[发明专利]不受交变外磁场影响的测量仪表及其实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及防止测量仪表出现误读数情况的方法及应用该方法的测量仪表，特别是涉及防止具有电流采样模块的测量仪表因受外部交变磁场影响而产生感应电流，造成测量仪表非正常电流显示或者计数的方法及应用该方法的测量仪表。

背景技术

具有电流采样模块的测量仪表的典型代表是电能表，或功率表，还包括一些特殊测量目的的测量仪表，例如仅需要测量电流数据的电流表，需要将电流数据与其它数据结合起来完成测量的测量仪表等，这些测量仪表由于都对电流信号进行采样测量，因而都设置有用于完成电流采样的单独模块，或者具有电流采样功能模块的综合采样模块，本发明将此类测量仪表统称为具有电流采样模块的测量仪表。测量仪表在实际使用时的将会受实际运行环境影响而出现影响测量准确度的情况。对于具有电流采样模块的测量仪表，如果运行在具有外部交变磁场的环境中，交变的外部磁场将会令测量仪表中的电流采样模块中产生感应电流。所述外部交变磁场可能来自于测量仪表附近的电力设备、电力线等。在正常测量时，受外部交变磁场影响而产生的感应电流对实际测量结果影响不易发觉，但是当测量仪表在没有采样测量的情况下，受外部交变磁场影响产生的感应电流也将会被电流采样模块采集，并将感应电流计入实际测量结果，造成测量仪表在通电时，但无测量电流情况下，电子式的测量仪表及测量电流模块受外部交变磁场影响，而造成的非正常电流显示或计数，此种情况对于电能测量仪表被称为潜动现象。

通过试验可以量化地体现所述外部交变磁场造成的非正常电量计数，如图9所示，以ZHZ-26A型交流感应磁场影响试验装置，TD8600E型特斯拉计，三相电能程控测试装置为试验装置，对所述作为具有电流采样模块的测量仪表9的单相费控智能电能表分别施加X方向、Y方向和Z方向的0.5mT，即0.5毫特斯拉的交变磁场，测得受X方向0.5mT交变磁场影响在电流采样模块内产生24mA的感应电流，受Y方向0.5mT交变磁场影响在电流采样模块内产生38mA的感应电流，受Z方向0.5mT交变磁场影响在电流采样模块内产生0mA的感应电流。由上述试验可见，受外部交变磁场影响，所述测量仪表在通电时，但无测量电流情况下，电子式的测量仪表及测量电流模块受外部交变磁场影响，而造成的非正常电流显示或计数现象，或潜动现象确实存在。

以所述试验中使用的单相费控智能电能表为代表的电量计费表在家庭和工业用户中被普遍使用，可想而知所述潜动现象显然将会给电量计费表用户造成不必要的经济损失。所以受外部交变磁场影响而产生的潜动不仅会令所有具有电流采样模块的测量仪表计量不准确，其表现最为突出、影响最大的缺陷就是会给家用或者工业用计费电表的使用者带来不必要的经济损失。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于避免现有技术的不足之处而提出一种防止具有电流采样模块的测量仪表受外部交变磁场而出现非正常电流显示或计数现象的方法，以及应用该方法的具有电流采样模块的测量仪表。本发明依据感应电流的感生原理，通过改进接线方式和接线结构，大幅减少甚至完全抵消电流采样模块内能够受交变磁场作用的环形电流回路所围成面积，从而抑制外部交变磁场对电流采样模块的影响。

本发明解决所述技术问题可以通过采用以下技术方案来实现：

设计、制造一种不受交变外磁场影响的具有电流采样模块的测量仪表，包括信号采集印刷电路板，用锰铜合金材料制成的电流采样电阻器，以及电连接在所述信号采集印刷电路板与电流采样电阻器之间的两根电流采样导线。所述信号采集印刷电路板包括信号处理芯片和两电流引线。借助所述两电流引线将信号处理芯片与所述两根电流采样导线电连接。尤其是，所述两根电流采样导线呈螺旋环状紧密地交替绞合成一根具有第一端部和第二端部的采样线绳。所述采样线绳的第一端部两根电流采样导线电连接所述信号采集印刷电路板，令该第一端部两根电流采样导线与两电流引线组成的环形电流回路所围成的面积矢量之和为零。所述采样线绳的第二端部两根电流采样导线电连接所述电流采样电阻器，令该第二端部两根电流采样导线与电流采样电阻器的电流回路构成的环形电流回路所围成的面积矢量之和为零。所述面积矢量是指由环形电流回路围成的具有方向的平面面积，所述面积矢量的方向依据围成平面的环形电流回路的电流方向确定。

具体而言，所述面积矢量的方向按右手螺旋法则确定，即以右手握拳、大拇指中心轴线被其它四指围绕着、且大拇指向右拳外伸出而构成的柱面坐标系为基础，当右手其它四指按环形电流回路中的电流方向握拳时，大拇指的指向就是环形电流回路所围成的面积矢量的方向。