一種電能表用的磁場(chǎng)檢測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及磁場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)，特別是電能表周邊的磁場(chǎng)檢測(cè)。
【背景技術(shù)】
[0002]電能表內(nèi)部的磁保持繼電器和變壓器為磁場(chǎng)敏感器件，在強(qiáng)磁的作用下會(huì)改變繼電器的狀態(tài)或者引起電能表故障而影響電能表正確計(jì)量。用電現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常發(fā)生用強(qiáng)磁干擾電能表工作，達(dá)到竊電的目的。
[0003]目前，防強(qiáng)磁竊電的手段主要包括屏蔽方式和主動(dòng)斷電方式，各種防竊電手段可以在一定程度上達(dá)到防竊電的目的，但如果超出了保護(hù)范圍仍可達(dá)到竊電目的，且供電單位在行為發(fā)生時(shí)并不會(huì)察覺(jué)。
[0004]實(shí)時(shí)檢測(cè)電能表周邊的磁場(chǎng)變化，當(dāng)檢測(cè)到強(qiáng)磁干擾時(shí)及時(shí)上報(bào)，可以提醒供電單位到現(xiàn)場(chǎng)巡查，避免竊電行為的持續(xù)發(fā)生。
[0005]現(xiàn)有的磁場(chǎng)檢測(cè)電路一般采用開(kāi)關(guān)型霍爾器件作為傳感器，開(kāi)關(guān)型霍爾檢測(cè)閾值為定值，一旦電路定型，檢測(cè)閾值就不能再改變，并且開(kāi)關(guān)型霍爾器件輸出為指示信號(hào)，只能檢測(cè)到是否存在超過(guò)某一強(qiáng)度的磁場(chǎng)，而無(wú)法檢測(cè)磁場(chǎng)的確切強(qiáng)度，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜的用電環(huán)境，定值檢測(cè)無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的目的是為了準(zhǔn)確檢測(cè)電能表附近的磁場(chǎng)強(qiáng)度。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種電能表用的磁場(chǎng)檢測(cè)裝置，安裝在電能表內(nèi)部，磁場(chǎng)傳感器使用霍爾器件，關(guān)鍵是:檢測(cè)裝置中使用三個(gè)線性霍爾器件，三個(gè)線性霍爾器件的輸出經(jīng)過(guò)電壓選擇電路，輸出其中最大或最小的電壓值。
[0008]在一塊通電的半導(dǎo)體薄片上，加上和片子表面垂直的磁場(chǎng)，在薄片的橫向兩側(cè)會(huì)出現(xiàn)一個(gè)電壓，這就是霍爾效應(yīng)。單顆霍爾器件只能采集一個(gè)軸向的信號(hào)，為了檢測(cè)電能表周邊的磁場(chǎng)強(qiáng)度，這里設(shè)置3個(gè)線性霍爾器件，且在安裝時(shí)，三個(gè)線性霍爾器件的表面相互垂直，構(gòu)成XYZ三軸檢測(cè)單元，可以檢測(cè)電能表周邊各個(gè)方向磁場(chǎng)的強(qiáng)度。
[0009]線性霍爾傳感器輸出為模擬量，需要通過(guò)AD轉(zhuǎn)換來(lái)獲得磁場(chǎng)的強(qiáng)度。3個(gè)線性霍爾器件有3個(gè)輸出。本實(shí)用新型使用電壓選擇電路，選擇輸出I路信號(hào)。
[0010]電壓選擇電路包括兩個(gè)比較放大器、兩個(gè)異或門電路、兩個(gè)模擬開(kāi)關(guān)；
[0011]第一個(gè)比較放大器的輸入端連接兩個(gè)線性霍爾器件的輸出，第一個(gè)異或門電路的輸入端連接第一個(gè)比較放大器的輸出和參考電平，第一個(gè)模擬開(kāi)關(guān)的輸入端連接兩個(gè)線性霍爾器件的輸出，第一個(gè)模擬開(kāi)關(guān)的控制端連接第一個(gè)異或門電路的輸出；
[0012]這里首先比較兩個(gè)線性霍爾器件的輸出，通過(guò)異或門電路的輸出控制第一個(gè)模擬開(kāi)關(guān)，將較大或較小的值通過(guò)第一個(gè)模擬開(kāi)關(guān)輸出。輸出大或小的值由參考電平來(lái)決定。
[0013]第二個(gè)比較放大器的輸入端連接第三個(gè)線性霍爾器件的輸出和第一個(gè)模擬開(kāi)關(guān)的輸出，第二個(gè)異或門電路的輸入端連接第二個(gè)比較放大器的輸出和參考電平，第二個(gè)模擬開(kāi)關(guān)的輸入端連接第三個(gè)線性霍爾器件的輸出和第一個(gè)模擬開(kāi)關(guān)的輸出，第二個(gè)模擬開(kāi)關(guān)的控制端連接第二個(gè)異或門電路的輸出；
[0014]將第一次比較后的輸出與第三個(gè)線性霍爾器件的輸出進(jìn)行比較，通過(guò)異或門電路的輸出控制第二個(gè)模擬開(kāi)關(guān)，將較大或較小的值通過(guò)第二個(gè)模擬開(kāi)關(guān)輸出。輸出大或小的值由參考電平來(lái)決定。
[0015]第二個(gè)模擬開(kāi)關(guān)的輸出是最終輸出結(jié)果。
[0016]線性霍爾器件供電電壓為5V，在無(wú)磁場(chǎng)環(huán)境下，輸出電壓為2.5V，當(dāng)檢測(cè)到N\S極磁場(chǎng)分別靠近時(shí)，電壓隨磁強(qiáng)度變化分別向OV和5V變化，參考電平分別選擇5V和0V，即可選出最強(qiáng)的磁場(chǎng)信號(hào)。
[0017]將輸出的結(jié)果進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，就可得出磁場(chǎng)的確切強(qiáng)度，根據(jù)實(shí)際需要，進(jìn)行相應(yīng)的處理。
[0018]本實(shí)用新型采用線性霍爾傳感器，組成3軸磁場(chǎng)檢測(cè)電路，可以檢測(cè)電能表周邊各方向的磁場(chǎng)強(qiáng)度，并通過(guò)電壓選擇電路，選出場(chǎng)強(qiáng)最強(qiáng)的信號(hào)輸出，方便接入CPU進(jìn)行分析，大大節(jié)省了處理器數(shù)模轉(zhuǎn)換資源，并能據(jù)此檢測(cè)出準(zhǔn)確的磁場(chǎng)強(qiáng)度，及時(shí)通知管理單位處理。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是本實(shí)用新型的原理圖，
[0020]圖2是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，
[0021]圖3是本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例，
[0022]圖4是線性霍爾傳感器安裝布局示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0024]一種電能表用的磁場(chǎng)檢測(cè)裝置，安裝在電能表內(nèi)部。現(xiàn)場(chǎng)安裝的電能表易受磁場(chǎng)干擾的方向?yàn)樽笥覂蓚?cè)和正面上側(cè)，下側(cè)為電線接線位置無(wú)法用強(qiáng)磁靠近，因此在安裝時(shí)應(yīng)選擇電能表的左右兩側(cè)和正面上側(cè)。
[0025]檢測(cè)裝置中使用三個(gè)線性霍爾器件，三個(gè)線性霍爾器件的輸出經(jīng)過(guò)電壓選擇電路，輸出其中最大或最小的電壓值。
[0026]參看圖4，三個(gè)線性霍爾器件的安裝要達(dá)到表面相互垂直，構(gòu)成XYZ三軸檢測(cè)單
J L.ο
[0027]參看圖1，HALL X、HALL Y,HALL Z為三個(gè)線性霍爾器件，輸出三個(gè)電壓值，針對(duì)這三個(gè)電壓的電壓選擇電路包括兩個(gè)比較放大器、兩個(gè)異或門電路、兩個(gè)模擬開(kāi)關(guān)；
[0028]X軸和Y軸方向的線性霍爾器件的輸出分別連接到第一個(gè)比較放大器的輸入端和第一個(gè)模擬開(kāi)關(guān)的輸入端，第一個(gè)比較放大器的輸出連接第一個(gè)異或門電路的一個(gè)輸入端，第一個(gè)異或門電路的另一個(gè)輸入端連接參考電平，第一個(gè)異或門電路的輸出控制第一個(gè)模擬開(kāi)關(guān)。
[0029]Z軸方向的線性霍爾器件的輸出和第一個(gè)模擬開(kāi)關(guān)的輸出分別連接到第二個(gè)比較放大器的輸入端和第二個(gè)模擬開(kāi)關(guān)的輸入端，第二個(gè)比較放大器的輸出連接第二個(gè)異或門電路的二個(gè)輸入端，第二個(gè)異或門電路的另一個(gè)輸入端連接參考電平，第二個(gè)異或門電路的輸出控制第二個(gè)模擬開(kāi)關(guān)。
[0030]第二個(gè)模擬開(kāi)關(guān)的輸出是磁場(chǎng)檢測(cè)裝置的輸出。
[0031]圖2的實(shí)施例中使用兩個(gè)電壓選擇電路，3個(gè)線性霍爾器件的輸出分別經(jīng)過(guò)兩個(gè)電壓選擇電路進(jìn)行處理，第一個(gè)電壓選擇電路中的參考電平連接電源(VCC)，第二個(gè)電壓選擇電路的參考電平連接地(GND)。本實(shí)施例中，兩個(gè)電壓選擇電路同時(shí)輸出3個(gè)線性霍爾器件檢測(cè)到的不同方向上兩個(gè)最大磁場(chǎng)信號(hào)的電壓。
[0032]參看圖3，當(dāng)磁場(chǎng)檢測(cè)裝置連接CPU時(shí)，電壓選擇電路的參考電平連接CPU的I/O管腳，電壓選擇電路的輸出連接CPU的A/D端口。CPU可以通過(guò)I/O 口控制參考電平的值，獲得不同方向的最大磁場(chǎng)強(qiáng)度的電壓信號(hào)，通過(guò)判斷電壓值，可以對(duì)磁場(chǎng)進(jìn)行定值檢測(cè)。通過(guò)CPU，可以設(shè)定告警的閥值，提高應(yīng)用的靈活性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電能表用的磁場(chǎng)檢測(cè)裝置，安裝在電能表內(nèi)部，磁場(chǎng)傳感器使用霍爾器件，其特征在于:檢測(cè)裝置中使用三個(gè)線性霍爾器件，三個(gè)線性霍爾器件的輸出經(jīng)過(guò)電壓選擇電路，輸出其中最大或最小的電壓值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電能表用的磁場(chǎng)檢測(cè)裝置，其特征在于:三個(gè)線性霍爾器件的表面相互垂直，構(gòu)成XYZ三軸檢測(cè)單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電能表用的磁場(chǎng)檢測(cè)裝置，其特征在于:所述電壓選擇電路包括兩個(gè)比較放大器、兩個(gè)異或門電路、兩個(gè)模擬開(kāi)關(guān)； 第一個(gè)比較放大器的輸入端連接兩個(gè)線性霍爾器件的輸出，第一個(gè)異或門電路的輸入端連接第一個(gè)比較放大器的輸出和參考電平，第一個(gè)模擬開(kāi)關(guān)的輸入端連接兩個(gè)線性霍爾器件的輸出，第一個(gè)模擬開(kāi)關(guān)的控制端連接第一個(gè)異或門電路的輸出； 第二個(gè)比較放大器的輸入端連接第三個(gè)線性霍爾器件的輸出和第一個(gè)模擬開(kāi)關(guān)的輸出，第二個(gè)異或門電路的輸入端連接第二個(gè)比較放大器的輸出和參考電平，第二個(gè)模擬開(kāi)關(guān)的輸入端連接第三個(gè)線性霍爾器件的輸出和第一個(gè)模擬開(kāi)關(guān)的輸出，第二個(gè)模擬開(kāi)關(guān)的控制端連接第二個(gè)異或門電路的輸出； 第二個(gè)模擬開(kāi)關(guān)的輸出是磁場(chǎng)檢測(cè)裝置的輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種電能表用的磁場(chǎng)檢測(cè)裝置，其特征在于:磁場(chǎng)檢測(cè)裝置中包括兩個(gè)電壓選擇電路，其中一個(gè)電壓選擇電路的參考電平連接電源，另外一個(gè)電壓選擇電路的參考電平連接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種電能表用的磁場(chǎng)檢測(cè)裝置，其特征在于:磁場(chǎng)檢測(cè)裝置還包括CPU，電壓選擇電路的參考電平連接CPU的I/O管腳。
【專利摘要】一種電能表用的磁場(chǎng)檢測(cè)裝置，涉及磁場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)，特別是電能表周邊的磁場(chǎng)檢測(cè)，安裝在電能表內(nèi)部，磁場(chǎng)傳感器使用霍爾器件，檢測(cè)裝置中使用三個(gè)線性霍爾器件，三個(gè)線性霍爾器件的輸出經(jīng)過(guò)電壓選擇電路，輸出其中最大或最小的電壓值。
【IPC分類】G01R33-07
【公開(kāi)號(hào)】CN204595186
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420788415
【發(fā)明人】李崢, 侯志衛(wèi), 郝立佳, 陳洪雨, 張權(quán), 屈國(guó)旺, 陳賀, 賈曉萌, 李偉, 張輝
【申請(qǐng)人】石家莊科林電氣股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年8月26日
【申請(qǐng)日】2014年12月15日