[发明专利]一种两线制霍尔式电流变送器

权利要求书

1.一种两线制霍尔式电流变送器，其特征在于：该变送器主要由C形磁环(1)、霍尔传感器(2)、差动放大电路(3)、V/I转换电路(4)、零点量程调整电路(5)、两线制输出回路(6)及共模阻容网络(7)组成，被测电流I_m穿过C形磁环(1)，霍尔传感器(2)安装于C形磁环(1)的气隙中，霍尔传感器(2)的电压输出端接至差动放大电路(3)，且零点量程调整电路(5)的输出端接至差动放大电路(3)，差动放大电路(3)的输出端接至V/I转换电路(4)的输入端，V/I转换电路(4)的输出端接至两线制输出回路(6)，并且V/I转换电路(4)的恒流源输出端接至霍尔传感器(2)的激励信号输入端，V/I转换电路(4)恒压源输出端接至差动放大电路(3)及零点量程调整电路(5)的电源端，共模阻容网络(7)接在霍尔传感器(2)的激励电流返回端与V/I转换电路(4)的恒压源及恒流源返回的参考地端之间。

2.根据权利要求1所述的一种两线制霍尔式电流变送器，其特征在于：测量过程中，穿过C形磁环(1)的被测电流I_m在磁环中产生与被测电流I_m大小成正比的环形磁场，该磁场垂直穿过霍尔传感器(2)，且霍尔传感器(2)通入由V/I转换电路(4)提供的激励电流，故霍尔传感器(2)的电压输出端输出与被测电流I_m成正比的微弱电压信号，该电压信号经过差动放大电路(3)进行放大后输入至V/I转换电路(4)，V/I转换电路(4)将输入电压信号转换为4～20mA电流，并由两线制输出回路(6)进行信号传输，且零点量程调整电路(5)输出的调整信号输入至差动放大电路(3)，可以对电流测量的零点和量程进行调整，并且V/I转换电路(4)输出恒流源为霍尔传感器(2)提供激励电流信号，该恒流源从霍尔传感器(2)的激励电流返回端流出后再流经共模阻容网络(7)而产生的压降为差动放大电路(3)提供一定的共模输入电压，V/I转换电路(4)输出恒压源为零点量程调整电路(5)和差动放大电路(3)提供工作电源。

3.根据权利要求1所述的一种两线制霍尔式电流变送器，其特征在于：所述C形磁环(1)采用锌锰铁氧体磁环，磁环沿径向开有2mm气隙，所述霍尔传感器(2)采用TO-92封装线性霍尔传感器HG-302C，薄片状的霍尔传感器(2)平行安装于C形磁环(1)的气隙中央。

4.根据权利要求1所述的一种两线制霍尔式电流变送器，其特征在于：所述差动放大电路(3)由高精度、低功耗仪表放大器AD627构成，霍尔传感器(2)的差动电压输出信号接至AD627的差分输入端。

5.根据权利要求1所述的一种两线制霍尔式电流变送器，其特征在于：所述零点量程调整电路(5)中的零点调整电路由分压电阻、电位器及低功耗运算放大器MAX4480构成的跟随器组成，且跟随器的输出端接至AD627输出基准端；零点量程调整电路(5)中的量程调整电路由电位器构成，该电位器直接接至AD627的放大倍数调整电阻接入端。

6.根据权利要求1所述的一种两线制霍尔式电流变送器，其特征在于：所述V/I转换电路(4)由电压/电流变换芯片XTR105构成，其将输入电压线性地转换为4～20mA电流进行输出，同时该芯片输出2路0.8mA恒流源，将2路恒流源并联后输入至霍尔传感器(2)，作为霍尔传感器(2)的激励电流源，该芯片还输出1路5.1V、1mA容量的恒压源，作为差动放大电路(3)及零点量程调整电路(5)的工作电源。

7.根据权利要求1所述的一种两线制霍尔式电流变送器，其特征是：所述差动放大电路(3)、零点量程调整电路(5)的总功耗极低，变送器内部工作回路的总电流小于4mA，从而可以实现以4mA为测量零点的两线制电流输出。