Robustes, galvanisch getrenntes, DC-fähiges Strommessprinzip auf der Basis kreisförmig angeordneter Magnetfeldsensoren

In dieser Arbeit wird ein innovatives robustes und galvanisch getrenntes Strommessprinzip dargestellt, das DC-fähig und für den Einsatz im industriellen Bereich angedacht ist. Es beruht auf der Diskretisierung des Ampère’schen Gesetzes durch eine endliche Anzahl von Magnetfeldsensoren. Es wird ein Überblick über die am Markt vorhanden Strommessprinzip gegeben. Darauffolgend wird das grundlegende Prinzip theoretisch und experimentell näher untersucht und erläutert. Dazu werden die wesentlichen Einflüsse auf den Strommessfehler durch eine analytische und numerische Berechnung ermittelt und durch Messungen an verschiedenen Laboraufbauten experimentell verifiziert. Es erfolgt eine Evaluation der Einflüsse auf den Strommessfehler durch ein Fremdfeld, durch die Position des Leiters und durch eine vom Rundleiter abweichende Leitergeometrie. Darüber hinaus wird auf die sich aus der Digitalisierung ergebende Möglichkeiten eingegangen. Exemplarisch wird dies anhand der Methode zur Bereichsumschaltung dargelegt. Bei dieser wird in optimaler Weise zwischen den beiden Magnetfeldsensortechnologien gewechselt, sodass eine Strommessfehlerreduktion über einen großen Strommessbereich realisiert wird.