[发明专利]电流传感器

说明书

本发明涉及电流传感器，它包括一个有空气隙的磁路；一个安装在这个磁路上的绕组，待测量的电流从绕组中通过；一个安装在该空气隙中的磁场检测器；一个支承板，用来承载放大该磁场检测器输出信号的电路。

这种类型的传感器是众所周知的并应用于许多技术领域，然而它们不能满足在体积和价格上的所有要求。

本发明的目的特别是在于减少这种传感器的体积及其安装在外部电路时所占的空间，尤其是提供一种基本上是平面形状的传感器；此外，本发明的目的是提供一种体积缩小了的传感器，在这种传感器中，待测电流流经测量电路时对电路只有很微弱的影响，另外，它对外部电磁场有很好的抗干扰能力；本发明的一个重要目的是使进一步以更经济和更有效的方法来大批量连续生产这种传感器成为可能。

根据本发明，一种电流传感器，用于测量流过导体的电流，包括一个带空气隙的磁路，一个安装在该空气隙中的磁场检测器；一个支承板，用来承载放大该磁场检测器的输出信号的电路，所述支承板具有剖面区，其特征在于该磁路成堆迭金属片的形式并且其上有绕组，待测量的电流从该绕组中通过；在所述绕组内侧的磁路分支周围设有电绝缘管，使形成该分支的各片部分保持在一起；磁路的一部分直接机械地固定在支撑板上，依靠这种接触固定，磁路的各片被保持在一起，而且所述绕组至少部分安置在剖面区内。

根据最佳的实施例，绕组安装在磁路中基本为直形的分支上，空气隙形成在该直形分支自由端横向表面部分和与上述直形分支垂直的磁路分支自由端之间。

为了能够使用预先形成的绕组并且把这样一个绕组安装在磁路中上述的直形分支上，绕组的横向厚度要比磁路空气隙的长度小；绕组最好有一个截面，使它能紧紧地环绕在安装它在其上面的磁路分支上，如果必要的话可以覆盖在绝缘管之上。

磁路最好以一迭金属片的形式制成，并安装上述绝缘管以便把组成分支的各金属片的一部分结合在一起，磁路的一部分机械地固定在支承板上，用这种安装方法使磁路片连成一体；这种绝缘管可利用热缩材料制成。

本发明通过这些不同方法，使最理想地生产出能够达到上述目标的电流传感器成为可能。

通过对附图图示的一个实施实例的详细描述，可以更好地领会本发明。

图1是根据本发明的电流传感器的侧视图；

图2是同一个传感器从与图1相对的另一面来看的侧视图；

图3是沿图1中A-A线的剖视图；

图4是根据本发明的电流传感器的电路简图；并且

图5是根据图1用于电流传感器中的装有绕组的磁路正视图。

图1和图2显示的电流传感器包括一个磁路3，该磁路3有一个空气隙3a并承载一个待测电流流经其中的绕组4；磁场检测器元件5安装在空气隙3a内部，该元件安装在支承板2上，支承板2还包括一个这些图中未详细显示的电路6，特别设计这个电路用来放大磁场检测器元件5的输出信号；组成绕组4的导线有延伸过支承板2边缘的两端4b，使这个绕组能够通过焊接到印刷电路板上等方法与外电路连接；电路6也有伸出支承板2边缘的连接端子8，它们可通过与导线端子4b类似的方法连接外电路。

图4表明本传感器的操作原理，流经绕组4的待测电流用Ip表示；这个电流产生磁场H，该磁场由与电路6连接的磁场检测器元件5测量；图4中的元件5，比如霍尔元件，有4个端子，第一个端子连接已知类型的传递不间断电流的电路，图中未显示；检测器元件的输出信号出现在端子5b，端子5c和5d与可以操作的放大器6b连接，放大器6b使端子5d的电位保持在0，即保持在电路的接地电位(GND端子)；端子5b与放大器6c连接，该放大器6c在输出端子“输出”处传递代表绕组4的电流的测量信号；其它两个外部端子8是提供电源的端子+15V和-15V。

图1、图2和图3图示的是支承板2，该支承板2包括主体21以及横向扩展部分23，大体上是矩形的整个支承板有一个剖面区22；绕组4的线匝4a放置在这个剖面区，以便使本传感器的厚度由这个绕组的横向尺寸来决定，这个绕组可能是圆柱形的，如图3所示，即根据基本上相当于图1和图2的实施例图5，该绕组能够较紧密地与磁路3联接。

磁路3最好制成为一迭具有导磁性的金属片，并包括一条几乎是平直的分支，在该分支上安装绝缘管T以及绕组4的线匝4a；管子T最好由热缩材料制成，以便它在电绝缘这个功能以外还能够密封电路的直形分支并使此处的金属片保持一体；绕组4是预先组成的，该绕组安装在磁路直形分支上之前，先通过该磁路的空气隙。