[发明专利]基于磁阻效应的微直流非接触检测探头和测量系统

权利要求书

1.一种基于磁阻效应的微直流非接触检测探头，其特征在于包括内部传感元件、测量磁场引导层和外屏蔽层，外屏蔽层呈筒状结构，测量磁场引导层同轴套装在外屏蔽层内侧，测量磁场引导层上设有至少一个缺口，内部传感元件位于测量磁场引导层的缺口处置处，内部传感元件与测量磁场引导层组合构成圆筒形状；测量磁场引导层包括均呈弧形结构的第一测量磁场引导元件、第二测量磁场引导元件、第三测量磁场引导元件，内部传感元件包括第一磁阻元件、第二磁阻元件、第三磁阻元件，第一磁阻元件、第二磁阻元件、第三磁阻元件依次设置在第一测量磁场引导元件、第二测量磁场引导元件、第三测量磁场引导元件两两之间，且处于测量磁场引导层的同心圆上，第一磁阻元件、第二磁阻元件、第三磁阻元件之间的夹角为120°；内部传感元件的数量为N，N大于1，内部传感元件径向对称地均匀分布在测量磁场引导层的同心圆上，测量磁场引导层设有N个对应的缺口，内部传感器元件的表面测量磁场引导层的同心圆相切，测量方向一致。

2.一种微直流非接触测量系统，其特征在于包括放大电路、双向A/D转换电路、处理器、显示电路、电源、如权利要求1所述的基于磁阻效应的微直流非接触检测探头，电源分别为检测探头、放大电路、双向A/D转换电路、处理器和显示电路供电；内部传感元件获取测量导线的直流恒磁场并输出至放大电路；放大电路对直流恒磁场进行放大后输出至双向A/D转换电路；双向A/D转换电路将放大后的直流恒磁场转换为数字信号并输出至处理器；处理器存储直流恒磁场-微电流曲线，根据接收到的数字信号得到微直流的取值；显示电路显示测量导线的微直流的取值。

3.根据权利要求2所述的微直流非接触测量系统，其特征在于处理器包括探头磁阻元件偏置/复位子程序、系统零点校准子程序、AD转换控制及接口子程序、外中断/定时中断响应子程序和显示子程序。

4.根据权利要求2所述的微直流非接触测量系统，其特征在于直流恒磁场-微电流曲线的建立包括以下步骤：建立直角坐标系，设测量导线的两点坐标分别为D点坐标(0，0，z1)，C点坐标(0，0，z2)，测量导线L＝z2—z1，设测量导线上的直线电流为电流元，任一电流元Idl，其大小为Idz，到场点P的距离为r，θ为电流元Idl与矢量r之间的夹角，μ₀为真空磁导率，电流元在P点所激发的磁感强度dB的大小为：

求电流元在P点的磁场强度B为：

在z的取值范围为z1到z2，则电流元在P点的磁场强度B为：

又因为z1和z2远大于r0，则电流元在P点的磁场强度B为：

根据当前电流元在P点的磁场强度B，推导出当P点固定时，P点磁场的大小和中心处通过的电流成正比，由此根据电流元在P点的磁场强度B推导得到P点中心处流过的电流，以此建立直流恒磁场-微电流曲线。