Circuito de medida de corriente y procedimiento para vigilar una capacidad funcional de un circuito de medida de corriente.

Circuito de medida de corriente (38) que comprende un grupo constructivo sensor

(14) para medir una corriente eléctrica (Im) que circula por un conductor (22) por medio de la medición de una tensión de entrada (U1) entre una primera línea de entrada (55) y una segunda línea de entrada (56) del grupo constructivo sensor (14), y un órgano de control de sensor (18) para controlar el grupo constructivo sensor (14), en donde el grupo constructivo sensor (14) comprende un primer dispositivo sensor (51) para captar la intensidad de la corriente eléctrica (Im) por medio de un primer convertidor analógico-digital (41) destinado a convertir valores de medida analógicos (Ue1) en valores de medida digitalizados (U1D) y en donde el circuito de medida de corriente (38) comprende un dispositivo de influenciación (S1) para la conexión variable de una tensión de ensayo (UT) o una corriente de ensayo (IT) a una entrada (55a) del primer convertidor analógico-digital (41), caracterizado por que la entrada (55a) del primer convertidor analógico-digital (41) está unida con la primera línea de entrada (55) del grupo constructivo sensor (14) a través de una primera impedancia preconectada (Z1), estando preparado el órgano de control de sensor (18) para producir un estado de funcionamiento definido (II) en una entrada (55a) del primer convertidor analógico-digital (41) y para evaluar una capacidad funcional del circuito de medida de corriente (38) mediante una comparación de los valores de medida digitales (U1D) en el estado de funcionamiento definido (II) con resultados de medida nominales predeterminados.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E12153689.

Solicitante: MAGNA STEYR Battery Systems GmbH & Co OG.

Nacionalidad solicitante: Austria.

Dirección: Frikusweg 1 8141 Zettling AUSTRIA.

Inventor/es: ERHART,MICHAEL.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > MEDIDA DE VARIABLES ELECTRICAS; MEDIDA DE VARIABLES... > G01R35/00 (Ensayo o calibrado de los aparatos cubiertos por los otros grupos de esta subclase)
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > MEDIDA DE VARIABLES ELECTRICAS; MEDIDA DE VARIABLES... > G01R19/00 (Disposiciones para proceder a las medidas de corrientes o tensión o para indicar su existencia o el signo (G01R 5/00 tiene prioridad; para la medida de corrientes o tensiones bioeléctricas A61B 5/04))

PDF original: ES-2484816_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Circuito de medida de corriente y procedimiento para vigilar una capacidad funcional de un circuito de medida de corriente.

La invención concierne a un circuito de medida de corriente que comprende un grupo constructivo sensor para medir una corriente eléctrica que circula por un conductor por medio de la medición de una tensión de entrada entre una 5 primera y una segunda líneas de entrada del grupo constructivo sensor, y un órgano de control de sensor para controlar el grupo constructivo sensor, en donde el grupo constructivo sensor comprende un primer dispositivo sensor para captar la intensidad de la corriente eléctrica por medio de un primer convertidor analógico-digital destinado a convertir valores de medida analógicos en valores de medida digitalizados y el circuito de medida de corriente comprende un dispositivo de influenciación para conectar de manera variable una tensión de ensayo o una 10 corriente de ensayo a una entrada del primer convertidor analógico-digital. El dispositivo de influenciación para realizar una conexión variable puede ser un interruptor (por ejemplo, un relé o un interruptor analógico electrónico) con el que se pueda establecer e interrumpir una unión eléctrica de una fuente de tensión o de corriente con la entrada del primer convertidor analógico-digital. En lugar del interruptor, el dispositivo de influenciación puede comprender una fuente de tensión o de corriente que proporcione una tensión cuya magnitud varíe temporalmente 15 de una manera predeterminada (transitoria o estacionaria) , o que proporcione una corriente cuya magnitud varíe temporalmente de una manera predeterminada (transitoria o estacionaria) .

Además, la invención concierne a un procedimiento para vigilar una capacidad funcional de un circuito de medida de corriente.

Se conoce por el documento US 5 426 416 A un sensor de corriente sustancialmente invariante en temperatura para 20 su utilización en un vehículo automóvil, el cual está preparado para medir una corriente que se suministra a una carga desde una fuente de energía eléctrica, y está configurado para indicar un nivel máximo de corriente al presentarse defectos internos.

Se conoce por el documento US 2011/291675 A1 un dispositivo para medir una caída de tensión entre dos nudos en un circuito eléctrico, comprendiendo el sistema un condensador-integrador conectado (SCI) , un circuito de mando 25 comparador y un contador.

Se conoce por el documento DE 10 2005 055 272 B4 un dispositivo de medida para captar valores de medida de tensión en un segmento de conductor que puede ser una parte integrante fija de un vehículo automóvil. El dispositivo de medida comprende un convertidor analógico-digital y el segmento de conductor está dispuesto lo más cerca posible de un borne de batería. El dispositivo de medida conocido está previsto para medir la magnitud de corrientes 30 de fuga. En un paso de procedimiento se imparte al segmento de conductor una corriente de medida de intensidad conocida proveniente de una fuente de corriente conectable y se obtiene el valor de la resistencia del segmento de conductor a través de la caída de tensión que se presenta por ello en el segmento de conductor. Se supone en este caso que la cerradura de encendido está desconectada durante la medición de la resistencia y, por tanto, unos consumidores eventualmente aún desconocidos con una pequeña corriente de fuga ocasionan en el segmento de 35 conductor una caída de tensión que es despreciable en comparación con la corriente de medida.

Con la presente invención se pretende proporcionar un circuito de medida de corriente cuya capacidad funcional pueda ser comprobada durante un funcionamiento regular de una red de a bordo. Prescindiendo de que el dispositivo de medida conocido no tiene la finalidad de resolver este problema, no sería adecuado tampoco para ello por el motivo siguiente. El segmento de conductor es tanto parte del circuito de corriente de los consumidores como 40 parte del circuito de corriente de ensayo. Por tanto, circula por él la suma de las corrientes de los dos circuitos de corriente (primera ley de Kirchhoff) . Durante el funcionamiento regular, la caída de tensión que ocasiona la corriente de los consumidores en el segmento de conductor predomina sobre la caída de tensión que ocasiona la corriente de ensayo en el segmento conductor. En comparación con la corriente de los consumidores, una corriente de ensayo de intensidad aún practicable no tendría una intensidad suficiente para ocasionar una contribución aún fiablemente 45 evaluable a la caída de tensión en el segmento de conductor.

El problema (a pesar de estas dificultades) de proporcionar un circuito de medida de corriente cuya capacidad funcional pueda comprobarse durante un funcionamiento regular de una red de a bordo se resuelve con la reivindicación independiente. Perfeccionamientos ventajosos de la idea de la invención son objeto de las reivindicaciones subordinadas. 50

Según la invención, se ha perfeccionado el circuito de medida de corriente conocido haciendo que la entrada del primer convertidor analógico-digital esté unida con la primera línea de entrada del grupo constructivo sensor a través de una primera impedancia preconectada. La primera impedancia preconectada entre la primera línea de entrada del grupo constructivo sensor y la entrada del primer convertidor analógico-digital no altera en nada el hecho de que una corriente de ensayo de intensidad aún practicable no tendría una intensidad suficiente para ocasionar una influencia 55 fiablemente evaluable sobre la caída de tensión en el segmento de conductor. Sin embargo, con el circuito de medida de corriente es posible ventajosamente influir de manera deliberada sobre la tensión de entrada del primer convertidor analógico-digital por medio de la tensión de ensayo o la corriente de ensayo. Así, el órgano de control de sensor puede sacar conclusiones sobre la capacidad funcional del circuito de medida de corriente en base a valores de medida dependientes de la influenciación. La influenciación deliberada le posibilita al órgano de control de sensor una correlación entre la influenciación deliberada y los valores de medida captados. En base a la correlación, el órgano de control de sensor puede filtrar y separar de los resultados de medida unas porciones de información que 5 representen una respuesta del sistema del circuito de medida de corriente a la influenciación deliberada de la entrada del primer convertidor analógico-digital. Para la influenciación deliberada se puede emplear como fuente de tensión de ensayo o como fuente de corriente de ensayo una fuente de tensión continua o de corriente continua. La impedancia preconectada puede ser una resistencia activa pura (es decir, una resistencia aparente sin resistencia reactiva) . Como alternativa, para la influenciación deliberada se puede emplear una fuente de tensión alterna o una 10 fuente de corriente alterna cuya evolución temporal y/o cuya distribución de frecuencia estén predeterminadas (preferiblemente de manera estacionaria) . Por ejemplo, la fuente de tensión alterna o de corriente alterna puede proporcionar una tensión triangular periódica. El órgano de control de sensor puede filtrar y separar de la señal de medida al final de la cadena de medida las porciones de tensión alterna a las que ha contribuido la fuente de tensión alterna o de corriente alterna en la entrada del convertidor analógico-digital. Preferiblemente, la influenciación 15 deliberada (por la fuente de tensión alterna o de corriente alterna) contiene en un intervalo de frecuencia unas porciones de frecuencia que no contiene la corriente a medir sobre el conductor o que, según las especificaciones, no tienen que ser medidas en el conductor por el circuito de medida... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Circuito de medida de corriente (38) que comprende un grupo constructivo sensor (14) para medir una corriente eléctrica (Im) que circula por un conductor (22) por medio de la medición de una tensión de entrada (U1) entre una primera línea de entrada (55) y una segunda línea de entrada (56) del grupo constructivo sensor (14) , y un órgano de control de sensor (18) para controlar el grupo constructivo sensor (14) , en donde el grupo constructivo sensor 5 (14) comprende un primer dispositivo sensor (51) para captar la intensidad de la corriente eléctrica (Im) por medio de un primer convertidor analógico-digital (41) destinado a convertir valores de medida analógicos (Ue1) en valores de medida digitalizados (U1D) y en donde el circuito de medida de corriente (38) comprende un dispositivo de influenciación (S1) para la conexión variable de una tensión de ensayo (UT) o una corriente de ensayo (IT) a una entrada (55a) del primer convertidor analógico-digital (41) , caracterizado por que la entrada (55a) del primer 10 convertidor analógico-digital (41) está unida con la primera línea de entrada (55) del grupo constructivo sensor (14) a través de una primera impedancia preconectada (Z1) , estando preparado el órgano de control de sensor (18) para producir un estado de funcionamiento definido (II) en una entrada (55a) del primer convertidor analógico-digital (41) y para evaluar una capacidad funcional del circuito de medida de corriente (38) mediante una comparación de los valores de medida digitales (U1D) en el estado de funcionamiento definido (II) con resultados de medida nominales 15 predeterminados.

2. Circuito de medida de corriente (38) según la reivindicación 1, caracterizado por que el circuito de medida de corriente (38) comprende una entrada de referencia de ensayo (94) para conectar una fuente de corriente de ensayo (95) destinada a proporcionar la corriente de ensayo (IT) o para conectar una fuente de tensión de ensayo destinada a proporcionar la tensión de ensayo (UT) , estando en particular un terminal de potencial de referencia (56) de la 20 fuente de tensión de ensayo unido eléctricamente con un terminal de potencial de referencia del primer convertidor analógico-digital (41) .

3. Circuito de medida de corriente (38) según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por que el circuito de medida de corriente (38) comprende una unión de control (96) por medio de la cual se puede controlar por el órgano de control de sensor (18) la conexión variable de la tensión de ensayo (UT) o la corriente de ensayo (IT) . 25

4. Circuito de medida de corriente (38) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que el grupo constructivo sensor (14) comprende un primer dispositivo sensor (51) para captar la tensión de entrada (U1) y un segundo dispositivo sensor (52) para captar la tensión de entrada (U1) , presentando ambos dispositivos sensores (51, 52) una zona de medida común.

5. Circuito de medida de corriente (38) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que el 30 órgano de control de sensor (18) está preparado para realizar también la valoración de la capacidad funcional del circuito de medida de corriente (38) teniendo en cuenta valores de medida digitales (U2D) que pueden ser captados por el segundo dispositivo sensor (52) .

6. Circuito de medida de corriente (38) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que la unión de control (96) está realizada al menos seccionalmente por un bus de datos (36) a través del cual se pueden 35 transmitir valores de medida digitalizados (U1D) del primer convertidor analógico-digital (41) al órgano de control de sensor (18) .

7. Circuito de medida de corriente (38) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que el grupo constructivo sensor (14) comprende una unidad de adaptación (90) para preparar los valores de medida digitales (U1D) proporcionados por el primer convertidor analógico-digital (41) con miras a una transmisión de los 40 mismos a través del bus de datos (36) .

8. Circuito de medida de corriente (38) según la reivindicación 7, caracterizado por que la unidad de adaptación (90) comprende el órgano de control de sensor (18) .

9. Circuito de medida de corriente (38) según la reivindicación 7 u 8, caracterizado por que el grupo constructivo sensor (14) comprende una unidad de adaptación (90) para preparar los valores de medida digitales (U2D) 45 proporcionados por el segundo convertidor analógico-digital (42) con miras a una transmisión de los mismos a través del bus de datos (36) .

10. Circuito de medida de corriente (38) según la reivindicación 9, caracterizado por que la unidad de adaptación (90) comprende un controlador que puede utilizarse para una preparación temporalmente alterna de los valores de medida digitales (U1D) proporcionados por el primer convertidor analógico-digital (41) y los valores de medida 50 digitales (U2D) proporcionados por el segundo convertidor analógico-digital (42) .

11. Circuito de medida de corriente (38) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por que el primer convertidor analógico-digital (41) es parte de un microcontrolador del grupo constructivo sensor (14) .

12. Procedimiento (100) para vigilar una capacidad funcional de un circuito de medida de corriente (38) , en el que el procedimiento (100) comprende los pasos (110, 120, 130) siguientes:

- habilitación (110) de un circuito de medida de corriente (38) que comprende un primer convertidor analógico-digital (41) para convertir valores de medida analógicos en valores de medida digitalizados (U1D) , estando unida una entrada (55a) del primer convertidor analógico-digital (41) con una primera línea de entrada (55) del circuito de medida de corriente (14) a través de una primera impedancia preconectada (Z1) ; 5

- influenciación (120) de la entrada (55a) del primer convertidor analógico-digital (41) mediante la conexión de una tensión de ensayo (UT) o una corriente de ensayo (IT) a la entrada (55a) del primer convertidor analógico-digital (41) ;

- captación (130) de un valor de medida (U1D) durante la influenciación de la entrada (55a) del primer convertidor analógico-digital (41) ; y - valoración (140) de una capacidad funcional del circuito de medida de corriente (38) mediante una comparación del 10 valor de medida captado (U1D) con resultados de medida nominales predeterminados.