[发明专利]基于TMR芯片阵列的电流传感器、电流测量系统及方法

权利要求书

1.一种基于TMR芯片阵列的电流传感器，其特征在于，包括：四个单轴TMR芯片，四个所述单轴TMR芯片形成环形阵列；其中，四个所述单轴TMR芯片位于同一假想圆上，且每一所述单轴TMR芯片分别位于假想圆的圆周的四分点处；四个所述单轴TMR芯片的磁敏感轴方向以同一时针方向与所述假想圆相切。

2.根据权利要求1所述的基于TMR芯片阵列的电流传感器，其特征在于，各所述单轴TMR芯片均用于采集待测电流在各所述单轴TMR芯片所感应出的磁感应强度；通过所述磁感应强度及所述假想圆的半径用以计算所述待测电流值。

3.一种电流测量方法，所述电流测量方法应用权利要求1-2中任一项所述的电流传感器，其特征在于，包括：

采集所述待测电流在四个各所述单轴TMR芯片处所感应出的磁感应强度；

根据所述待测电流在各所述单轴TMR芯片处所感应出的磁感应强度和所述假想圆的半径，计算出所述待测导线中流过的所述电流值。

4.根据权利要求3所述的电流测量方法，其特征在于，根据所述待测电流在各所述单轴TMR芯片处所感应出的磁感应强度和所述假想圆的半径来计算所述待测电流值，包括：

建立的电流计算公式，所述电流计算公式包含磁感应强度变量、假想圆半径变量和待测电流变量之间的对应关系；

将所述待测电流在各所述单轴TMR芯片处所感应出的磁感应强度和所述假想圆的半径代入所述电流计算公式中，计算出所述待测电流值。

5.根据权利要求4所述的电流测量方法，其特征在于，建立的电流计算公式具体包括：

步骤一、四个所述单轴TMR芯片分别采集所述待测电流在所述各芯片处所感应出的磁感应强度B_t，其中，t为下标，代表四个所述单轴TMR芯片的编号，且1、3号芯片的连线与2、4号芯片的连线相互垂直；

步骤二、构建四个所述单轴TMR芯片采集到的磁感应强度B_t、所述待测电流在各芯片处所感应出的真实磁感应强度B'_t和同一个单轴TMR芯片检测到的B_t和B'_t之间的夹角α_t之间的等式关系；

步骤三、根据安培定理建立所述待测电流I、各所述单轴TMR芯片到待测导线的距离R_t和所述真实磁感应强度B'_t之间的等式关系；

步骤四、在所述待测导线偏移距离、所述假想圆的半径与各所述TMR芯片到所述待测导线的偏移距离形成的三角形内，根据余弦定理构建所述夹角α_t与所述假想圆半径R、所述待测导线的偏移距离M、各所述TMR芯片到所述待测导线的距离R_t之间的等式关系；

步骤五、在所述假想圆的直径和两个相对的TMR芯片到所述待测导线的距离形成的三角形内，依据余弦定理，构建所述夹角α_t与所述假想圆半径R和所述两个相对的TMR芯片到所述待测导线的距离R_t、R_t+2之间的等式关系；

步骤六、根据步骤一到步骤五建立的各等式关系构建所述待测电流I的计算公式，即得到电流计算公式。

6.根据权利要求3所述的电流测量方法，其特征在于，将所述待测电流在各所述单轴TMR芯片处所感应出的磁感应强度和所述假想圆的半径代入所述电流计算公式中，计算出所述待测电流值，具体包括：

根据所述待测电流在各所述单轴TMR芯片处所感应出的磁感应强度和所述假想圆的半径，计算出多个待甄选电流值；

从多个所述待甄选电流测量值中甄别出真实电流值。