一種高精度通用型交直流電流測量裝置的制造方法
【專利摘要】一種高精度的通用型交直流電流測量裝置，包括外殼、磁芯繞組構、電路板，所述磁芯繞組、電路板設置在外殼內，所述磁芯繞組的磁芯均為高導磁低剩磁的軟磁材料構成，并且具有兩個性能一致繞向相反的測量頭，完全閉合，沒有氣隙，所述磁芯繞組中的繞組采用高耐壓的漆包線繞制，所述磁芯包括了測量頭和互感磁芯，所有磁芯均放在屏蔽罩內，起到嚴密磁屏蔽的功能，所述的屏蔽罩采用了多層結構，既具有屏蔽磁場的功能又有屏蔽電場的功能，這對于提高電流測量精度極其重要。本發明具有一個補償繞組，用于隨時補償被測電流產生的磁場，從而使測量頭中僅存在激磁電流產生的磁場而無其他磁場，也即為閉環磁通門原理。
【專利說明】
一種高精度通用型交直流電流測量裝置
技術領域
[0001]本發明涉及一種電流測量裝置，尤其是一種高精度通用型交直流電流測量裝置。 【背景技術】
[0002]測量電流的方法有很多種，對于非接觸型測量電流的裝置，通常采用磁敏元件通過測量電流產生的磁場，進而計算出電流的大小。比如測量交流通常采用互感器，測量直流通常采用霍爾原理測量電流。在眾多的電流測量方案中，基于磁通門原理測量電流的方法是非常可靠，穩定性非常高的方案。因為磁通門靈敏度很高，是其他諸如霍爾原理等方法無法比擬的，同時，由于磁通門受溫度影響很小，故基于磁通門原理的電流測量裝置具有溫度特性好，靈敏度高，可以測量全程范圍內電流的特點。市場上存在的磁通門電流測量裝置， 多為單測量頭，存在測量范圍小，響應時間慢，一般用于測量直流電流，很難用于測量交流電流，尤其是高頻交流電流。單純提高補償線圈的匝數以獲取大電流測量能力的方法不可取，因為測量頭固有的振蕩頻率會在補償線圈中耦合進大量干擾成分，嚴重影響測量裝置的輸出。如何提高測量電流的范圍，并能夠同時測量高頻交流和直流電流，是一個需要解決的問題。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種高精度的通用型交直流電流測量裝置。
[0004]為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案:一種高精度的通用型交直流電流測量裝置，包括外殼、磁芯繞組構、電路板，所述磁芯繞組、電路板設置在外殼內，所述磁芯繞組的磁芯均為高導磁低剩磁的軟磁材料構成，并且具有兩個性能一致繞向相反的測量頭，完全閉合，沒有氣隙，所述磁芯繞組中的繞組采用高耐壓的漆包線繞制，所述磁芯包括了測量頭和互感磁芯，所有磁芯均放在屏蔽盒內，起到嚴密磁屏蔽的功能，所述的屏蔽盒采用了多層結構，既具有屏蔽磁場的功能又有屏蔽電場的功能，這對于提高電流測量精度極其重要。本發明具有一個補償繞組，用于隨時補償被測電流產生的磁場，從而使測量頭中僅存在激磁電流產生的磁場而無其他磁場，也即為閉環磁通門原理。
[0005]優選地，所述發明產品的磁芯均為閉合磁芯無氣隙。
[0006]優選地，所述發明產品的外殼具有內部屏蔽層。
[0007]優選地，所述發明產品的磁芯具有2個測量頭和1個互感磁芯。
[0008]優選地，所述發明產品的2個測量頭性質相同繞向相反。[0009 ]優選地，所述發明產品的屏蔽盒采用高導磁低剩磁材料。
[0010]優選地，所述發明產品的屏蔽盒采用多層結構。[〇〇11]優選地，所述發明產品具有一個補償繞組。[〇〇12]優選地，所述發明產品采用了閉環磁通門原理。
[0013]由于采用了上述技術方案，本發明具有如下有益效果:由于采用了兩個性質相同， 繞向相反的測量頭和一個互感線圈，既極大減少了測量頭對補償繞組的耦合干擾，又增加了對交流測量的頻帶范圍。采用軟磁材料做成的屏蔽罩對2個測量頭以及補償線圈進行屏蔽，極大的提高了本發明產品的抗外界干擾能力，提高了電流測量裝置的線性度和精度。同時由于本發明采用了磁通門原理測量電流，故具有測量電流穩定性高，溫度特性好的固有特點。【附圖說明】
[0014]參照附圖和本優選實施方式的下列描述，將會最佳地理解本發明及其目的和優點，其中:圖1是本發明的原理圖；圖2是本發明的磁芯及屏蔽盒結構。【具體實施方式】
[0015]參照附圖1至2,一種高精度通用型交直流電流測量裝置。采用的原理說明:磁芯繞組1003 Wd和1004 Wd’組成雙測量頭，方波發生器1011產生方波，注入到兩個繞組1003 Wd 和1004 Wd’中，會分別產生兩個磁通〇11和〇11’，由于兩個測量頭是同種材質同樣尺寸，繞向相反，兩個測量頭對補償線圈1005產生的綜合影響為零。當原邊電流1001 Ip不為零時， 繞組Wd和Wd’的輸出信號會發生不對稱現象，也就是會產生偶次諧波，其中二次諧波是偶次諧波的主要成分，二次諧波檢測電路1009負責檢測測量頭中的二次諧波信號，其強度反應不對稱狀態的強度，也就是原邊電流Ip的大小。二次諧波檢測電路將處理信號發送到1010 峰差解調器內進行處理，去除方波基波信號，與繞組WT產生的信號一起進入放大器1008進行放大處理，此處互感繞組WT的存在是為了測量交流電流，增加測量頻率，提高測量電流的響應[H60-L011]速度。放大器1008包含驅動器，將驅動補償線圈WC 1005 1006 1007，其安匝數等于Ip，用于產生與Ip大小相等方向相反的兩個磁場，使得測量頭1002內的磁通除 〇11外，再沒有其他磁通。本發明最終采用PCB板和磁芯繞組連接后，以整體灌封的形式，灌封在外殼內，信號以及供電電源以端子形式引出來。
[0016]本發明所采用的磁芯具有特殊結構，是整個測量裝置實現高精度測量交直流電流目標的關鍵部件，測量頭的磁芯是2001，2004，采用高導磁低剩磁的軟磁材料，材質相同，尺寸相同，2002和2005分別是兩個測量頭的繞組，這兩個繞組在方波激勵下，分別在兩個測量頭磁芯2001 2004內產生大小相同方向相反的激勵磁通和?u’，2007是互感磁芯，有繞組WT纏繞在互感磁芯2007上。3個磁芯繞組用帶有狹縫的銅箱屏蔽材料2010纏繞，用于防止外界電場干擾。補償繞組2011也叫比例繞組，用于產生與IP反向的安匝電流，最終整個磁芯繞組被封閉在一個由內環外環和上下蓋構成的磁屏蔽盒2012內，用于阻隔地磁，以及外界磁場干擾。
[0017]本發明的優點是:(1)采用了 2個測量頭，具有消耦作用，減少了測量頭對補償線圈的耦合干擾，提高了線性度和精度；(2)具有1個互感磁芯提高了測量高頻交流電流的能力； (3)本發明具有反饋線圈采用了閉環磁通門原理，提高了靈敏性；(4)測量頭和互感器均放在具有多層屏蔽材料做成的屏蔽盒內，極大的減少了外界對磁芯的干擾，提升了裝置的穩定性;(5)由于存在電流過載的可能性，本裝置具有指示過載的指示燈及端子輸出信號。
[0018]顯然，本發明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而并非是對本發明的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其他不同形式的變化和變動，如磁芯結構，屏蔽盒結構等的變動。這里無法對所有的實施方式予以窮舉。凡是屬于本發明的技術方案所引申出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明的保護范圍之列。
【主權項】
1.一種高精度通用型交直流電流測量裝置，其特征在于，包括放置在屏蔽盒內的測量 頭和互感線圈，具有補償繞組構成的閉環系統和電流過載指示裝置，PCB電路板采用整體灌 封的方式，信號通過端子輸出。2.根據權利要求1所述的一種高精度通用型交直流電流測量裝置，其特征在于，所述測 量頭由兩個閉合磁芯構成。3.根據權利要求2所述的一種高精度通用型交直流電流測量裝置，其特征在于，所述兩 個磁芯性能一致，繞向相反。4.根據權利要求1所述的一種高精度通用型交直流電流測量裝置，其特征在于，所述屏 蔽盒采用了銅箱以及高導磁軟磁材料。5.根據權利要求1所述的一種高精度通用型交直流電流測量裝置，其特征在于，所述屏 蔽盒由內環外環及上下蓋構成由膠帶固定。6.根據權利要求4所述的一種高精度通用型交直流電流測量裝置，其特征在于，所述銅 箱具有缺口。7.根據權利要求1所述的一種高精度通用型交直流電流測量裝置，其特征在于，所述電 流過載指示裝置是一個指示燈或輸出電平信號。8.根據權利要求1所述的一種高精度通用型交直流電流測量裝置，其特征在于，所述互 感線圈采用高導磁材料構成的磁芯。9.根據權利要求1所述的一種高精度通用型交直流電流測量裝置，其特征在于，所述電 路板設置有磁通門二次諧波檢測電路。10.根據權利要求1所述的一種高精度通用型交直流電流測量裝置，其特征在于，所述 電路板具有方波發生器和峰差解調電路。11.根據權利要求1所述的一種高精度通用型交直流電流測量裝置，其特征在于，所述 電路板具有補償線圈的電流驅動電路。12.根據權利要求1所述的一種高精度通用型交直流電流測量裝置，其特征在于，所述 繞組均采用高絕緣的漆包線繞制。13.根據權利要求1所述的一種高精度通用型交直流電流測量裝置，其特征在于，所述 補償繞組采用單層回繞的方式繞制而成。
【文檔編號】G01R15/18GK106018912SQ201610344433
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月23日
【發明人】不公告發明人
【申請人】北京柏艾斯科技有限公司