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Title:
SELF-POWERED MEASURING APPARATUS AND MEASUREMENT METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/029025
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a measuring apparatus (10) and an associated measurement method (100). The measuring apparatus (10) is installed on a line (12) and comprises a sensing unit (14) having a first and a second voltage divider (36, 38) for producing a first and a second measurement signal (26, 28) by means of a measurement transducer (24). In this case, the first and second measurement signals (26, 28) are each forwardable via a measurement line (25) directly to a signal transducer (22). According to the invention, the signal transducer (22) is supplied with power via a supply line (32) by being switchably connected to the measurement transducer (24).

Inventors:
MAIER MARTIN (DE)
WEISS UWE (DE)
Application Number:
PCT/EP2016/066120
Publication Date:
February 23, 2017
Filing Date:
July 07, 2016
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
International Classes:
G01R19/257; G01R15/04; G01R15/08
Domestic Patent References:
WO2002065142A12002-08-22
Foreign References:
DE102013213566A12015-01-15
US5264786A1993-11-23
DE3710291A11988-10-13
DE102008012545A12009-09-10
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Claims:
Patentansprüche

1. Messvorrichtung (10) zur Erfassung einer Stromstärke (52) in einer Leitung (12), umfassend eine Erfassungseinheit (14) mit einem ersten und einem zweiten Spannungsteiler (36, 38) zur Erzeugung eines ersten und zweiten Messsignals (26, 28) mittels eines Messwandlers (24), wobei das erste und zweite Messsignal (26, 28) jeweils über eine Messleitung (25) unmit¬ telbar an einen Signalwandler (22) weiterleitbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalwandler (22) zu seiner Stromversorgung über eine Versorgungsleitung (32) schaltbar mit dem Messwandler (24) verbunden ist.

2. Messvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Signalwandler (22) als Analog-Digital-

Wandler ausgebildet ist.

3. Messvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schaltelement (49) zur Betätigung der schaltbaren Stromversorgung des Signalwandlers (22) über eine einstellbare Kopplung (48) mit einem Schaltelement (49) zur Bereitstellung einer Referenzspannung (40) verbunden ist.

4. Messvorrichtung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekenn- zeichnet, dass zumindest eines der Schaltelemente (49) durch einen Taktgeber (44) betätigbar ist.

5. Messvorrichtung (10) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Kopplung (48) eine Verzögerungs- dauer zwischen einem Schaltsignal (46) des Taktgebers (44) und der Betätigung des Schaltelements (49) der Versorgungs¬ leitung (32) einstellbar ist.

6. Messvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Spannungsteiler (36) zur Erfassung eines ersten Wertebereichs der Stromstärke in der Leitung (12) ausgebildet ist und der zweite Spannungstei- ler (38) zur Erfassung eines zweiten Wertebereichs der Stromstärke in der Leitung (12) ausgebildet ist.

7. Messvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinheit (14) auch mindestens einen dritten Spannungsteiler zur Erzeugung eines dritten Messsignals umfasst

8. Messvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Spannungs¬ teiler (36, 38) über zwei seriell geschaltete Widerstände (34) verfügt.

9. Verfahren (100) zur Messung einer Stromstärke (52) in einer Leitung (12), umfassend die Schritte:

a) Erzeugen eines Primär-Messsignals (30) mittels eines

Messwandlers (24);

b) Verarbeiten des Primär-Messsignals (30) mit einem ersten und einem zweiten Spannungsteiler (36, 38) zu einem ersten und zweiten Messsignal (26, 28);

c) Erfassen und Auswerten des ersten und/oder zweiten Messsignals (26, 28) zu einem Messwert (42) mittels eines Signalwandlers (22);

wobei der Signalwandler (22) durch den Messwandler (24) schaltbar mit Strom versorgt wird.

10. Verfahren (100) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalwandler (22) ein Analog-Digital-Wandler ist. 11. Verfahren (100) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schaltelement (49) in einer Versorgungs¬ leitung (32) des Signalwandlers (22) von einem Taktgeber (44) mit einem einstellbaren Taktsignal (46) geöffnet und ge¬ schlossen wird.

12. Verfahren (100) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltsignal (46) im Wesentlichen gleichzeitig zur Betätigung eines Schaltelements (49) ausgegeben wird, mit dem mindestens einer der Spannungsteiler (36, 38) mit einer Referenzspannung (40) versorgt wird.

13. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 11 oder 12, da- durch gekennzeichnet, dass die Dauer von Inaktivphasen (51) zwischen Aktivphasen (55) der Stromversorgung des Signalwandlers (22) umso niedriger ist, je höher die in der Leitung (12) vorliegende Stromstärke (52) ist. 14. Verfahren (100) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Betriebsintervall (60) das Verhältnis der Dauer der Inaktivphasen (51) zur Dauer der Aktivphasen (55) zwischen Null und Zehn liegt. 15. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 9 bis 14, da¬ durch gekennzeichnet, dass im Schritt c) nur das erste Mess¬ signal (26) ausgewertet wird wenn die Stromstärke (52) unter einem ersten Schwellenwert (64) liegt, und das erste und das zweite Messsignal (26, 28) ausgewertet wird, wenn die Strom- stärke (52) zwischen dem ersten und einem zweiten Schwellenwert (64, 65) liegt, und nur das zweite Messignal (28) ausge¬ wertet wird, wenn die Stromstärke (52) oberhalb des zweiten Schwellenwerts (65) liegt.

Description:
Beschreibung

Eigenversorgte Messvorrichtung und Messverfahren Die Erfindung betrifft eine eigenversorgte Messvorrichtung zur Erfassung einer Stromstärke in einer Leitung und ein zugehörigen Messverfahren.

Aus DE 37 10 291 AI ist eine Schaltung zur Analog-/Digital- Wandlung von Signalen unterschiedlicher Pegel bekannt, in der eine Mehrzahl an Spannungsteilern angeordnet ist. Über die Spannungsteiler werden Signale erzeugt, die Komparatoren zugeführt werden, die wiederum mit einem Flash-Konverter verbunden sind. An den Komparatoren liegen dabei jeweils ein Eingangssignal und eine Referenzspannung an.

DE 10 2008 012 545 AI offenbart eine Schaltung zum Verglei ¬ chen von Spannungen, in der eine Mehrzahl an Spannungsteilern jeweils mit einer Spannungsquelle verbunden sind. Die Span- nungsteiler sind jeweils mit einem Eingang eines Operations ¬ verstärkers verbunden, der an eine Versorgungsspannung angeschlossen ist.

Der Nachteil von bekannten Vorrichtungen zur Erfassung der Stromstärke in einer Leitung besteht darin, dass diese erst ab einer bestimmten Mindeststromstärke eine elektrische Ei ¬ genversorgung der Vorrichtung über die erfasste Leitung erlauben ohne dass die Messgenauigkeit erheblich reduziert wird. Zur Vergrößerung des Messbereichs werden häufig Opera- tionsverstärker eingesetzt, die komplex und kostenintensiv sind und eine erhebliche Versorgungsspannung benötigen. Es besteht ein Bedarf an einer Messvorrichtung, die eine präzise Messung in einem vergrößerten Messbereich erlaubt und gleichzeitig eine geringe Komplexität aufweist, wirtschaftlich her- stellbar ist und die Nachteile aus dem Stand der Technik überwindet . Die Aufgabenstellung wird durch die erfindungsgemäße Messvorrichtung gelöst, die zur Erfassung einer Stromstärke mit ei ¬ ner Leitung verbindbar ist. Die Messvorrichtung weist eine Erfassungseinheit auf, in der ein erster und ein zweiter Spannungsteiler angeordnet sind. Die Spannungsteiler sind mit einem Primär-Messsignal gekoppelt, das durch einen Messwand ¬ ler, der mit der Leitung zusammenwirkt, erzeugt wird. Das Primär-Messsignal ist damit zur Erfassung und Quantifizierung der in der Leitung vorliegenden Stromstärke geeignet. Jeder der Spannungsteiler ist zum Erzeugen eines Messsignals ausgebildet, das jeweils über eine Messleitung ausgegeben wird. Das erste Messsignal vom ersten Spannungsteiler wird über die zugehörige Messleitung an einen ersten Signaleingang eines Signalwandlers in einer Auswertungseinheit weitergeleitet. Gleichermaßen wird das zweite Messsignal vom zweiten Spannungsteiler über die zugehörige Messleitung an einen zweiten Signaleingang des Signalwandlers in der Auswertungseinheit weitergeleitet. Der Signalwandler ist dazu ausgebildet, das erste und zweite Messsignal separat oder in Kombination zur Bildung eines Messwertes auszuwerten. Eine Kombination des ersten und zweiten Messsignals kann dabei beispielsweise in einer Addition der beiden Messsignale bestehen. Erfindungsgemäßen ist der Signalwandler zu seiner Stromversorgung über eine Versorgungsleitung mit dem Messwandler verbunden. Dabei ist die Versorgungsleitung schaltbar, so dass die Stromversorgung des Signalwandlers gezielt unterbrechbar ist.

In der erfindungsgemäßen Messvorrichtung ist die Stromversorgung des Signalwandlers damit zeitlich in einem einstellbaren Umfang aktivierbar und deaktivierbar. Die eingesetzten Spannungsteiler bewirken unterschiedliche Skalierungen der Messsignale und erlauben es, auf komplexe und kostenintensive Komponenten wie Operationsverstärker zu verzichten. Bei einer geringen Stromstärke in der Leitung ist der Signalwandler da- mit deaktivierbar, so dass die Energieversorgung der Messschaltung aufrechterhalten werden kann. Die elektrische Eigenversorgung der Messvorrichtung über den Messwandler erlaubt es ferner, auf zusätzliche Stromquellen zu verzichten, so dass die Komplexität der erfindungsgemäßen Messvorrichtung gering ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Signalwandler als Analog-Digital-Wandler ausgebildet. Besonders bevorzugt weist der Analog-Digital-Wandler dabei eine Messauflösung von 8 bis 12 Bit, vorzugsweise von 10 Bit, auf. Ein Analog-Digital-Wandler ist dazu geeignet, zuverlässig und schnell eingehende Messsignale zu verarbeiten und kann kos- tengünstig hergestellt werden. Die Erfindung erlaubt ferner den Einsatz von Analog-Digital-Wandlern mit einer reduzierten Messauflösung. Dadurch wird die mit dem Analog-Digital-Wand ¬ ler erzielbare Stromersparnis und Wirtschaftlichkeit weiter gesteigert .

Vorzugsweise sind in der erfindungsgemäßen Messvorrichtung jeweils ein Schaltelement zum Schalten der Stromversorgung des Signalwandlers und ein Schaltelement zur Bereitstellung einer Referenzspannung vorgesehen. Die Referenzspannung stellt vorzugsweise ein positives Potential zur Verfügung, so dass negative Anteile im ersten und zweiten Messsignal ver ¬ mieden werden. Hierdurch wird die Auswertung des ersten und zweiten Messsignals vereinfacht. Die Schaltelemente sind mit einer einstellbaren Kopplung miteinander verbunden, so dass die Betätigung eines Schaltelements dem anderen Schaltelement folgt. Die Kopplung zwischen den Schaltelementen ist derart einstellbar, dass eine Verzögerung, mit der das eine Schaltelement der Betätigung des anderen Schaltelements folgt, wählbar ist. Ein einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt die Verzögerung zwischen 0 ms und 20 ms.

Darüber hinaus kann in der beanspruchten Messvorrichtung die Betätigung von mindestens einem der Schaltelemente durch ei ¬ nen Taktgeber angesteuert werden. Der Taktgeber ist dazu aus- gebildet, mit einer einstellbaren Frequenz ein Schaltsignal auszugeben, das das angesteuerte Schaltelement durch ein Öff ¬ nen oder ein Schließen umsetzt und das andere Schaltelement diesem folgt. Ein getaktetes Bereitstellen der Stromversor- gung des Signalwandlers und Bereitstellen der Referenzspannung erlaubt es, während eines Dauerbetriebs der Messvorrich ¬ tung den zeitlichen Anteil von aktiven mit Messungen und inaktiven Phasen ohne Messungen im Hinblick auf einen ange- strebten Stromverbrauch oder eine angestrebte Messgenauigkeit einzustellen. Dadurch kann die erfindungsgemäße Messvorrichtung über einfache Parameter an ein breites Spektrum von Be- triebszuständen angepasst werden. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Taktgeber mit dem Schaltelement zur Bereitstellung der Referenzspannung und dem Schaltelement in der Versorgungsleitung des Signalwandlers separat verbunden. Der Taktgeber ist dazu aus ¬ gebildet, beide Schaltmittel durch separate Schaltbefehle zu betätigen. Folglich wird die Kopplung zwischen den Schaltelementen durch die Anordnung des Taktgebers hergestellt. Zwi ¬ schen den korrespondierenden Schaltsignalen an beiden Schaltelementen liegt hierbei eine einstellbare Verzögerung vor. Die Verzögerung liegt dabei vorzugsweise zwischen 0 ms und 20 ms .

Des Weiteren kann der erste Spannungsteiler der erfindungsgemäßen Messvorrichtung zur Erzeugung des ersten Messsignals ausgebildet sein, das zur Erfassung eines ersten Wertebe- reichs der in der Leitung vorliegenden Stromstärke geeignet ist. Gleichzeitig kann der zweite Spannungsteiler zur Erzeu ¬ gung des zweiten Messsignals ausgebildet sein, das zur Erfas ¬ sung eines zweiten Wertebereichs der in der Leitung vorliegenden Stromstärke geeignet ist. Besonders bevorzugt haben die beiden Wertebereiche einen reduzierten Überlappungsbe ¬ reich. Infolgedessen kann durch die beiden Spannungsteiler insgesamt ein vergrößerter Messbereich abgedeckt werden, der sich im Wesentlichen aus den beiden Wertebereichen zusammensetzt. Der Signalwandler ist zu einer Identifikation des prä- ziseren Messsignals für den vorliegenden Wertebereich der

Stromstärke ausgebildet, so dass stets eine präzise Messung möglich ist. Der Nachteil eines einzelnen Spannungsteilers, der lediglich für einen festgelegten Wertebereich exakte Messsignale liefert, wird somit überwunden.

Darüber hinaus kann in der erfindungsgemäßen Messvorrichtung zusätzlich mindestens ein weiterer, dritter Spannungsteiler in der Erfassungseinheit angeordnet sein, der dazu ausgebil ¬ det ist, ein drittes Messsignal zu erzeugen. Ein dritter Spannungsteiler erlaubt es bei entsprechender Konfiguration aller eingesetzten Spannungsteiler, die Messsignale für einen breiten Wertebereich der vorliegenden Stromstärke zu skalieren. Infolgedessen wird dem Signalwandler stets ein für die vorliegende Stromstärke genaues Messsignal bereitgestellt und der Dynamikbereich der beanspruchten Messvorrichtung insgesamt vergrößert. Eine entsprechende weitere Erhöhung der An- zahl an eingesetzten Spannungsteilern erlaubt es, diese Vorteile, je nach Anforderung des jeweiligen Anwendungsfalls, weiter auszubauen.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst mindestens einer der Spannungsteiler zwei seriell geschaltete Widerstände. Durch die Auswahl von Widerständen kann der angestrebte Wertebereich bei der Messung der Stromstärke in einfacher Weise festgelegt werden. Widerstände sind in einer breiten Spanne an Konfigurationen wirtschaftlich herstellbar und bieten ein hohes Maß an Robustheit.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auch durch das beanspruchte Messverfahren für die in einer Leitung vorliegende Stromstärke gelöst. Zum erfindungsgemäßen Verfahren gehört ein erster Schritt, in dem ein Primär-Messsignal mit einem Messwandler erzeugt wird, der in unmittelbarer Wechselwirkung mit der zu überwachenden Leitung steht. Das Primär- Messsignal ist beispielsweise ein elektrischer Strom, der an der Leitung durch Induktion erzeugt wird. In einem weiteren Schritt wird das Primär-Messsignal zu einem ersten und zu ei ¬ nem zweiten Spannungsteiler geleitet und damit jeweils zu ei ¬ nem ersten und zweiten Messsignal verarbeitet. Das erste und das zweite Messsignal werden in einem anschließenden Schritt b

unmittelbar über Messleitungen an einen Signalwandler weitergeleitet. Durch den Signalwandler erfolgt eine Auswertung von mindestens einem der Messsignale, so dass für die in der Lei ¬ tung vorliegende Stromstärke ein Messwert ermittelt wird. Er- findungsgemäß erfolgt die Stromversorgung des Signalwandlers unmittelbar durch den Messwandler. Die dazu vorgesehene Versorgungsleitung zwischen dem Messwandler und dem Signalwandler ist schaltbar, d.h. sie kann durch ein Schaltelement gezielt und gesteuert unterbrochen werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es, durch die Auswer ¬ tung von einem oder mehreren Messsignalen, eine exakte Messung der Stromstärke in der Leitung durchzuführen. Die an- und abschaltbare Stromversorgung des Signalwandlers erlaubt es, den Stromverbrauch beim Messverfahren zu reduzieren, indem der Signalwandler zu Zeitpunkten, an denen keine Messung erforderlich oder geboten ist, zielgerichtet abgeschaltet werden kann. Dadurch kann das erfindungsgemäße Verfahren energiesparend durchgeführt werden. Des Weiteren kann durch ein Deaktivieren des Signalwandlers die Energieversorgung der Messschaltung aufrechterhalten werden.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Erfassen und Auswerten des ersten und zweiten Messsignals durch einen Signalwandler, der als Analog-Digital-Wandler ausgebildet ist. Ein Analog-Digital-Wandler ist dazu geeig ¬ net, Messsignale schnell und zuverlässig auszuwerten und weist eine reduzierte Komplexität auf. Ferner kann ein Ana ¬ log-Digital-Wandler kostengünstig hergestellt werden.

Besonders bevorzugt wird im erfindungsgemäßen Verfahren ein Schaltelement, das das An- und Abschalten der Stromversorgung des Signalwandlers ermöglicht, durch einen Taktgeber mit ei ¬ nem einstellbaren Schaltsignal betätigt. Das Betätigen um- fasst dabei das Öffnen und Schließen des Schaltelements. Wei ¬ ter bevorzugt kann die Betätigung des Schaltelements in der Versorgungsleitung des Signalwandlers auch erfolgen, indem der Taktgeber durch ein Schaltsignal ein Schaltelement betä- tigt, mit dem mindestens einer der Spannungsteiler mit einer Referenzspannung versorgt wird. Das Schaltelement, mit dem die Referenzspannung bereitgestellt wird, ist durch eine ein ¬ stellbare Kopplung mit dem Schaltelement in der Versorgungs- leitung des Signalwandlers verbunden, so dass dieses der Be ¬ tätigung des Schaltelements, das die Referenzspannung bereit ¬ stellt, folgt.

Das Schaltsignal des Taktgebers ist dahingehend einstellbar, dass sowohl die Dauer von Aktivphasen, in denen das betätigte Schaltelement geschlossen ist, als auch die Dauer von Inaktivphasen, in denen das betätigte Schaltelement geöffnet ist, durch ein Programm oder eine Benutzereingabe gewählt werden können. Infolgedessen kann das Schaltsignal und/oder eine Sequenz von Schaltsignalen beliebig eingestellt werden. Somit ist es möglich, den Signalwandler in Betriebszuständen, in denen eine exakte Messung der Stromstärke in der Leitung nicht erforderlich oder geboten ist, deaktiviert werden. Die Energieversorgung, also die Eigenversorgung der Messelektronik kann an die vorliegende Stromstärke angepasst werden. Ferner kann je nach Erfordernis während des Betriebs die Ab ¬ tastfrequenz angepasst werden.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Ausgeben des Schaltsignals für das Schaltelement an der Versorgungsleitung im Wesentlichen gleichzeitig zur Betätigung eines Schaltelements, durch das mindestens einer der Spannungsteiler mit einer Referenzspannung versorgt wird. Die Referenzspannung stellt vorzugsweise ein positives Poten- tial zur Verfügung, so dass negative Anteile im ersten und zweiten Messsignal vermieden werden. Hierdurch wird die Auswertung des ersten und zweiten Messsignals vereinfacht. Somit wird im Wesentlichen instantan ein präzise auswertbares ers ¬ tes und/oder zweites Messsignal erzeugt.

Ferner kann im erfindungsgemäßen Verfahren der Betrieb als eine Abfolge von Inaktivphasen und Aktivphasen durchgeführt werden. In den Aktivphasen ist die Referenzspannung und die Stromversorgung des Signalwandlers aktiviert und es werden Messwerte erzeugt. In den Inaktivphasen hingegen ist zumindest die Stromversorgung des Signalwandlers deaktiviert. Vor ¬ zugsweise ist die Dauer der Inaktivphasen umso niedriger, je höher die in Leitung vorliegende Stromstärke ist. Folglich liegt bei einer erhöhten Stromstärke in der Leitung eine erhöhte Messfrequenz bzw. Abtastfrequenz vor, so dass durch die erhöhte Anzahl an Messsignalen die Messgenauigkeit steigt. Gleichzeitig wird die Stromaufnahme des Signalwandlers er- höht. Die erhöhte Stromaufnahme des Signalwandlers wird auf ¬ grund der erhöhten Stromstärke kompensiert. Bei einer redu ¬ zierten Stromstärke hingegen liegen Messsignale mit erhöhter Genauigkeit vor, da hier über eine verlängerte Dauer abgetas ¬ tet wird, so dass auch eine Abtastung mit reduzierter Fre- quenz zu einem hinreichend präzisen Messwerte führt. Infolge ¬ dessen liegt eine reduzierte Stromaufnahme des Signalwandlers vor .

Besonders bevorzugt beträgt in einem Betriebsintervall das Verhältnis der Dauer der Inaktivphasen zur Dauer der Aktivphasen zwischen Null und Zehn. Bei einem Verhältnis von Null liegt somit durchgehender Messbetrieb vor, während bei einem Verhältnis von Zehn die Inaktivphasen zehnmal so lange dau ¬ ernd wie die Aktivphase, in der Messwerte erzeugt werden. Diese Spanne erlaubt eine vorteilhafte Anpassung an einen weiten Bereich von vorliegenden Stromstärken in der Leitung. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dabei an eine Vielzahl von Einsatzzwecken anpassbar. Des Weiteren kann im erfindungsgemäßen Verfahren beim Erzeugen des Messwerts nur das erste Messsignal verwendet, wenn die Stromstärke in der Leitung unterhalb eines ersten

Schwellwertes liegt. Bei einer Stromstärke zwischen dem ers ¬ ten und einem zweiten Schwellwert wird erfindungsgemäß das erste und zweite Messsignal eingesetzt. Die Messsignale sind durch die unterschiedliche Auslegung der beiden Spannungstei ¬ ler unterschiedlich skaliert und bilden für unterschiedliche Wertebereiche der Stromstärke eine optimierte Grundlage zur Ermittlung des Messwerts durch den Signalwandler.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Ausführungsformen in den Figuren beschrieben. Es zeigt im Einzelnen

FIG 1 einen Aufbau einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messvorrichtung; FIG 2 ein Zeitdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Messverfahrens.

In FIG 1 ist schematisch der Aufbau einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messvorrichtung 10 abgebildet, die an einer Leitung 12 angeschlossen ist, in der die vorliegende Stromstärke 52 zu messen ist. Die Verbindung zwischen der Leitung 12 und der Messvorrichtung 10 wird durch einen Messwandler 24 gewährleistet, durch den ein Primär-Messsignal 30 bereitge ¬ stellt wird. Des Weiteren wird durch den Messwandler 24 ein Versorgungsstrom 47 induziert, der über eine Versorgungslei ¬ tung 32 weitergeleitet wird. Das Primär-Messsignal 30 wird vom Messwandler 24 an eine Erfassungsvorrichtung 14 der Messvorrichtung 10 geleitet und dort einem ersten und einem zweiten Spannungsteiler 36, 38 zugeführt. Jeder der Spannungstei- 1er 36, 38 umfasst zwei Widerstände 34, die in Reihe geschal ¬ tet sind. Von jedem der Spannungsteiler 36, 38 führt eine Messleitung 25 unmittelbar zu einer Verarbeitungseinheit 16 der Messvorrichtung 10. Dabei zweigen die Messleitungen 25 jeweils zwischen den Widerständen 34 der Spannungsteiler 36, 38 ab. Die Verarbeitungseinheit 16 umfasst eine Auswertungs ¬ einheit 20, in der ein Signalwandler 22 angeordnet ist. Über die Messleitung 25 vom ersten Spannungsteiler 36 wird ein erstes Messsignal 26 unmittelbar zu einem ersten Signaleingang 27 des Signalwandlers 22 geleitet. Ferner wird über die Messleitung 25 vom zweiten Spannungsteiler 38 ein zweites

Messsignal 28 unmittelbar zu einem zweiten Signaleingang 29 des Signalwandlers 22 geführt. Je nach Höhe der in der Leitung 12 anliegenden Stromstärke 52 erfolgt die Auswertung des ersten und/oder zweiten Messsignals 26, 28 zu einem Messwert 42. Die Auswertung der Messsig ¬ nale 26, 28 erfolgt in der Messvorrichtung 10 getaktet fort- laufend. Die Verarbeitungseinheit 16 der Messvorrichtung 10 umfasst zusätzlich eine Steuereinheit 18, in der ein Taktge ¬ ber 44 angeordnet ist. Des Weiteren stellt ein Leiter 45 den Spannungsteilern 36, 38 eine Referenzspannung 40 zu Verfügung, auf die das erste und zweite Messsignale 26, 28 bezogen sind. Der Leiter 45 ist mit einem Schaltelement 49 versehen, durch das der Leiter 45 unterbrochen werden kann. Die Betätigung des Schaltelements 49 am Leiter 45 erfolgt durch Schalt ¬ signale 46, die vom Taktgeber 44 ausgegeben werden. Das

Schaltelement 49 am Leiter 45 ist durch eine Kopplung 48 mit dem weiteren Schaltelement 49 verbunden, das an der Versorgungsleitung 32 angeordnet ist. Infolge der Kopplung 48 folgt das Schaltelement 49 an der Versorgungsleitung 32 der Betätigung des Schaltelements 49 am Leiter 45. Die Kopplung 48 setzt eine Betätigung des Schaltelements 49 am Leiter 45 im Wesentlichen verzögerungsfrei in eine Betätigung des Schalt ¬ elements 49 an der Versorgungsleitung 49 um. Bei geschlosse ¬ nen Schaltelementen 49 liegt an den Spannungsteilern 36, 38 die Referenzspannung 40 an, die das Bezugspotential für das erste und zweite Messsignal 26, 28 darstellt, so dass die Messsignale 26, 28 die in der Leitung 12 vorliegende Strom ¬ stärke 52 abbilden. Gleichzeitig ist der Signalwandler 22 mit Strom versorgt und ist in der Lage, die Messsignale 26, 28 einzeln oder in Kombination zum Messwert 42 auszuwerten. FIG 2 zeigt ein Zeitdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens 100. Darin bildet die horizontale Achse die Zeitachse 80 und die vertikale Achse die Größenach ¬ se 50. Es ist ein Strom mit einer ansteigenden Stromstärke 52 abgebildet, die in einer nicht näher dargestellten Leitung 12 vorliegt. Die Stromstärke 52 steigt auf einen Grenzwert 53 an und bleibt auf diesem konstant. Ferner zeigt FIG 2 eine Ab ¬ bildung des Schaltsignals 46, mit dem das erfindungsgemäße Verfahren 100 durchgeführt wird. Das Schaltsignal 46 ist im Wesentlichen eine Reihe von Rechtecksignalen, die sich zwischen einer Aktivschwelle 54 und einer Inaktivschwelle 56 be ¬ wegen. Während einer Aktivphase 55 liegt eine Stromversorgung eines Signalwandlers 22 einer nicht näher dargestellten Mess- Vorrichtung 10 vor und es erfolgt eine Ermittlung eines nicht näher dargestellten Messwerts 42. Sowohl die Aktivphasen 55 als auch die Inaktivphasen 51 weisen Dauern 57, 58 auf, die einstellbar sind. In FIG 2 nimmt die Dauer 57 der Inaktivpha ¬ sen 51 mit zunehmender Stromstärke 52 ab. Infolgedessen liegt im Bereich des Grenzwertes 53 der Stromstärke 52 ein annä ¬ hernd durchgehender Messbetrieb vor, der nur von minimalen Inaktivphasen 51 unterbrochen ist. Im Bezugsintervall 60 liegt damit ein annehmendes Verhältnis der Dauern 57 der In ¬ aktivphasen 51 zu den Dauern 58 der Aktivphasen 55 vor.

Ferner erfolgt die Ermittlung des nicht näher dargestellten Messwerts 42 unterhalb eines ersten Schwellenwertes 64, wird der Messwert 42 nur auf Basis des ersten Messsignals 26 er ¬ mittelt. An den Messbereich 61 unterhalb des ersten Schwel- lenwertes 64 schließt sich ein zweiter Messbereich 62 an, der zwischen dem ersten und zweiten Schwellenwert 64, 65 liegt. Im zweiten Messbereich 62 wird der Messwert 42 mittels des ersten und zweiten Messsignals 26, 28 in Kombination ermittelt. An den zweiten Messbereich 62 schließt sich ein dritter Messbereich 63 an, in dem die Stromstärke 52 in Leiter 12 oberhalb des zweiten Schwellenwertes 65 liegt. Im dritten Messbereich 63 wird der Messwert 42 nur auf Basis des zweiten Messsignals 28 ermittelt. Bei Anstieg der Stromstärke 52 sin ¬ ken die Dauern 57 der Inaktivphasen 51. Die ansteigende

Stromstärke 52 verbessert die Stromversorgung des Signalwand ¬ lers, jedoch erfordert eine präzise Messung der Stromstärke 52 eine erhöhte Zahl an Messdurchgängen. Diese wird durch den Rückgang der Dauern 57 der Inaktivphasen 51 erreicht.