[发明专利]无集磁铁芯的钳形电流表及自动平衡调整方法

说明书

本发明提供了一种无集磁铁芯的钳形电流表及自动平衡调整方法，无集磁铁芯的钳形电流表，包括：钳头组件；若干隧道磁电阻组，其具有两两相对地嵌于钳头组件中的第一隧道磁电阻、第二隧道磁电阻，以根据被测电流分别获取多组一正一负的正感应电压、负感应电压；信号处理装置，其与若干隧道磁电阻组连接，用于依次对正感应电压、负感应电压进行差分放大、加法运算及模数转换处理。提供了较大的有效测量区域，消除了外界干扰磁场对测量结果的干扰；其频带可达0～100kHz；并可测量mA级别至1000A以上的电流；再由于两两相对的第一隧道磁电阻、第二隧道磁电阻及平衡调整，避免了测量位置的附加误差，解决了无集磁芯便无法直接测量直流电流的问题。

技术领域

本发明涉及钳形电流表技术领域，具体涉及一种无集磁铁芯的钳形电流表及自动平衡调整方法。

背景技术

钳形电流表是理想的非接触式测量电流的工具；目前，市场上的钳形电流表主要有三种方式实现：

一是使用集磁铁芯结合霍尔元件方案，可以测量ACA(交流电流)和DCA(直流电流)；

二是使用带集磁铁芯的线圈方案，基于法拉弟原理测量电流；

三是使用无集磁铁芯的空芯线圈方案。

但本申请发明人在实现本申请实施例中发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：

使用带集磁铁芯的线圈方案，它的最大缺点是不能直接测量DCA；使用无集磁铁芯的空芯线圈方案，由于没有集磁铁芯，致使钳表灵敏度低，同样不能直接测量DCA；

此外，使用集磁铁芯结合霍尔元件方案及使用带集磁铁芯的线圈方案还存在共同的缺点：铁芯的磁饱和和涡流现象成为钳表幅度线性范围和频带线性范围的瓶颈，铁芯的磁饱现象致使更高的测量范围需要更大的铁芯，不利于使用。而涡流现象使得钳表不能准确测量更高频率的电流。同时，这些钳表由于开口漏磁和器件参数不完全一致，造成测量区域内不同位置的测量结果偏差较大，也就是说存在较大测量位置的附加误差；同样的，使用无集磁铁芯的空芯线圈方案，由于开口和线圈绕制不均匀，同样也存在较大测量位置的附加误差。

发明内容

鉴于上述测量位置的附加误差过大、及无集磁芯便无法直接测量直流电流的问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的无集磁铁芯的钳形电流表及自动平衡调整方法。

依据本发明的一个方面，提供一种无集磁铁芯的钳形电流表，包括：

钳头组件；

若干隧道磁电阻组，其具有两两相对地嵌于所述钳头组件中的第一隧道磁电阻、第二隧道磁电阻，以根据被测电流分别获取多组一正一负的正感应电压、负感应电压；

信号处理装置，其与若干所述隧道磁电阻组连接，用于依次对所述正感应电压、负感应电压进行差分放大、加法运算及模数转换处理。

优选的，所述信号处理装置包括：

差分放大电路，其与所述隧道磁电阻组连接，用于对所述正感应电压、负感应电压进行差分放大处理，使所述正感应电压、负感应电压转化为第一对地电压、第二对地电压；

加法电路，其与所述差分放大电路连接，用于对所述第一对地电压、第二对地电压执行加法运算，以获得结果电压；

A/D转换电路，其与所述加法电路连接，用于将所述结果电压转换为结果信息输出，所述结果信息为数字信号。

优选的，所述信号处理装置还包括平衡调节电路，该平衡调节电路包括：

第一差分放大器，其与所述差分放大电路连接，用于放大处理所述第一对地电压、第二对地电压；

若干电压调节组件，其输入端与所述差分放大电路连接，其输出端与所述加法电路连接；