[发明专利]电流感测装置及方法

说明书

现有的非接触式电流测量装置在利用磁传感器感测电缆线所衍生的感应磁场之时并没有将所感测到的磁场信号所带有的环境磁场成分予以滤除，导致其后端处理器所计算而出的电流值的准确率不高或者变动太大。有鉴于此，本发明提出一种电流感测装置及方法，其中该电流感测装置包括：至少一磁传感器、一信号接收单元与一处理器。特别地，本发明利用在处理器内部规划一个环境磁场滤除单元与一个有效电流运算单元的方式；其中，该环境磁场滤除单元用以滤除一磁场感测信号所带有的一环境磁场成分，使得该有效电流运算单元可以根据一第一磁场感测信号而运算出一电缆线所传输的一电流的值，借此方式提升电流感测装置对于电缆线所载电流的感测精确度。

技术领域

本发明关于电流感测的技术领域，尤指一种电流感测装置及方法。

背景技术

近年来，中国台湾越来越重视全球暖化及能源缺乏的问题，因此经常通过奖励措施的实行鼓励民众节能省电。例如，中国台湾电力公司经常在夏季推出节电奖励活动。为了让民众可以自行检测家里的电器产品的耗电情况，市面上推出了例如智能电表的电源传感器，提供了检视电器产品的电压、电流、用电量、功率、与使用电费的功能。

工业技术研究院即推出所谓「电表便利贴」的非接触式电源感测装置，其技术由美国专利公开号US2017/0023625A1所揭示。请参阅图1，为显示美国专利公开号US2017/0023625A1所揭示的一种非接触式三相三线式电源线测量装置的立体图。如图1所示，所述非接触式三相三线式电源线测量装置1’主要包括：一壳体10’、多个电流传感器11’、多个电压传感器12’、以及一电子模块13’；其中，该壳体10’用以包覆三条电缆线2’，且该多个电流传感器11’与该多个电压传感器12’设置于该壳体10’的外侧表面之上。特别地，所述电流传感器11’为磁传感器；另一方面，参考美国专利号US9,007,077B2可知所述电压传感器12’为金属电极。

简单的说，工业技术研究院推出的非接触式电源感测装置具有多种功能，包括：非接触式电流测量、非接触式电压测量、与消耗功率计算及显示。然而，基于其非接触式电流测量利用一个或多个磁传感器(电流传感器11’)达成，本案发明人于实务研究过程中发现，这样的非接触式电流测量技术会因为电缆线的粗细大小不同或壳体10’的安装位置差异而出现电流测量上的明显误差。请参阅图2所显示的两条电流传输线的磁力线分布图。根据安培(右手)定律，若有一条载有电流大小为I的长直导线垂直穿出纸面，可以导线为圆心画出一个半径为r的圆形，其中，在该圆形的圆周上的每一点磁场大小均相等，并可由以下公式算得：

因此，利用工业技术研究院推出的多功能电源传感器(亦即，美国专利公开号US2017/0023625A1所揭示的非接触式三相三线式电源线测量装置)对一条载有电流的电缆线2’进行两次电流检测之时，若第一次电流检测的电流传感器11’与电缆线2’的距离不同于第二次电流检测的电流传感器11’与电缆线2’的距离，则两次电流检测所测得的电流值便会明显不同。原因在于：由长直导线所载电流所衍生的磁场大小与半径r成反比。另一方面，现有的多功能电源传感器在执行电流检测之时，并没有将电流信号之中的直流成分予以滤除，导致其测量电流值的准确率变动太大，无法与习用的电表相提并论。

熟悉电磁学理论与非接触式电流感测技术的工程师可以通过上述说明得知，现有的非接触式电流感测装置在实务应用上显示出高度的测量不正确性与不稳定性；有鉴于此，本案的发明人极力加以研究发明，而终于研发完成本发明的一种电流感测装置及方法。

发明内容

现有的非接触式电流测量装置在执行电流检测之时并没有将电流信号之中的直流成分予以滤除，导致其测量电流值的准确率变动太大。同时，现有的非接触式电流测量装置会因为待测电缆线的粗细大小不同或者测量装置的安装位置差异而出现电流测量上的明显误差。因此，本发明的主要目的在于提供一种电流感测装置及方法，用以改善或解决上述现有技术的诸多缺陷。

为了达成上述本发明的主要目的，本案发明人提供所述电流感测装置的一实施例，包括：