[发明专利]交流电流值线性信号传感器

说明书

本发明属于电器领域中对各种高低压交流电流值的测量。

在现有的公知技术中，对高低压发、输、变、配及供用电线路、设备电流的检测及监控，基本上都是以互感器进行隔离和取出电流值的信号。

其缺陷在于：

1、不可避免的受磁滞、磁饱和、傅里叶特性的影响，信号为非线性，不能忠实反映出被测线路的电流值。

2、测出的信号不直观，要经过倍比、变比的换算。不能直接进入数字仪表显示，也同样不能直接进入计算机、IC块、专家系统进行运算处理。

3、制造互感器要消耗大量的有色金属，重量、体积、安装占有空间大。

4、互感器本身也是一个能耗器件。

本发明的目的在于：

忠实的测出线路中实际流过的电流值，并输出线性信号。测出的信号不需要经过倍比、变比的换算和任何处理加工，即可方便的直接进入数字仪表显示、直读。此信号也可直接进入IC块、计算机、专家系统进行运算、处理。可以制成无功耗的微型器件，实现和被测线路无任何电联接的传感测量。

实现本发明的方法：

根据法拉第电磁感应定律，利用线圈在磁场中受磁力线的切割所产生的电动势，与磁场的强度和线圈的匝数成正比。且当线圈空芯时；或虽有导磁材料做成的磁芯，但做成磁芯的导磁材料不能形成闭合的磁回路时，所产生的电动势是线性的。即随着磁场强度的变化而变化，摆脱了磁滞、磁饱和、傅里叶特性曲线的限制和影响。

当导体上有电流流过时，在导体的周围就会产生相应的磁场。该磁场的强度是随着导体上所流过的电流强度变而变化化的。当导体上所流过的是交变电流时，在导体的周围所产生的就是交变磁场。将设定匝数封装好的线圈，按照楞次定律的法则，置于该交变磁场中，即可得到一个和被测线路无任何电联接可直接送入数字表或IC块、计算机、专家系统进行显示、运算、处理的忠实的反映被测线路所流过的实际电流值的线性信号。

本发明的优点在于：

1、该传感器只对被测线路中的电流感兴趣，而与被测线路中的电压无关，且与被测线路完全绝缘，无任何电联接。

2、可以做成无功耗的微型传感器。

3、取出的信号是忠实的反映被测线路中所流过的实际电流值的线性信号。

4、不受被测线路的相数限制，可以测量单根导线，也可以同时测量两根导线，还可以同时对多根导线进行单独测量或同时测量。

本发明的积极效果在于：

1、无需任何接口或变换器，即可直接进入数字式仪表进行显示，为数字式仪表取代指针式仪表提供了可靠的信号源。

2、无需任何接口或变换器，即可直接进入IC块、计算机、专家系统进行相应的运算和处理。为机电产品一体化、小型化、智能化提供了可靠的信号源。

3、为我国的机电产品参与国际市场竞争提供了一个可靠的技术支点。

现以附图的实施例，对本实用新型作详细的说明。

图1为密封后的传感器剖面示意，即为图3、图4中的KW。

图2为密封后的有磁芯的传感器剖面示意图，即为图3、图4中的KW。

图3为实施例一；数字交流电流表。KW为依照本实用新型所制作的传感器与mV数字表联接示意图。

图4为实施例二；自动控制中的电流指令输出部份。KW为依照本实用新型制作的电流传感器，信号直接进入IC块进行运算、处理的联接示意图。

图1、图2中的a为封装的外壳；b为线圈；c为封装用的固化材料，如环氧树脂，ABS工程塑料等；d为线圈c的引出脚；e为检测不同的电流和在不同的使用环境时，为增加信号强度而加设的不形成闭环磁路的磁芯。

实现本发明的最好方式：现以图3、图4的实施例，加以说明

图3的实施例中，mV为毫伏数字表头；KW为依照本实用新型所制作的电流传感器；A、N为两根被测载流导线，可以是两根相线，也可以是一相一零；d为传感器KW的两只引出脚。由于和被测电路没有任何电联接，故不受被测的载流导线上电压值的限制和影响，传感器输出脚d两端可直接接到毫伏表的输入端上进行直观的数字显示。

图4的实施例中，KW为依照本发明所制作的传感器；A为被测的载流导线；Ic1、Ic2为集成电路块，对KW传回的电流信号进行运算、判断、确认、处理，最后输出对数式反时限或性的逻辑指令L，Vee、VDD为Ic1、Ic2的工作电源。KW轴出信号的两根引线d，直接接到Ic1的输入端。

至此，已经说明，按照本发明制作的交流电流值线性信号传感器，不但能够忠实的测出被测线路中所流过的实际电流值，输出线性信号，且此信号不需要经过任何倍比、变比、隔离的处理或加工，即可方便的直接进入数字表头、IC块、计算机、专家系统，进行直观的显示、运算、处理。同时也达到了制成无功耗微型器件的目的，且实现了和被测线路无任何电联接的传感测量。可以广泛应用到发、输、变、配、供、用电的各个环节中去，作为对电量的测量、监控、计算、处理、自动化控制、计算机控制、专家系统等的信号源。