[发明专利]一种电流传感器

说明书

技术领域

本发明涉及电流传感器技术领域，特别是一种电流传感器。

背景技术

电流测量装置一般是通过被测电流产生的磁场大小来实现对电流的测量的，以霍尔元件和磁电阻元件为敏感元件的磁性电流传感器较之于光纤和线圈式电流传感器具有更高的精度和灵敏度，且在油污和极端的温度环境下可以使用。霍尔电流传感器是目前使用最为广泛的电流传感装置，其利用霍尔效应原理测量通电导线的场强进而得到电流的大小，霍尔元件测量范围宽，但是灵敏度和精度非常低，因此以霍尔元件为敏感元件的电流传感器需要设置额外的聚磁环结构，体积非常大，而以高精度和高灵敏度的磁电阻元件（各向异性磁电阻、巨磁电阻以及磁性隧道结元件）为敏感元件的电流传感器越来越成为主流。

中国公开号CN101788596A的专利：TMR电流传感器公开了以TMR元件（即磁性隧道结元件）为敏感元件的电流传感器，其包括芯片集成式、PCB集成式和分离式三种结构的电流传感器。虽然理论上来说采用磁电阻元件的电流传感器由于其高灵敏度和高精度的特点，并不需要额外的聚磁环，但是在实际使用中，特别是对于大电流的测量，采用磁性隧道结元件的电流传感器一般采用这样的结构：用一根电流导线从回路中引入待测电流，设置聚磁环环绕待测导线用以汇聚磁场，位于聚磁环气隙处的传感器芯片用以测量磁场，进而得到待测电流的大小。由上述可以看出，聚磁环在实际应用中是不可避免的，这带来了一系列问题：(1)聚磁环具有磁滞，会降低传感器的精度；(2)聚磁环的价格较高，且体积较大，会提高传感器的成本，增加传感器的体积；(3)聚磁环的温度特性差，且容易饱和，大大降低了传感器的精度。

中国公开号CN203786190U的专利：一种隧道磁阻电流传感器公开了一种采用8个以上呈环形等距排列的隧道磁阻芯片测量电流的方式，但是该专利存在公开不充分的情况，本领域的普通技术人员难以通过该专利披露的技术制造该类传感器。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种电流传感器，本发明采用各向异性磁电阻元件、巨磁电阻元件或磁性隧道结元件为敏感元件的电流传感器，该传感器精度高、灵敏度高且成本低。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

根据本发明提出的一种电流传感器，包括多个串联的传感单元，所述传感单元环绕待测导线m圈，每一圈上相邻的传感单元之间的距离相等，每圈上的传感单元的个数均相同；其中，m≥1。

作为本发明所述的一种电流传感器进一步优化方案，所述传感单元包括至少一个磁性传感元件构成的单电阻、半桥或全桥结构。

作为本发明所述的一种电流传感器进一步优化方案，所述磁性传感元件为各向异性磁电阻元件、巨磁电阻元件或磁性隧道结元件。

作为本发明所述的一种电流传感器进一步优化方案，所述m≥2时，每一圈上的传感单元均位于对应线上，所述对应线为最内圈的传感单元与导线中心的连线。

作为本发明所述的一种电流传感器进一步优化方案，还包括温度补偿单元，所述温度补偿单元与多个传感单元串联。

作为本发明所述的一种电流传感器进一步优化方案，还包括与多个传感单元连接的运放单元。

一种电流传感器，包括多个并联的传感单元，所述传感单元环绕待测导线m圈，每一圈上相邻的传感单元之间的距离相等，每圈上的传感单元的个数均相同；其中，m≥1。

作为本发明所述的一种电流传感器进一步优化方案，所述m≥2时，每一圈上的传感单元均位于对应线上，所述对应线为最内圈的传感单元与导线中心的连线。

作为本发明所述的一种电流传感器进一步优化方案，还包括温度补偿单元，所述温度补偿单元与多个传感单元串联。

作为本发明所述的一种电流传感器进一步优化方案，还包括与多个传感单元连接的运放单元。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：本发明采用各向异性磁电阻元件、巨磁电阻元件或磁性隧道结元件为敏感元件的电流传感器，该传感器具有高精度、高灵敏度、成本低的特点。

附图说明

图1是本发明提出的电流传感器的实施例一的结构和电连接示意图。

图2是本发明提出的电流传感器的实施例二的结构和电连接示意图。

图3是本发明提出的电流传感器的实施例三的结构和电连接示意图。

图4是本发明提出的电流传感器的实施例二的电连接示意图。

图5是采用单电阻或半桥结构为传感单元的电流传感器的输出曲线图。