[发明专利]一种直流小电流钳型测量装置

说明书

一种直流小电流钳型测量装置，属于电工技术领域，解决现有电流传感装置用于工业微小直流电流测量时灵敏度、精度不够的问题，以可靠、稳定运行的结构用于直流小电流工业领域的准确测量。本发明包括传感头、调制变压器、带通滤波器、相敏解调器、直流放大器和功率放大器，所述传感头为圆环形，包括上半环U型检测铁芯中第一半环检测铁芯和第二半环检测铁芯、下半环U型检测铁芯中第三半环检测铁芯和第四半环检测铁芯。上、下半环U型检测铁芯拼装后，整体置于磁屏蔽铁芯由两侧屏蔽层组成的环形半空腔中，环形磁屏蔽铁芯外面绕有反馈绕组。本发明能够实现工业微小直流电流的准确测量，传感头为钳型结构，其测量灵敏度、准确度高，适用于工业应用。

技术领域

本发明属于电工技术中的电流测量设备领域，更具体地，涉及一种用于直流小电流的钳型测量装置。

背景技术

《仪表技术与传感器》刊物于2008年第10期第9～11页发表的论文“磁调制式直流小电流有源传感器”，对一种实用的倍频磁调制式直流小电流有源传感器的激励源电路、磁调制电路和信号处理电路的要点、关键参数进行了分析和介绍，提出开口型小电流传感器，利用铁芯截面加工成锯齿形的办法，可以提高其分辨率和测量精度。该论文具有一定的参考价值，但分析的电路和铁芯加工成锯齿形的办法，其作用是非常有限的。因为对于直流小电流钳型即开口型测量装置，关键的技术是能否使用好磁导率最好的坡莫合金材料。虽然坡莫合金这种材料磁导率高的优点非常突出，但是其铁芯被机械性切割、开口会出现磁导率严重下降的缺陷也非常突出；而硅钢片这种材料虽然被切割、开口后不会出现磁导率严重下降的问题，但是其本身磁导率就不高。

发明内容

针对现有技术中直流小电流测量装置中采用的坡莫合金以及硅钢片两种材料各自的缺陷，本发明的目的在于解决以上技术的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种直流小电流钳型测量装置，其特征在于，所述测量装置包括：传感头；

所述传感头包括上半环U型检测铁芯、下半环U型检测铁芯和环形磁屏蔽铁芯；所述上半环U型检测铁芯包括第一半环检测铁芯和第二半环检测铁芯构成的封闭U型结构；所述下半环U型检测铁芯包括第三半环检测铁芯和第四半环检测铁芯构成的封闭U型结构；

所述第一半环检测铁芯外面绕有第一调制检测绕组，所述第二半环检测铁芯外面绕有第二调制检测绕组，所述第三半环检测铁芯外面绕有第三调制检测绕组，所述第四半环检测铁芯外面绕有第四调制检测绕组；

所述环形磁屏蔽铁芯包括由两侧磁屏蔽层组成的环形半空腔，所述上半环U型检测铁芯和所述下半环U型检测铁芯，拼装后整体置于环形磁屏蔽铁芯的环形半空腔中，环形磁屏蔽铁芯外面绕有反馈绕组；

所述第一调制检测绕组的异名端与第四调制检测绕组的同名端相连，第三调制检测绕组的同名端与第二调制检测绕组的异名端相连；

优选地，所述装置还包括：调制变压器、带通滤波器、相敏解调器、直流放大器和功率放大器；所述第一调制检测绕组的同名端与调制变压器二次绕组的同名端相连，所述第二调制检测绕组的同名端连接到调制变压器二次绕组的异名端，所述第四调制检测绕组的异名端与第三调制检测绕组的异名端与接地点相连；

优选地，所述调制变压器二次绕组的中心抽头连接所述带通滤波器的输入端，所述带通滤波器的输出端连接到所述相敏解调器的输入端，所述相敏解调器的输出端与所述直流放大器的输入端相连，所述直流放大器的输出端连接所述功率放大器的输入端，所述功率放大器的输出端与所述反馈绕组的同名端相连，所述反馈绕组的异名端通过标准电阻连接接地点；

优选地，所述上半环U型检测铁芯和下半环U型检测铁芯,均由经过退火处理后卷绕成U型的坡莫合金带组成；

优选地，所述环形磁屏蔽铁芯的所述两侧磁屏蔽层各自分别由经退火处理后卷绕成半圆环状的冷轧硅钢片组成，经拼装而构成内有圆环形半空腔的圆环状；所述反馈绕组等分为两段，分别对应绕在所述两侧磁屏蔽层上，其通过导线连接。