[发明专利]一种用于测量通电交流直导线的差分电流传感器

说明书

一种用于测量通电交流直导线的差分电流传感器，包括两个敏感单元、固定块；所述敏感单元包括磁致伸缩/压电复合材料、高度调整框、底板、偏置片、垫块、信号输出线、导线；偏置片设置在高度调整框一端，底板设置在另一端，三者形成一个密闭空腔；磁致伸缩/压电复合材料设置在密闭空腔内，底板上固定有垫块；磁致伸缩/压电复合材料包括上下两层的磁致伸缩材料和位于中层的压电材料；压电材料上设有信号输出线和导线；两个敏感单元的压电材料通过导线相连；偏置片采用磁性材料；高度调整框、底板、垫块、固定块均采用非金属材料；所述固定块设置在两个敏感单元，且两个敏感单元相对固定块对称布置。本发明可对通电交流直导线中进行精确测量。

技术领域

本发明属于电磁检测装置领域，特别是一种用于测量通电交流直导线的差分电流传感器。

背景技术

电流测量在电子设备及电路系统中起到检测、控制、保护的重要作用，电流传感器作为主要的检测元件，具有广泛的应用范围。目前常用的非接触式电流传感器有霍尔电流传感器、磁通门电流传感器和巨磁阻电流传感器，其中磁通门电流传感器和巨磁阻电流传感器测量精度高，但检测机构复杂，且几种电流传感器均需要外部电源供电，限制了其适用范围。而采用磁致伸缩/压电复合材料制备的电流传感器结构简单，制备容易，无需电源供给，磁电电压系数高，近十多年得到了蓬勃发展。

然而磁致伸缩/压电复合材料对温度十分敏感，极易受到温度变化的影响而发生形变，使采用磁致伸缩/压电复合材料制备的电流传感器产生测量误差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于测量通电交流直导线的差分电流传感器，以实现消除温度变化对采用磁致伸缩/压电复合材料制备的电流传感器的误差影响，对通电交流直导线中的交流电流进行精确测量。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种用于测量通电交流直导线的差分电流传感器，包括两个敏感单元、固定块；所述敏感单元包括磁致伸缩/压电复合材料、高度调整框、底板、偏置片、垫块、信号输出线、导线；所述偏置片设置在高度调整框一端，所述底板设置在高度调整框另一端，三者形成一个密闭空腔；所述磁致伸缩/压电复合材料设置在密闭空腔内，且所述底板上固定有垫块；所述磁致伸缩/压电复合材料包括上下两层的磁致伸缩材料和位于中层的压电材料；所述压电材料上设有信号输出线和导线；两个敏感单元的压电材料通过导线相连；所述偏置片采用磁性材料，用于提供偏置磁场；所述高度调整框用于调整偏置片与磁致伸缩/压电复合材料之间的距离；所述高度调整框、底板、垫块、固定块均采用非金属材料；所述固定块设置在两个敏感单元，用于夹持通电交流直导线，且两个敏感单元相对固定块对称布置。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：本发明用于测量通电交流直导线的差分电流传感器的结构，实现了敏感单元的自偏置，通过差分结构设计，消除了温度变化对采用磁致伸缩/压电复合材料制备的电流传感器的误差影响，实现了采用磁致伸缩/压电复合材料制备的电流传感器对通电交流直导线测量的准确度的提高。

附图说明

图1为本发明实施例的一种用于测量通电交流直导线的差分电流传感器结构示意图；

图2为本发明实施例的敏感单元结构示意图；

图3为本发明实施例的敏感单元封装后结构示意图；

图4为本发明实施例的磁致伸缩/压电复合材料结构示意图；

图5为施加偏置磁场使磁致伸缩/压电复合材料工作于线性区原理图；

图6为测量电流时两磁致伸缩/压电复合材料极化方向原理示意图；

图7为温度变化时两磁致伸缩/压电复合材料极化方向原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的介绍。