of the battery does not change during this period or changes insignificantly.
Zur Berechnung desjenigen Stromwerts, der vom ersten Stromsensor zum Zeitpunkt der Strommessung mit dem zweiten Stromsensor gemessen worden wäre, wird vorzugsweise der Innenwiderstand der Batterie berücksichtigt.To calculate that current value, that of the first current sensor at the time of the current measurement with the Second current sensor would have been measured, the internal resistance is preferably the battery.
Aus dem berechneten Stromwert und dem vom zweiten Stromsensor tatsächlich gemessenen Strom kann ein Korrekturfaktor zur Korrektur des zweiten Stromsensors ermittelt werden. Dieser Korrekturwert wird vorzugsweise in einem z.B. in der Messschaltung enthaltenen Speicher gespeichert.A correction factor for correcting the second current sensor can be determined from the calculated current value and the current actually measured by the second current sensor. This cor The correction value is preferably stored in a memory, for example contained in the measuring circuit.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:The invention is illustrated below the attached Exemplary drawings closer explained. Show it:
Befindet sich der Stromwert IL sowohl im Messbereich des ersten Stromsensors
Wie erwähnt, wird zum Zeitpunkt t2
der Strom I2 vom zweiten Stromsensor
Der Innenwiderstand
Der so berechnete Strom I2' ist wesentlich genauer
als der zum Zeitpunkt t2 mit dem zweiten Stromsensor
Der korrigierte Strom-Messwert Ikorr
des zweiten Stromsensors
Die Reihenfolge der einzelnen Messungen ist
selbstverständlich
beliebig. Beispielsweise kann auch zuerst eine Strommessung mit
dem zweiten Stromsensor
Der Korrekturwert wird vorzugsweise
in der Messschaltung
- 11
- Batteriebattery
- 22
- Erster Stromsensorfirst current sensor
- 33
- Zweiter Stromsensorsecond current sensor
- 44
- Schalteinrichtungswitching device
- 55
- Messschaltungmeasuring circuit
- 66
- Stromquelle bzw. -Senkepower source or sink
- 77
- Spannungssensorvoltage sensor
- 10-1910-19
- Verfahrensschrittesteps
- I1-I3I1-I3
- Strom-MesswerteCurrent readings
- U1-U3U1-U3
- Spannungs-MesswerteVoltage readings
- t1-t3t1-t3
- Zeitpunktetimings
Claims (9)
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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