[发明专利]一种非接触直流电流检测装置

说明书

技术领域

本发明属于非接触式测量技术领域，具体提供了一种非接触直流电流检测装置，本发明不需要将测量电路接入到原电路中，而是通过测量感应电流实现电流测量，不干扰原电路的工作，具有很高的实用性。

背景技术

对于直流电流的检测，通用的方法是在原电路中加入采样电阻，通过测量采样电阻上的电压值，计算出原电路中的电流。这种测量方法的优点在于测量电路简单，而且可以准确的测量到原电路中的电流，缺点在于给原电路串入采样电阻，会额外增加原电路的功率消耗，尤其是在测量电流较大的电路时，功耗会比较大，对采样电阻的功率要求也就比较高，而且，对于一个正在工作的电路，要用传统的方法测量电流，就必须先断开原电路，然后串入采样电阻，而这种情况通常是不可取的。

针对上述情况，本发明一种非接触直流电流检测装置，就可以很好的解决上述问题。通过直流电流通过时产生的磁场，闭合导体在磁场中运动产生磁通量的变化会产生感应电流的原理，来测量直流电流的大小，由于磁场本身存在于电流的周围，所以测量电路不需要接触到原电路，只需要测量出感应电流的大小，即可通过磁感应强度与距离的关系计算出直流电流的大小，实现直流电流的非接触式测量，具有很高的实用性。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中必须断开原电路，接入采样电阻才能测量电流的问题。

为此，本发明提供了一种非接触直流电流检测装置，包括U型导轨、采样电容、第一开关、第二开关、第三开关、处理器、显示器、电机、滑动杆，采样电容和第一开关串联接入U型导轨中，滑动杆放置在U型导轨上，可在U型导轨上滑动，滑动的过程中与U型导轨保持电气接触；电机通过传动装置与滑动杆相连接；第二开关和第三开关分别与采样电容的两端相连接；第一开关、第二开关、第三开关、显示器及电机均与处理器有电气连接。

上述一种非接触直流电流检测装置，所述的U型导轨和滑动杆的制作材料均为铜。

上述一种非接触直流电流检测装置，所述的第一开关和第三开关均为单刀双掷开关；第一开关的其中一个开关用于接通U型导轨，另外一个开关悬空；第三开关的其中一个开关接地，另外一个开关悬空。

上述一种非接触直流电流检测装置，所述的第二开关为单刀三掷开关，其中一个开关输出接入处理器的ADC管脚，一个开关接地，一个开关悬空。

上述一种非接触直流电流检测装置，处理器控制电机的转速，使滑动杆在固定的时间t内滑动到极限位置并停止。

本发明有益效果：本发明不需要将测量电路接入到原电路中，而是通过测量感应电流实现电流测量，不干扰原电路的工作，具有很高的实用性。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明一种非接触直流电流检测装置的结构示意图。

附图标记说明：T 、U型导轨；C、采样电容；K1、第一开关；K2、第二开关；K3、第三开关；MCU、处理器；LCD、显示器；M、电机；L、滑动杆。

具体实施方式

图1是一种非接触直流电流检测装置的结构示意图，包括U型导轨（T）、采样电容C、第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3、处理器MCU、显示器LCD、电机M、滑动杆L，其特征在于：采样电容C和第一开关K1串联接入U型导轨T中，滑动杆L放置在U型导轨T上，可在U型导轨T上滑动，滑动的过程中与U型导轨T保持电气接触；电机M通过传动装置与滑动杆L相连接；第二开关K2和第三开关K3分别与采样电容C的两端相连接；第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3、显示器LCD及电机M均与处理器MCU有电气连接。

U型导轨T和滑动杆L的制作材料均为铜；第一开关K1和第三开关K3均为单刀双掷开关；第一开关K1的其中一个开关用于接通U型导轨T，另外一个开关悬空；第三开关K3的其中一个开关接地，另外一个开关悬空； 第二开关K2为单刀三掷开关，其中一个开关输出接入处理器MCU的ADC管脚，一个开关接地，一个开关悬空；处理器MCU控制电机M的转速，使滑动杆L在固定的时间t内滑动到极限位置并停止。

本发明的工作原理是：对于稳定的直流电流I而言，在其周围将产生稳定的磁场，其周围某点的磁感应强度B与改点到导线的中心距离r的关系为：

                      （1）

其中K为常数，可根据物理公式得到。

滑动杆由起始位置滑动至极限位置停止所用的时间为t，由于滑动杆的滑动位置固定，所以由滑动的长和宽，可以计算出滑动的面积s，所以感应电动势E为：