[发明专利]一种插板式罗氏线圈电流传感器

说明书

技术领域

本发明涉及电流传感器技术领域，特别涉及一种采用PCB主板和PCB插板结构而获得高精度和高可靠性的插板式罗氏线圈电流传感器。

背景技术

随着电子式电流传感器的发展，罗氏线圈获得了广泛的应用。在现有技术中平板式罗氏线圈厚度太小,导致线圈截面积太小,所以单线圈输出电压非常小；平板式罗氏线圈在消除垂直磁场干扰误差时采用的方法为：第一，设置回线，第二，用两个线圈反向，抵消垂直磁场的干扰，而且使得输出加倍。两个方法都有一定的缺陷，回线的设置是要经过计算的，并不是线圈的中心处，而且对于垂直磁场不均匀的情况，回线的位置固定就不准确。第二种方法，则需要上下两个线圈完全对齐，这也是不容易做到的。而且PCB平板罗氏线圈不能很好的克服温度误差的影响，同时在对平板式罗氏线圈进行开口时，很难保证多个平板的对齐，从而引入了相应的误差。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种具有体积重量小、互感大、抗干扰能力强、测量精度高和可靠性高的插板式罗氏线圈电流传感器。

本发明插板式罗氏线圈电流传感器包括一个主板和多对插板；

多对所述插板均布固定在所述主板上；多对所述插板平面垂直于所述主板平面并且与所述主板的圆心共面；所述插板上设置感应线圈；所述感应线圈呈环状布置，用于产生感应电动势；

所述主板为圆环形；所述主板线路与所述插板线路连通构成电气回路，用于接入放大电路产生感应电流；

所述主板上设置有开口，用于待测电导线在不断电的情况下穿过所述开口进入到所述主板中心位置。

作为优选，所述主板板面上设置有插槽；所述插槽用于固定所述插板。

作为优选，所述插板的第一侧边与所述主板的圆环内沿对齐；所述插板的第二侧边与所述主板的圆环外沿对齐，使得每个所述插板上线圈的磁通量相等；所述插板底边连接一个插脚；所述插脚与所述主板上的插槽配合，使所述主板与所述插板固定连接。

作为优选，所述主板和所述插板都是PCB板。

作为优选，所述主板设置有回线。

作为优选，所述开口的间隙距离＜0.1mm。

本发明提供的插板式罗氏线圈电流传感器主板上设置开口，通过该开口实现传感器在电力系统不断电的情况下连入其中，完成待测导线中电流的测量。该电流传感器具有体积重量小、互感大、测量精度高、抗干扰能力强、可靠性高的特点。

附图说明

图1为本发明实施例提供的插板式罗氏线圈结构主视图。

图2为本发明实施例提供的插板式罗氏线圈结构左视图。

图3为本发明实施例提供的PCB插板上感应线圈的结构示意图。

图4为本发明实施例提供的PCB主板开口后回线的第一种位置示意图。

图5为本发明实施例提供的PCB主板开口后回线的第二种位置示意图。

图6为本发明实施例提供的插板式罗氏线圈互感计算的模型示意图。

图7为本发明实施例提供的插板式罗氏线圈以偏心误差为主要误差的互感计算的模型示意图。

图8为本发明实施例提供的开口距离为1mm时80%偏心误差随偏心角度的变化曲线。

图9为本发明实施例提供的开口距离为0.5mm时80%偏心误差随偏心角度的变化曲线。

图10为本发明实施例提供的开口距离为0.1mm时80%偏心误差随偏心角度的变化曲线。

具体实施方式

为了深入了解本发明，下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。

本发明提供的插板式罗氏线圈电流传感器由一个PCB主板2和多对PCB插板1组成；

其中，PCB主板2为圆环形，主板2上设置有与插板1相对数量的插槽，用于将插板1固定在主板2上，同时保证主板2与插板1之间电气线路的连通。主板2上设置回线5用于减小垂直干扰误差；参见附图4和5，主板2上的回线5可以为两根半径不同的圆形导线，也可以是由两根半圆弧形导线共同构成的圆形等效回线6；作为优选，选择两根半径不同的圆形导线作为主板2上的回线5，因为等效回线6和连线的参数发生不均等，会在一定程度上影响垂直磁场干扰的消除。主板2上设置有开口，用于待测导线在不断电的情况下穿过此开口进入到主板2圆环中心位置；因为开口间距的大小对于感应线圈3的互感性能和温度误差影响很大，因此通过合理的计算和仿真后确定开口间距的大小是一个关键点，在后文中介绍开口间距的计算结果和结论。