無(wú)線(xiàn)羅戈夫斯基線(xiàn)圈系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開(kāi)涉及無(wú)線(xiàn)傳感器，尤其涉及無(wú)線(xiàn)羅戈夫斯基(Rogowski)線(xiàn)圈系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]萬(wàn)用表(也稱(chēng)為數(shù)字萬(wàn)用表或“DMM”)被適配用于測(cè)量通常對(duì)于服務(wù)、故障檢測(cè)和維護(hù)應(yīng)用所需的多個(gè)參數(shù)。這些參數(shù)典型地包括a.c.(交流電)電壓和電流、d.c.(直流電)電壓和電流、以及電阻或連續(xù)性。諸如頻率、電容和溫度之類(lèi)的其他參數(shù)也可以被測(cè)量以滿(mǎn)足特定應(yīng)用的要求。為了利用通用萬(wàn)用表測(cè)量電流，具有已知電阻的內(nèi)部電流分流器必須插入在電流路徑中，要求承載電流的導(dǎo)體中的斷路?？缭诫娏鞣至髌鞯碾妷航等缓蟊粶y(cè)量以確定電流流動(dòng)。
[0003]采用內(nèi)部電流分流器的通用萬(wàn)用表通常被限制為最大十安培，這是由于用于承載電流的萬(wàn)用表測(cè)試引線(xiàn)和電路的容量。此外，既出于安全原因又為了防止對(duì)萬(wàn)用表的損害，萬(wàn)用表通常必須用內(nèi)部保險(xiǎn)絲來(lái)保護(hù)以防止過(guò)量的電流水平流過(guò)萬(wàn)用表。與獲得替換保險(xiǎn)絲所必要的時(shí)間和成本相聯(lián)結(jié)的移除熔斷保險(xiǎn)絲方面的困難使得獲得不需要內(nèi)部保險(xiǎn)絲的非接觸電流測(cè)量?jī)x器是合期望的。
[0004]夾合式(clamp-on)萬(wàn)用表提供了用于通過(guò)采用組成的電流夾鉗來(lái)測(cè)量通用萬(wàn)用表上的電流的改進(jìn)能力，所述電流夾鉗感測(cè)承載電流的導(dǎo)體中的電流而不必切斷承載電流的導(dǎo)體或斷開(kāi)包括承載電流的導(dǎo)體的電路。電流夾鉗典型地被提供在與萬(wàn)用表相同的外殼中，所述萬(wàn)用表以常規(guī)的方式使用單獨(dú)的測(cè)試探測(cè)器來(lái)測(cè)量諸如電壓和電阻之類(lèi)的其他參數(shù)。使電流夾鉗圍繞承載電流的導(dǎo)體而閉合以感測(cè)由電流流動(dòng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)，所述承載電流的導(dǎo)體可以包括銅線(xiàn)和排線(xiàn)條(buss bars)。電流夾鉗提供電壓信號(hào)以用于由萬(wàn)用表進(jìn)行的測(cè)量，所述萬(wàn)用表計(jì)算并顯示測(cè)量的電流水平。因?yàn)椴淮嬖谕ㄟ^(guò)夾合式萬(wàn)用表從承載電流的導(dǎo)體分流的電流，所以對(duì)可以被測(cè)量的最大電流的約束已經(jīng)被很大程度地消除。同樣地，已經(jīng)在夾合式萬(wàn)用表中消除了內(nèi)部保險(xiǎn)絲。
[0005]為了獲得有效的電流測(cè)量，電流夾鉗中的磁芯必須完全包圍承載電流的導(dǎo)體，以使得電流夾鉗完全閉合。電流夾鉗必須被機(jī)械地致動(dòng)以打開(kāi)鉗口，插入承載電流的導(dǎo)體，以及然后使鉗口圍繞承載電流的導(dǎo)體而閉合。在諸如電氣柜(electrical cabinet)之類(lèi)的緊密物理空間中，插入夾合式萬(wàn)用表并使用該技術(shù)來(lái)進(jìn)行電流測(cè)量是不便捷且困難的。此夕卜，鉗口必須被對(duì)準(zhǔn)以使磁芯完整以用于獲得有效的電流測(cè)量。夾合式萬(wàn)用表因此難以用于受限的空間中并且在其中要求較大的物理空間以打開(kāi)電流夾鉗的鉗口的。
[0006]夾合式萬(wàn)用表還趨向于是物理上沉重的，這是由于在磁芯上使用的相當(dāng)大量的鐵。此外，高電流水平可能使磁芯飽和。夾合式萬(wàn)用表的電流測(cè)量容量因此被限制于不使磁芯飽和的電流水平。夾合式萬(wàn)用表和有線(xiàn)羅戈夫斯基(Rogowski)線(xiàn)圈二者能夠感測(cè)流過(guò)被夾鉗或羅戈夫斯基線(xiàn)圈所環(huán)繞的導(dǎo)體的交流電。然而，羅戈夫斯基線(xiàn)圈和夾鉗之間存在許多差異。例如，與萬(wàn)用表的基本上剛性的夾鉗相比，羅戈夫斯基線(xiàn)圈是更柔性的并且具有更小的橫截面。羅戈夫斯基線(xiàn)圈因此能夠被用于對(duì)于夾鉗型萬(wàn)用表而言過(guò)于緊密和/或過(guò)于小的受限的空間中。另外，羅戈夫斯基線(xiàn)圈的環(huán)(loop)能夠被重新成形以環(huán)繞具有夾鉗所不能?chē)@的橫截面的導(dǎo)體。另一個(gè)差異是羅戈夫斯基線(xiàn)圈與夾鉗相比的更大的電流測(cè)量能力。具體地，空氣芯并不在使夾鉗的芯的磁性材料飽和的電流水平處變?yōu)轱柡汀?br>[0007]然而，羅戈夫斯基線(xiàn)圈被連接線(xiàn)纜的寄生電阻、電容和電感所限制。為了使寄生效應(yīng)最小化，期望將連接線(xiàn)纜的長(zhǎng)度保持為切實(shí)可行地短。連接線(xiàn)纜的長(zhǎng)度還限制羅戈夫斯基線(xiàn)圈的放置和查看用線(xiàn)圈所獲取的測(cè)量結(jié)果的技術(shù)人員的位置之間的距離。被羅戈夫斯基線(xiàn)圈包圍的導(dǎo)體可以處于具有用于操作萬(wàn)用表的人員的有限空間的機(jī)柜或空間中。導(dǎo)體可以承載對(duì)技術(shù)人員表現(xiàn)出危險(xiǎn)的大電壓和電流，因?yàn)榕c暴露的導(dǎo)體的意外接觸可能是有害的并且可能致命。盡管由諸如在美國(guó)專(zhuān)利N0.8，330，449中示出和描述的那些之類(lèi)的系統(tǒng)取得了進(jìn)展，但仍存在對(duì)于無(wú)法由接線(xiàn)到萬(wàn)用表的羅戈夫斯基線(xiàn)圈提供的改進(jìn)的便捷性和安全性的未滿(mǎn)足需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]提供本概要來(lái)以簡(jiǎn)化的形式介紹以下在【具體實(shí)施方式】中進(jìn)一步描述的概念的選擇。本概要并非旨在標(biāo)識(shí)所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵特征，也并非旨在被用作在確定所要求保護(hù)的主題的范圍時(shí)的幫助。
[0009]本文所描述和示出的實(shí)施例針對(duì)無(wú)線(xiàn)遠(yuǎn)程控制的羅戈夫斯基線(xiàn)圈、控制無(wú)線(xiàn)羅戈夫斯基線(xiàn)圈的系統(tǒng)、以及用于遠(yuǎn)程測(cè)量被羅戈夫斯基線(xiàn)圈所環(huán)繞的導(dǎo)體中電流的方法。特別地，無(wú)線(xiàn)遠(yuǎn)程控制的羅戈夫斯基線(xiàn)圈是具有伸長(zhǎng)的羅戈夫斯基線(xiàn)圈的傳感器單元。被線(xiàn)圈所環(huán)繞的導(dǎo)體在羅戈夫斯基線(xiàn)圈中感生電壓。由積分器電路或設(shè)備對(duì)該電壓進(jìn)行積分以提供表示導(dǎo)體中的電流的輸出信號(hào)。通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。表示電流的數(shù)字信號(hào)被收發(fā)器無(wú)線(xiàn)地傳輸，所述收發(fā)器發(fā)送數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)并且接收控制信號(hào)。萬(wàn)用表或其他控制裝置具有用于從傳感器收發(fā)器接收數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)并且用于向羅戈夫斯基線(xiàn)圈的收發(fā)器發(fā)送控制信號(hào)的無(wú)線(xiàn)收發(fā)器。
[0010]傳感器單元可以具有存儲(chǔ)器和控制器。積分器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器可以是不同的設(shè)備或電路或者被結(jié)合到控制器中。
[0011]控制信號(hào)被配置成將傳感器收發(fā)器置于空閑模式，命令傳感器單元退出空閑模式并且獲取導(dǎo)體中的電流的一個(gè)或多個(gè)讀數(shù)，或者周期地傳輸導(dǎo)體中的電流的讀數(shù)。
【附圖說(shuō)明】
[0012]隨著本發(fā)明的前述方面和許多伴隨的優(yōu)勢(shì)在結(jié)合附圖時(shí)通過(guò)參考下述【具體實(shí)施方式】而變得被更好地理解，本發(fā)明的前述方面和許多伴隨的優(yōu)勢(shì)將變得更容易被領(lǐng)會(huì)，其中:
圖1是根據(jù)用于測(cè)量交流電的本公開(kāi)的實(shí)施例的具有無(wú)線(xiàn)羅戈夫斯基線(xiàn)圈傳感器單元的萬(wàn)用表的示意性圖示；
圖2是根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的羅戈夫斯基線(xiàn)圈的組件的示意性圖示；以及圖3是根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的萬(wàn)用表的組件的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]以下參考包括導(dǎo)體的電氣電路來(lái)描述根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的具體細(xì)節(jié)。本公開(kāi)的其他實(shí)施例可以具有與本部分中描述的那些所不同的配置、組件、特征或過(guò)程。因此，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將相應(yīng)地理解到，本公開(kāi)可以具有帶有附加要素的其他實(shí)施例，或者本公開(kāi)可以具有沒(méi)有以下參考圖1-3示出和描述的要素中的若干個(gè)要素的其他實(shí)施例。
[0014]圖1是無(wú)線(xiàn)地耦合到羅戈夫斯基線(xiàn)圈傳感器200的萬(wàn)用表100的示意性圖示。萬(wàn)用表100包括具有細(xì)長(zhǎng)形狀的外殼120，由此用戶(hù)(未示出)能夠舒適地握持外殼120。
[0015]在外殼120上提供夾鉗140。夾鉗140包括分別具有芯144a和144b的夾鉗部分142a和142b的對(duì)。夾鉗芯144a和144b可以包括圍繞由可磁化材料(例如，鐵)制成的芯的繞組(未示出)。第一夾鉗部分142a可移動(dòng)地附接(例如，樞軸地附接)到外殼120，并能夠移動(dòng)到用點(diǎn)劃線(xiàn)(one-dot-chain line)示出的布置。第二夾鉗部分142b可以相對(duì)于外殼120來(lái)固定。夾鉗部分142a和142b分別包括端部146a和146b，并且因此能夠以打開(kāi)布置來(lái)定位，其中端部146a和146b被間隙所分離。夾鉗部分142a和142b還能夠以閉合布置來(lái)定位，其中端部146a和146b鄰接地嚙合。因而，在圖2中以實(shí)線(xiàn)示出的夾鉗140的閉合布置具有近似環(huán)狀的形狀。固定到第一夾鉗部分142a的桿150可以用于相對(duì)于第二夾鉗部分142b和/或外殼120來(lái)移動(dòng)第一夾鉗部分142a。夾鉗140被配置成感應(yīng)地感測(cè)由以閉合布置的夾鉗140所