專利名稱：電流測量取樣用的電流傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電流的測量裝置，具體地說是一種電流測量取樣用的電流傳感器。
電流的測量古老的方式是斷開接入式，接線端點增加的越多，回路的安全系數(shù)越低，在大電流、大功率或高電壓情況下，很容易造成接線端點打火甚至燒毀；而在微電信號時，端點接觸電阻將不可忽略，直接影響測量取樣的標準性。因此，無接觸測量取樣具有非常重要的意義。在無接觸測量取樣方面，國內(nèi)第一代產(chǎn)品是直流互感器。用直流互感器取樣自然比斷開式好得多，但體積大、測量范圍上有死區(qū)，原副邊隔離性能差，應(yīng)用時接線復(fù)雜，而且價格較貴。
本實用新型的目的是設(shè)計一種體積比較小、靈敏度比較高、沒死區(qū)、應(yīng)用比較簡單的電流測量取樣用的電流傳感器。
本實用新型的原理是利用半導(dǎo)體霍爾元件的磁電轉(zhuǎn)換性能，直接采集電纜線周圍的磁場信號后將其轉(zhuǎn)變成電信號，經(jīng)放大后輸出。具體技術(shù)方案分三個部分即外殼、磁芯和線路板。外殼由“回”字形側(cè)板和中間有方孔的前蓋板和后支持板組成?！盎亍弊中蝹?cè)板的底邊兩側(cè)有固定用的固定翼。在“回”字形側(cè)板兩“口”字形側(cè)板之間有一塊“C”字形磁芯，在磁芯開口側(cè)的外表面和外“口”字形側(cè)板內(nèi)表面之間有線路板。線路板中有一個霍爾元件H，該霍爾元件懸置在“C”形磁芯的開口處?；魻栐哪_1接三極管Q集電極、腳3接電源負極V-、腳2、腳4分別接電阻R3、R4。三極管Q的基極與二極管D的正端相聯(lián)、發(fā)射極通過電阻R2與正電源相聯(lián)。二極管D的負端與穩(wěn)壓二極管Dw的正端相聯(lián)同時通過電阻R1與負電源相聯(lián)。穩(wěn)壓二極管Dw的負端接正電源。電阻R3的另一端接運放電路Ic負輸入端，同時通過電阻R5與電位器W1中心頭相聯(lián)。電阻R4的另一端與運放電路Ic正輸入端相聯(lián)，同時通過電阻R6與電位器W2的中心頭相聯(lián)。電位器W1一端與正電源V+相聯(lián)，另一端與負電源V-相聯(lián)。電位器W2的一端接運放電路Ic輸出端，另一端接負電源V-。運放電路Ic正電源輸入端接正電源V+，負電源輸入端接負電源。運放電路的輸出端接電阻R7，R7的另一端接接線端子，電容C一端接正電源，另一端接地。在外“口”字形側(cè)板上裝有接線端子，接線端子有4個接線柱，供信號輸出端、正、負電源和接地聯(lián)接使用。
使用時將供電線路的一根電纜從內(nèi)“口”字形側(cè)板的中間穿過，當電纜中有電流通過時，電纜線的周圍即產(chǎn)生磁場，電流變化，磁場大小也變化，磁芯將電纜周圍分散磁場集中起來，再由磁敏感器件即霍爾元件將磁信號轉(zhuǎn)變成電信號，經(jīng)放大變成可以測量的電信號，所以本實用新型是專供電流測量采樣用的。
本實用新型由于結(jié)構(gòu)比較簡單，體積可以制作得比較小，由于霍爾元件對很微弱的磁場都能感受到，而且其工作是線性的，所以本實用新型的靈敏度很高，也沒有死區(qū)問題。被測電纜與輸出完全隔離，即原副邊隔離性能好。使用時接線比較簡單。
設(shè)計人作了一個實施例，下面對實施例給予說明

圖1是實施例的主視圖圖2是實施例的俯視圖圖3是實施例的去掉前蓋板后的視圖圖4是實施例的電子原理圖由圖1、圖2、圖3可見，本實用新型實施例的外殼包括一個“回”字形側(cè)板，“回”字形側(cè)板的外“口”字形側(cè)板(4)和內(nèi)“口”字形側(cè)板(6)靠中間有方孔的后板(5)膠粘成一體，“回”字形側(cè)板的前面有前蓋板(2)，內(nèi)“口”字形側(cè)板和外“口”字形側(cè)板之間有“C”字形磁芯(7)，磁芯的上口間有一個磁敏感元件即霍爾元件(H)，磁芯的上面和外“口”字形側(cè)板的內(nèi)表面之間有線路板(8)，外“口”字形側(cè)板的右上角處裝有接線端子(1)，接線端子有4個接線柱，外“口”字形側(cè)板的兩個下角處有兩個固定翼(3)。
由圖4可見本實用新型電子線路部分包括電源電路、磁場檢測電路、信號放大電路、輸出電路、調(diào)整和反饋電路組成。其中電源電路由±12-24伏的外接電源和接在正電源V+和地之間的電容C組成；磁檢測電路包括霍爾元件H、三極管Q、二極管D、穩(wěn)壓二極管Dw和電阻R1、R2，信號放大電路由運放電路Ic和電阻R3、R4組成，輸出電路由運放電路Ic和電阻R7組成。調(diào)正反饋電路由電位器W1、W2和電阻R5、R6組成。各元器件的聯(lián)法同前面所述。值得指出的是三極管Q起恒流作用，二極管D補償三極管Q溫度特性，穩(wěn)壓二極管Dw配合三極管起恒流作用，電位器W1起靜態(tài)即沒磁場輸入狀態(tài)下的調(diào)零作用，電位器W2調(diào)正在磁場信號輸入時的輸出值，要求調(diào)整到5伏，接線端子(1)有4個接線柱，分別供正電源V+、負電源V-、輸出M和接地使用。
本實施例長×高×厚＝113×74×28mm，霍爾元件選擇THS119型，對霍爾元件的系數(shù)，即零點和放大倍數(shù)要篩選一致。磁蕊選擇軟磁材料鍍莫合金或高品質(zhì)矽鋼片制成，因為這種材料初始導(dǎo)磁率高，磁化曲線比較直，磁飽和強度較高。
權(quán)利要求1.電流測量取樣用的電流傳感器，其特征在于包括一個由“回”字形側(cè)板、后支撐板(5)、前蓋板(2)組成的外殼，外殼的兩下角處有兩個固定翼(3)，外殼的外“口”字形側(cè)板上裝有接線端子(1)，在“回”字形側(cè)板的內(nèi)“口”字形側(cè)板(6)和外“口”字形側(cè)板(4)之間裝有“C”字形磁芯(7)，磁芯開口側(cè)的外表面與外“口”字形側(cè)板的內(nèi)表面之間裝有線路板，線路板中包括一個霍爾元件H，該霍爾元件懸置在“C”形磁芯的開口處，霍爾元件的腳1接三極管Q的集電板、腳3接電源負極V-、腳2和腳4分別接電阻R3、R4，三極管Q的基極接二極管D的正端，三極管Q的發(fā)射極通過電阻R2與正電源V+相接，二極管D的負端與穩(wěn)壓二極管Dn的正端相聯(lián)，同時通過電阻R1與負電源V-相接，穩(wěn)壓二極管Dn的負端接正電源V+，電阻R3的另一端接運放電路Ic負輸入端，同時通過電阻R5接電位器W1的中心頭，電阻R4的另一端與運放電路Ic正輸入端相聯(lián)，同時通過電阻R6與電位器W2的中心頭相聯(lián)，電位器W1的一端與正電源V+相接，另一端與負電源V-相接，電位器W2的一端與運放電路Ic的輸出端相接，另一端接負電源V-，運放電路Ic的正電源輸入端接正電源V+，負電源輸入端接負電源V-，運放電路Ic的輸出端接電阻R7，電阻R7的另一端接接線端子，電容C的一端接正電源V+，另一端接地，接線端子(1)有4個接線柱，分別為正電源V+，負電源V-，信號輸出M和地線接線柱。
專利摘要本實用新型公開了一種對電纜線中的電流無接觸測量取樣用的電流傳感器技術(shù)方案，該方案中包括外殼、盒內(nèi)裝有“C”字形磁芯和線路板，電子線路中有一個霍爾元件位于“C”形磁芯開口處，被取樣的電纜從外殼中間的孔中穿過，磁芯將電纜周圍的雜散磁場集中起來，無觸點地輸送給磁敏元件即霍爾元件，經(jīng)放大輸出。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、體積小、靈敏度高，克服了直流互感器有死區(qū)問題，使用時接線比較簡單，是直流互感器的更新?lián)Q代產(chǎn)品。
文檔編號G01R19/00GK2267464SQ9622132
公開日1997年11月12日 申請日期1996年8月22日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月22日
發(fā)明者王國潤, 潘仲武, 石林 申請人:保定市霍爾電子有限公司