[发明专利]环形磁通门电流换能器

说明书

技术领域

本发明涉及具有用于闭环应用的次级线圈的环形磁通门电流换能器。

背景技术

磁通门换能器具有由激励线圈围绕的饱和磁芯，所述激励线圈施加交替地饱和磁芯的交替磁场。在存在外部磁场的情况下，偏压施加于饱和磁芯的饱和，使得实现激励信号的对称。该不对称与外部磁场的幅度相关并且因此用于读取外部磁场的幅度。在磁力计中，激励电流由电子电路处理，所述电子电路向围绕磁通门换能器缠绕的次级线圈（也被称为补偿线圈）或向联接到磁通门换能器的磁路生成反馈信号。补偿电流设法消除外部磁场的影响，由此次级（或补偿）电流因此代表磁场的幅度。在电流换能器中，磁场由在初级导体中流动的初级电流（待测量的电流）生成。初级导体典型地定位成穿过由磁场换能器形成或联接到磁场换能器的磁路。

某些已知的磁通门换能器具有围绕初级导体所穿过的中心孔的环形。磁通门换能器具有高灵敏度并且因此很适合于测量小电流或小幅差动电流，然而，它们与基于霍尔效应磁场检测器的开环电流换能器或闭环电流换能器相比制造和实施成本较高。影响基于磁通门原理的电流换能器的成本的因素是激励线圈和次级线圈的提供、饱和磁芯的提供以及线圈与电子电路的互连。

磁通门换能器的灵敏度也导致线圈和各部件的相对位置的更严格制造公差，这也导致增加的制造成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于环形磁通门磁场检测器的闭环电流换能器，其精确、可靠并且制造成本经济。

提供一种大规模制造经济的闭环环形磁通门电流换能器将是有利的。

提供一种紧凑的闭环环形磁通门电流换能器将是有利的。

提供一种结实的闭环环形磁通门电流换能器将是有利的。

通过提供根据权利要求1所述的闭环环形磁通门电流换能器实现本发明的目的。

本文中公开了一种环形磁通门电流换能器，其包括环形磁通门感测单元，所述环形磁通门感测单元包括介电或绝缘支座，安装在所述支座上的饱和磁芯，围绕所述支座和饱和磁芯缠绕的激励线圈以及围绕所述激励线圈安装的磁壳。所述支座为环形并且包括固定到所述支座的端子，第一对所述端子连接到所述激励线圈的端部，并且第二对所述端子连接到所述电流换能器的次级线圈的端部。有利地，用于次级和激励线圈的连接端子整合到用于饱和磁芯的支座中简化感测单元组装和互连到信号处理电路的制造。该配置也提供更紧凑、可靠和稳定的布置。

在本文中所使用的术语“环形”和“环”不限于圆形，而是包含围绕孔以允许一个或多个初级导体穿过其中的方形、矩形、多边形、椭圆形或任何规则或不规则的闭合或几乎闭合形状。

信号处理电路可以包括连接到所述感测单元的端子的电路板。

所述感测单元还可以包括介电罩壳，所述介电罩壳围绕所述激励线圈和饱和磁芯安装并且形成次级磁芯围绕其缠绕的支座。所述介电罩壳可以有利地包括多个间隔开的向内径向翼片，所述径向翼片用于侧向地支撑线圈并且将感测单元定位在换能器的外壳中。所述介电罩壳可以有利地包括突起，所述突起接合在所述换能器的电路板中的互补孔中以相对于所述感测单元和所述换能器的外壳定位所述电路板。

用于所述饱和磁芯和激励线圈的环形介电或绝缘支座也可以包括提供定位表面的多个间隔开的径向翼片，所述定位表面配置成相对于围绕所述介电支座和激励导体安装的磁壳定位所述支座。

换能器可以有利地包括例如由折叠成环形的具有高磁导率材料的条或带制成的环形内部磁屏蔽罩和环形外部磁屏蔽罩。内部磁屏蔽罩用于减小通过中心通道的偏心初级导体位置的影响，而外部磁屏蔽罩用于减小来自外部磁场的干涉。

通过提供根据权利要求7所述的闭环环形磁通门电流换能器实现本发明的目的。

在本发明的另一个方面中，所述换能器包括作为单独部件提供的初级导体单元，所述初级导体单元包括介电体和配置成传送待测量的电流的多个导体，所述多个导体一起保持在所述介电体内，所述介电体形成通过所述外壳的中心通道可单独安装并且可锁定到所述外壳的大体U形或V形部件。所述介电体可以是模制在所述初级导体上的塑料主体并且包括整体模制弹性夹臂，所述夹臂与所述换能器外壳中的互补夹子相互接合以将所述初级导体单元固定和锁定到所述换能器外壳。所述介电体还包括定位肩部或凸缘，所述定位肩部或凸缘抵靠所述换能器外壳以相对于所述外壳定位所述初级导体单元。