一種閉環(huán)霍爾電流傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電流傳感器，特別是涉及一種可開(kāi)合的閉環(huán)霍爾電流傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]傳感器是一種檢測(cè)裝置，能檢測(cè)到被檢設(shè)備的相關(guān)信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿(mǎn)足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。傳感器應(yīng)用范圍非常廣泛，為儀器儀表設(shè)備提供一種必備的技術(shù)支持?；魻栯娏鱾鞲衅魇菓?yīng)用霍爾效應(yīng)原理研制出的一種對(duì)原邊電流進(jìn)行隔離檢測(cè)的電流檢測(cè)元件，原邊電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)由聚磁環(huán)所收集，置于聚磁環(huán)中的霍爾元件對(duì)該磁場(chǎng)進(jìn)行采集，產(chǎn)生一個(gè)與原邊磁場(chǎng)等比例的霍爾電壓，通過(guò)測(cè)量該霍爾電壓的大小，就可實(shí)現(xiàn)對(duì)原邊電流的隔離檢測(cè)。
[0003]現(xiàn)有的霍爾電流傳感器有開(kāi)環(huán)和閉環(huán)兩種。開(kāi)環(huán)霍爾電流傳感器工藝簡(jiǎn)單，成本低，安裝方式多樣化，被測(cè)電流較大，便于生產(chǎn)和應(yīng)用，但檢測(cè)精度受外界環(huán)境和溫度等干擾因素的影響較大，穩(wěn)定性不好，工作頻率只能做到50kHz以下，一些高頻環(huán)境和干擾源比較多的環(huán)境下無(wú)法正常使用。閉環(huán)霍爾電流傳感器精度高，抗干擾性強(qiáng)，穩(wěn)定性好，工作頻率能達(dá)到200kHz，但由于其原理的特殊性，安裝方式具有局限性，一般分為整體通孔安裝和PCB安裝兩種形式，不便于用戶(hù)靈活應(yīng)用，在母排過(guò)流線纜不方便拆解的特殊場(chǎng)合下無(wú)法安裝使用。
[0004]因此，一種可方便安裝且測(cè)量精度高的電流傳感器是亟待解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的就是為解決在不拆解母排線纜的情況下如何實(shí)現(xiàn)閉環(huán)霍爾電流傳感器可開(kāi)合安裝的問(wèn)題。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)問(wèn)題通過(guò)以下的技術(shù)方案予以解決:
[0007]—種閉環(huán)霍爾電流傳感器，包括聚磁環(huán)、次級(jí)線圈、霍爾元件、骨架、電路板、蓋板和外殼，所述聚磁環(huán)上具有氣隙，所述霍爾元件設(shè)置在所述氣隙位置，所述次級(jí)線圈環(huán)繞在所述骨架上，所述聚磁環(huán)設(shè)置在所述骨架內(nèi)，所述電路板與所述霍爾元件、所述次級(jí)線圈電連接;所述聚磁環(huán)、所述次級(jí)線圈、所述霍爾元件、所述骨架、所述電路板設(shè)置在所述外殼里;所述外殼、所述聚磁環(huán)、所述蓋板分別包括分立的兩部分，所述外殼由分立的第一外殼和第二外殼銜接在一起形成整體，所述第一外殼內(nèi)的第一磁芯與所述第二外殼內(nèi)的第二磁芯在第一外殼與第二外殼的銜接處無(wú)縫嚙合構(gòu)成所述聚磁環(huán);所述氣隙設(shè)置在所述第一磁芯或/和所述第二磁芯中；所述分立的蓋板分別蓋合在所述第一外殼和所述第二外殼上。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)具體方面，所述聚磁環(huán)上具有一個(gè)氣隙，所述氣隙設(shè)置在所述第一外殼或所述第二外殼內(nèi)，相應(yīng)的在所述氣隙內(nèi)設(shè)置一個(gè)霍爾元件。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)具體方面，所述次級(jí)線圈、所述骨架、所述電路板分別是一個(gè)整體，并同時(shí)設(shè)置在設(shè)置有霍爾元件的所述第一外殼或所述第二外殼內(nèi)。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)具體方面，所述第一磁芯與所述第二磁芯上均勻分布N個(gè)氣隙;每個(gè)所述氣隙內(nèi)設(shè)置有一個(gè)霍爾元件，2N個(gè)所述氣隙在所述聚磁環(huán)上呈對(duì)稱(chēng)分布，其中
N> I。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)具體方面，所述次級(jí)線圈、所述骨架、所述電路板分別包括分立的兩部分，所述第一外殼與所述第二外殼內(nèi)還分別設(shè)置有所述次級(jí)線圈、所述骨架、所述電路板的一部分。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)具體方面，所述第一外殼與所述第二外殼分別在所述銜接處的截面上設(shè)置銜接口，所述第一外殼內(nèi)的第一磁芯與第二外殼內(nèi)的第二磁芯在所述銜接口處無(wú)縫嚙合，所述第一外殼內(nèi)的第一電路板與第二外殼內(nèi)的第二電路板在所述銜接處電連接。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)具體方面，所述第一外殼內(nèi)的第一電路板與所述第二外殼內(nèi)的第二電路板在所述銜接處通過(guò)接插件電連接。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)具體方面，所述第一磁芯與所述第二磁芯在所述無(wú)縫嚙合處為相互配合的齒狀結(jié)構(gòu)。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)具體方面，所述第一磁芯與所述第二磁芯是以片狀堆疊鉚合而成，在所述無(wú)縫嚙合處形成相互配合的齒狀結(jié)構(gòu)。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)具體方面，所述外殼是空心的方形或圓形，相應(yīng)的所述第一外殼與所述第二外殼是所述方形或圓形的一部分，所述第一磁芯與所述第二磁芯是與所述方形或圓形相對(duì)應(yīng)的方形或圓形的一部分。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)具體方面，所述骨架上設(shè)置有所述霍爾元件的插入孔和/或所述氣隙的定位槽。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)具體方面，所述第一外殼與所述第二外殼的銜接處設(shè)置有用于實(shí)現(xiàn)所述外殼無(wú)縫銜接的定位裝置。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)具體方面，所述霍爾元件與所述初級(jí)線圈的兩端頭焊接在所述電路板上，所述電路板通過(guò)接插件或線纜方式設(shè)置引出腳。
[0020]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比的有益效果是:
[0021]本發(fā)明的閉環(huán)霍爾電流傳感器，改變了現(xiàn)有閉環(huán)霍爾電流傳感器中所有結(jié)構(gòu)件需固定連接的結(jié)構(gòu)方式，采用靈活的可開(kāi)合結(jié)構(gòu)，外殼組件一分為二，單邊形成一個(gè)獨(dú)立個(gè)體，通過(guò)雙邊結(jié)合處的定位柱和螺絲扣實(shí)現(xiàn)兩邊無(wú)縫對(duì)接，應(yīng)用時(shí)無(wú)需拆解過(guò)流母排，非常便捷。
[0022]本發(fā)明結(jié)合了開(kāi)環(huán)原理中可開(kāi)合產(chǎn)品的安裝便捷性和閉環(huán)原理產(chǎn)品的優(yōu)良特性，實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用時(shí)的簡(jiǎn)捷和精度的提升，既能滿(mǎn)足產(chǎn)品的采樣精度，又能方便產(chǎn)品的安裝和調(diào)試，使得閉環(huán)原理產(chǎn)品的應(yīng)用局限性得到提升。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1、圖1a是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】一的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2、圖2a是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】二的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3、圖3a是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】三的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖4是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】四的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖5是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】五的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖6是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】六的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖7、圖8是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】七的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖9是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】八的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖10、10a是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】九的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]【具體實(shí)施方式】一
[0033]一種閉環(huán)霍爾電流傳感器10如圖1、圖1a所示，包括聚磁環(huán)、次級(jí)線圈3、霍爾元件4和電路控制器5，所述聚磁環(huán)包括兩個(gè)分立的磁芯I和磁芯2，磁芯I和磁芯2分別具有兩個(gè)端頭，每個(gè)端頭設(shè)計(jì)為齒狀結(jié)構(gòu)，磁芯I端頭處的齒狀結(jié)構(gòu)與磁芯2端頭處的齒狀結(jié)構(gòu)相配合，如圖1a所示，磁芯I與磁芯2兩端頭處相互無(wú)縫嚙合形成閉合的聚磁環(huán)，磁芯I與磁芯2分別為聚磁環(huán)的一部分，磁芯2上具有氣隙，磁芯I上不設(shè)置氣隙，霍爾元件4設(shè)置在磁芯2上的氣隙位置，次級(jí)線圈3環(huán)繞在磁芯2上，電路控制器5與所述次級(jí)線圈3、所述霍爾元件4電連接，并對(duì)霍爾元件采集到的信號(hào)進(jìn)行處理;其中圖1a是圖1中聚磁環(huán)結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
[0034]磁芯I與磁芯2相嚙合的端頭部分也可以是齒狀結(jié)構(gòu)的變形結(jié)構(gòu)，或是可以相互無(wú)縫結(jié)合的任意一種曲面結(jié)構(gòu)。
[0035]在需要檢測(cè)被測(cè)線纜的電流強(qiáng)度時(shí)，將磁芯I與磁芯2分開(kāi)，從被測(cè)線纜的兩側(cè)分別放入磁芯I與磁芯2，磁芯I與磁芯2的齒狀部分相互無(wú)縫嚙合，此時(shí)磁芯I與磁芯2構(gòu)成閉合的聚磁環(huán)，聚磁環(huán)、次級(jí)線圈3、霍爾元件4和電路控制器5組成閉環(huán)霍爾電流傳感器。
[0036]磁芯I與磁芯2由高導(dǎo)磁片狀材料堆疊鉚合而成，在堆疊鉚合時(shí)，在磁芯I與磁芯2的兩端頭堆疊形成齒狀結(jié)構(gòu)，兩磁芯的相應(yīng)端頭位置的齒狀無(wú)縫嚙合形成閉合的聚磁環(huán)。
[0037]磁芯2上的氣隙設(shè)置在磁芯2的中間位置，或設(shè)置在磁芯2的任意位置。
[0038]磁芯I與磁芯2可分別為半個(gè)方形或半個(gè)圓形結(jié)構(gòu)，兩磁芯結(jié)合后形成空心的方形或圓形聚磁環(huán)。
[0039]磁芯I為空心方形或圓形的一小部分，磁芯2為空心方形或圓形的一大部分，兩磁芯結(jié)合后同樣也可形成方形或圓形結(jié)構(gòu)的聚磁環(huán)。
[0040]聚磁環(huán)也可以是一個(gè)任意結(jié)構(gòu)的中間開(kāi)有通孔的閉合體，磁芯I與磁芯2是這個(gè)閉合體的組成部分。
[0041]【具體實(shí)施方式】二
[0042]一種閉環(huán)霍爾電流傳感器20如圖2、圖2a所示，包括聚磁環(huán)、次級(jí)線圈3和7、霍爾元件4和6、以及電路控制器5，所述聚磁環(huán)包括兩個(gè)分立的磁芯I和磁芯2，磁芯I和磁芯2分別具有兩個(gè)端頭，每個(gè)端頭設(shè)計(jì)為齒狀結(jié)構(gòu)，磁芯I端頭處的齒狀結(jié)構(gòu)與磁芯2端頭處的齒狀結(jié)構(gòu)相配合，如圖2a所示，兩端頭處相互無(wú)縫嚙合形成閉合的聚磁環(huán)，磁芯I與磁芯2分別為聚磁環(huán)的一部分，磁芯I與磁芯2上分別具有氣隙；霍爾元件4設(shè)置在磁芯2上的氣隙位置，次級(jí)線圈3環(huán)繞在磁芯2上;霍爾元件6設(shè)置在磁芯I上的氣隙位置，次級(jí)線圈7環(huán)繞在磁芯I上，霍爾元件4與霍爾元件6在聚磁環(huán)上對(duì)稱(chēng)分布，電路控制器5分別與所述次級(jí)線圈3和7、所述霍爾元件4和6電連接，對(duì)霍爾元件采集到的信號(hào)進(jìn)行處理;次級(jí)線圈7和霍爾元件6通過(guò)接插件8與次級(jí)線圈3電連接后再連接到電路控制器5，其中圖2a是圖2中聚磁環(huán)結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。