具有多个气隙的霍尔效应传感器芯体制造技术

一种霍尔效应电流传感器，包括安装支架、传感器组件和传感器芯体。传感器组件包括通量传感器。传感器芯体包括第一部分和第二部分。第一部分和第二部分在第一部分与第二部分之间限定了第一气隙和第二气隙。第一气隙适于接纳传感器组件。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种霍尔效应电流传感器，包括安装支架、传感器组件和传感器芯体。传感器组件包括通量传感器。传感器芯体包括第一部分和第二部分。第一部分和第二部分在第一部分与第二部分之间限定了第一气隙和第二气隙。第一气隙适于接纳传感器组件。【专利说明】具有多个气隙的霍尔效应传感器芯体相关申请的交叉引用不适用。关于联邦政府资助的研究或开发的声明不适用。
文中公开的主题总体上涉及霍尔效应传感器，并且更具体，涉及包括多于一个气隙的霍尔效应传感器芯体。
技术介绍
霍尔效应电流传感器在电子领域中是众所周知的。霍尔效应电流传感器用于确定通过电流导体的电流。典型的霍尔效应电流传感器容许电流导体穿过芯体的中央开口部。芯体包含安装有电路板的单个气隙。在该电路板上安装有霍尔效应装置以用于测量穿过芯体中的气隙的通量密度。穿过气隙的通量密度与流经设计完善的霍尔效应电流传感器的导体的电流成线性且正比关系。 当流经定位在芯体的中央开口部中的导体的电流超过临界值时，通量密度处于峰值并且芯体变得饱和。芯体的饱和导致了霍尔效应电流传感器的非线性输出以及霍尔效应电流传感器的精度降低。可以采用多种方法来增加芯体的峰值通量密度。可以增加芯体的尺寸和芯体中的间隙。另外，降压变压器可以包括在该装置中。这些方法导致了制造起来更加昂贵并且占据更多空间的更大的装置。 因此，理想的是使霍尔效应传感器芯体提供改善的电流感测性能但又不具有与已知的霍尔效应传感器芯体相关联的缺点。
技术实现思路
霍尔效应芯体中的第二气隙的添加减小了芯体的磁动势。磁动势的减小降低了穿过第一气隙的通量和通量密度水平。减小的通量密度防止了芯体饱和并且允许在较高的电流值范围上的线性输出。与可比较的单个气隙芯体相比，具有多于一个气隙的霍尔效应芯体可以为能够感测更大电流值的装置的更小、更便宜的部件。 根据本专利技术的一方面，霍尔效应电流传感器包括安装支架、传感器组件和传感器芯体。传感器组件还包括通量传感器。传感器芯体还包括第一部分和第二部分。第一部分和第二部分在该第一部分与第二部分之间限定第一气隙和第二气隙。第一气隙适于接纳传感器组件。 根据本专利技术的另一方面，芯体包括第一构件、第二构件、第一气隙和第二气隙。第一构件包括第一脊部、第一臂部和第一腿部。第二构件包括第二脊部、第二臂部和第二腿部。第一气隙由第一臂部与第二臂部之间的第一距离限定。第二气隙由第一腿部与第二腿部之间的第二距离限定。 根据本专利技术的又一方面，霍尔效应电流传感器芯体包括本体。本体包括多个气隙。本体构造成使通量线穿过所述多个气隙中的每个气隙。 为实现上述及相关目的，于是，实施方式包括下文充分描述的特征。以下描述和附图详细地阐述了本专利技术的特定说明性方面。然而，这些方面表示了可以采用本专利技术的原理的各种方式中的一些方式。在结合附图考虑时，通过以下对本专利技术的详细描述，本专利技术的其他方面、优势和新颖特征将变得明显。 【专利附图】【附图说明】 下文将参照附图对实施方式进行描述，其中，相同的附图标记表示相同的元件，并且: 图1为组装在导体上的具有多个气隙的霍尔效应电流传感器的立体图； 图2为如图1中所示的在导体周围的具有多个气隙的霍尔效应电流传感器的分解图； 图3为根据本专利技术的实施方式的包括多于一个气隙的霍尔效应传感器芯体的主视图； 图4为根据本专利技术的实施方式的包括多于一个气隙的霍尔效应传感器芯体的侧视图； 图5为用于具有多个气隙的霍尔效应电流传感器的传感器基座的实施方式的立体图； 图6为用于具有多个气隙的霍尔效应电流传感器的传感器基座的替代性实施方式的立体图； 图7为具有多个气隙的霍尔效应电流传感器的替代性实施方式的立体图； 图8为示出了具有单个气隙的霍尔效应电流传感器的性能的曲线图； 图9为示出了具有多个气隙的霍尔效应电流传感器的改善性能的曲线图； 图10为采用了三个根据本专利技术的实施方式的具有多个气隙的霍尔效应电流传感器的智能电动机控制器的立体图；以及 图11为根据本专利技术的另一实施方式的具有多个气隙的霍尔效应电流传感器芯体的主视图。 【具体实施方式】 提出以下论述以使本领域的技术人员能够制造并使用本专利技术的实施方式。所示出的实施方式的各种改型对本领域的技术人员将是很明显的，并且文中的一般原理在不背离本专利技术的实施方式的情况下可以应用于其他实施方式和应用。因此，并非试图将本专利技术的实施方式限制于示出的实施方式，而是给予本专利技术的实施方式以符合文中公开的原理和特征的最宽范围。 参照附图来阅读详细的说明书。附图描绘了所选的实施方式而并非意在限制本专利技术的实施方式的范围。技术人员将认识到文中所提供的示例具有许多有用并且落入本专利技术的实施方式的范围内的替代方案。另外，应当理解的是，文中所使用的措辞和术语是出于描述的目的而不应该被视为限制性的。“包括”、“包含”或“具有”以及其变体在文中的使用意在囊括其后列出的项和其等同替代以及附加项。 除非另外指定或限制，否则术语“安装”、“连接”、“支承”和“联接”以及其变体会被广泛地使用并且囊括直接及间接的安装、连接、支承和联接。此外，“连接”和“联接”不局限于物理或机械的连接或联接。如文中所使用的，除非另有明确说明，否则“连接”是指将一个元件/特征件直接地或间接地连接至另一个元件/特征件，而不一定是通过电气或机械的方式。同样地，除非另有明确说明，否则“联接”是指将一个元件/特征件直接地或间接地联接至另一个元件/特征件，而不一定是通过电气或机械的方式。 将结合霍尔效应传感器芯体对本专利技术的各种实施方式进行描述。这是由于本专利技术的特点和优势非常适用于该目标。另外，应当理解的是，本专利技术的各方面可以以其他形式应用并且可以应用于利用霍尔效应感测的其他电子装置中。 现在翻至附图并且首先参照图1和图2，具有多个气隙的霍尔效应电流传感器10可以安装在电导体12上。导体12可以为采用电流传感器10的较大装置的一部分。电流传感器10可以组装在导体12的变窄部14的周围。在示出的实施方式中，电流传感器10还可以包括传感器板组件20、围绕变窄部14定位的介电包覆物16、绝缘体支架18、传感器基座22以及两个可穿过的传感器芯体半部一第一部分24a和第二部分24b。两个螺钉26可以穿过绝缘体支架18并且进入传感器基座22中的螺孔28中以保持电流传感器10相对于传感器基座22的定位。 参照图3和图4，其详细示出了所述两个可穿过的传感器芯体半部24a和24b。所述两个传感器芯体半部24a和24b可以彼此相同并且可以在通过传感器基座22保持成彼此适当定向时形成传感器芯体。每个传感器芯体半部均可以分别包括脊部32a和32b。臂部34a和34b可以从脊部32a和32b的一个端部延伸并终止于远端36a和36b处。远端36a与36b之间的空间可以限定第一气隙38,通量线在远端36a与36b之间、于该第一气隙38处通过。腿部42a和42b可以从脊部32a和32b的相反端延伸并终止于远端44a和44b处。远端44a与44b之间的空间可以限定第二气隙46，通量线在远端44a与44b之间、于该第二气隙46处通过。传感器芯体半部24a和24b可以限定用于导体穿过的中央开口部48。 第一气隙3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种霍尔效应电流传感器，包括：安装支架；传感器组件，所述传感器组件包括通量传感器；以及传感器芯体，所述传感器芯体包括第一部分和第二部分，所述第一部分和所述第二部分在所述第一部分与所述第二部分之间限定了第一气隙和第二气隙，其中，所述第一气隙适于接纳所述传感器组件。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特·G·鲁什默，杰弗里·安妮斯，理查德·D·马拉施，格雷格·沃博尔斯基，
申请(专利权)人：洛克威尔自动控制技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US