一种电流测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种电流测量装置，包括磁芯、磁感应单元和处理单元，在磁芯上对称地设有两个所述开口气隙，在每一所述开口气隙处各设置一所述磁感应单元；所述处理单元包括两个一级放大单元、二级放大单元和滤波单元，其中，每一所述磁感应单元的输出端对应一所述一级放大单元，所述一级放大单元用于将所述感应信号转为单端信号；所述二级放大单元用于对两个所述单端信号进行求和以及放大获得放大信号；所述过滤单元用于自所述放大信号获取所需频段内的信号。该电流测量装置具有精度高、频带宽、可靠性高、过载能力强、抗干扰能力强等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及测量技术,具体涉及一种电流测量装置。
技术介绍
在智能电网、风力发电、冶金、化工等领域的电气设备，常需要利用电流传感器对工作中的电流进行不间断的测量。而且，随着近年来关联技术的不断改进，电流传感器在技术、设计和效能等方面也在不断地进行改进和完善。电流传感器包括磁感应单元和处理单元，磁感应单元用于感应流经电流被测导线的电流产生的磁场，并输出感应信号(通常为电压信号)，处理单元用于处理感应信号以获得被测导线的电流值。处理单元的设计方式与磁感应单元的输出信号对应，不同的磁感应单元的输出信号对应不同的处理单元；而且处理单元的处理能力是影响电流传感器性能的重要因素之一。目前使用较多的电流传感器为霍尔电流传感器，而且，人们认为开环霍尔电流传感器的精度低、频宽窄，闭环霍尔电流传感器的性能优于开环霍尔电流传感器。
技术实现思路
本专利技术提供一种电流测量装置，采用开环形式，同样具有精度高，频带宽，抗干扰能力强。为此，本专利技术提供一种电流测量装置，包括磁芯、磁感应单元和处理单元，其中，所述磁芯用于集聚流经导线的电流产生的磁场，在所述磁芯上设有开口气隙；所述磁感应单元设置于所述开口气隙内，其用于感应磁场并输出感应信号；所述处理单元的输入端与所述磁感应单元的输出端电连接，其用于处理所述感应信号并得出流经被测导线的电流值；在所述磁芯上对称地设有两个所述开口气隙，在每一所述开口气隙处各设置一所述磁感应单元；所述处理单元包括两个一级放大单元、二级放大单元和滤波单元，其中，每一所述磁感应单元的输出端对应一所述一级放大单元，所述一级放大单元用于将所述感应信号转为单端信号；所述二级放大单元用于对两个所述单端信号进行求和以及放大获得放大信号；所述过滤单元用于自所述放大信号获取所需频段内的信号。其中，每一所述一级放大单元包括低噪声放大器和第一电阻，其中，每一所述低噪声放大器的输入端与一所述磁感应单元的输出端电连接，所述低噪声放大器的输出端电连接所述二级放大单元的输入端；所述第一电阻的两端对应电连接所述低噪声放大器的两个增益端。其中，每一所述一级放大单元包括第一放大器、第二放大器、第三放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻，其中，第一放大器的高压输入端电连接磁感应单元的输出端；第一电阻的第一极电连接第一放大器的输出端，第一电阻的第二极电连接第三放大器的高压输入端；第二电阻的第一极电连接第一放大器的低压输入端，第二电阻的第二极电连接第一放大器的输出端；第三电阻的第一极电连接第一放大器的低压输入端，第三电阻的第二极电连接第二放大器的输出端；第四电阻的第一极电连接第二放大器的低压输入端，第四电阻的第二极电连接第二放大器的输出端；第五电阻的第一极电连接第二放大器的输出端，第五电阻的第二极电连接第三放大器的低压输入端。其中，每一所述一级放大单元包括第一放大器、第二放大器、第三放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第一电容，其中，第一放大器的高压输入端电连接磁感应单元的输出端；第一电阻的第一极电连接第一放大器的输出端，第一电阻的第二极电连接第三放大器的高压输入端；第二电阻的第一极电连接第一放大器的低压输入端，第二电阻的第二极电连接第一放大器的输出端；第三电阻的第一极电连接第一放大器的低压输入端，第三电阻的第二极电连接第一电容的第一端；第四电阻的第一极电连接第二放大器的低压输入端，第四电阻的第二极电连接第二放大器的输出端；第五电阻的第一极电连接第二放大器的输出端，第五电阻的第二极电连接第三放大器的低压输入端；第一电容的第一极电连接第三电阻的第二极，第一电容的第二极电连接第二放大器的高压输入端。其中，所述二级放大单元包括第一运算放大器、第二电阻、第三电阻和第四电阻，所述第二电阻的第一极电连接一所述低噪声放大器的输出端，所述第二电阻的第二极电连接所述第一运算放大器的低压输入端；所述第三电阻的第一极电连接另一所述低噪声放大器的输出端，所述第三电阻的第二极电连接所述第一运算放大器的低压输入端；所述第四电阻的第一极电连接所述第一运算放大器的低压输入端，所述第四电阻的第二极电连接所述第一运算放大器的输出端；所述第一运算放大器的高压输入端接地。其中，所述二级放大单元包括第一电容，所述第一电容的第一极电连接所述第一运算放大器的低压输入端，所述第一电容的第二极电连接所述第一运算放大器的输出端。其中，在所述低噪声放大器的输出端和所述第二电阻的第一极之间以及所述低噪声放大器的输出端和所述第三电阻的第一极之间各设置一隔直电容。其中，所述过滤单元包括滤波运算放大器、第五电阻、第六电阻、第二电容和第三电容；所述第五电阻的第一极电连接所述第一运算放大器的输出端，所述第五电阻的第二极电连接所述第六电阻的第一极；所述第六电阻的第二极电连接所述滤波运算放大器的高压输入端；所述第二电容的第一极电连接所述第五电阻的第二极和所述第六电阻的第一极，所述第二电容的第二极电连接所述滤波运算放大器的输出端；所述第三电容的第一极电连接所述滤波运算放大器的高压输入端，所述第三电容的第二极接地；所述滤波运算放大器的低压输入端电连接所述滤波运算放大器的输出端。其中，在每一所述低噪声放大器的输入端设置一瞬态抑制二极管，所述瞬态抑制二极管的第一极电连接所述低噪声放大器的输入端，所述瞬态抑制二极管的第二极接地；在所述滤波运算放大器的输出端设置一瞬态抑制二极管，所述瞬态抑制二极管的第一极电连接所述滤波运算放大器的输出端，所述瞬态抑制二极管的第二极接地。其中，所述磁感应单元包括衬底和多组磁感应单元，所述多组磁感应单元电连接成惠斯通电桥，所述惠斯通电桥的两输出端为所述磁感应单元的输出端；所述电流测量装置包括电流源，所述电流源用于向所述惠斯通电桥提供电能，所述电流源包括恒流源、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第六电容、第七电容、第八电容和第九电容；而且所述恒流源包括输入端、输出端和设置端；所述第七电阻的第一极电连接所述恒流源的输出端，所述第七电阻的第二极电连接所述恒流源的输出端；所述第八电阻的第一极电连接所述恒流源的设置端，所述第八电阻的第二极电连接所述恒流源的输出端；所述第九电阻的第一极电连接所述恒流源的输入端，所述第九电阻的第二极电连接第九电容的第一极；所述第十电阻的第一极电连接所述恒流源的输出端，所述第十电阻的第二极电连接第八电容的第一极；所述六电容的第一极电连接所述恒流源的输入端，所述六电容的第二极接地；所述七电容的第一极电连接所述恒流源的输入端，所述七电容的第二极接地；所述第八电容的第一极电连接所述第十电阻的第二极，所述第八电容的第二极接地；所述第九电容的第一极电连接所述第九电阻的第二极，所述第九电容的第二极电连接所述恒流源的输出端。其中，所述电流源包括瞬态抑制二极管，所述瞬态抑制二极管的第一极电连接所述恒流源的输出端，所述瞬态抑制二极管的第二极接地。其中，所述磁感应单元为巨磁电阻效应元件、隧穿磁电阻效应元件、各向异性磁电阻效应元件、巨磁阻抗效应元件或霍尔效应元件。其中，所述电流测量装置用于漏电流监测、雷击电流监测、输电线路监测以及家用电器电流监测。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供的电流测量装置采用开环形式，通过两个磁感应单元获得两个感应信号，这两个感本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电流测量装置，包括磁芯、磁感应单元和处理单元，其中，所述磁芯用于集聚流经导线的电流产生的磁场，在所述磁芯上设有开口气隙；所述磁感应单元设置于所述开口气隙内，其用于感应磁场并输出感应信号；所述处理单元的输入端与所述磁感应单元的输出端电连接，其用于处理所述感应信号并得出流经被测导线的电流值；其特征在于，在所述磁芯上对称地设有两个所述开口气隙，在每一所述开口气隙处各设置一所述磁感应单元；所述处理单元包括两个一级放大单元、二级放大单元和滤波单元，其中，每一所述磁感应单元的输出端对应一所述一级放大单元，所述一级放大单元用于将所述感应信号转为单端信号；所述二级放大单元用于对两个所述单端信号进行求和以及放大获得放大信号；所述过滤单元用于自所述放大信号获取所需频段内的信号。

【技术特征摘要】
1.一种电流测量装置，包括磁芯、磁感应单元和处理单元，其中，所述磁芯用于集聚流经导线的电流产生的磁场，在所述磁芯上设有开口气隙；所述磁感应单元设置于所述开口气隙内，其用于感应磁场并输出感应信号；所述处理单元的输入端与所述磁感应单元的输出端电连接，其用于处理所述感应信号并得出流经被测导线的电流值；其特征在于，在所述磁芯上对称地设有两个所述开口气隙，在每一所述开口气隙处各设置一所述磁感应单元；所述处理单元包括两个一级放大单元、二级放大单元和滤波单元，其中，每一所述磁感应单元的输出端对应一所述一级放大单元，所述一级放大单元用于将所述感应信号转为单端信号；所述二级放大单元用于对两个所述单端信号进行求和以及放大获得放大信号；所述过滤单元用于自所述放大信号获取所需频段内的信号。2.根据权利要求1所述的电流测量装置，其特征在于，每一所述一级放大单元包括低噪声放大器和第一电阻，其中，每一所述低噪声放大器的输入端与一所述磁感应单元的输出端电连接，所述低噪声放大器的输出端电连接所述二级放大单元的输入端；所述第一电阻的两端对应电连接所述低噪声放大器的两个增益端。3.根据权利要求1所述的电流测量装置，其特征在于，每一所述一级放大单元包括第一放大器、第二放大器、第三放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻，其中，第一放大器的高压输入端电连接磁感应单元的输出端；第一电阻的第一极电连接第一放大器的输出端，第一电阻的第二极电连接第三放大器的高压输入端；第二电阻的第一极电连接第一放大器的低压输入端，第二电阻的第二极电连接第一放大器的输出端；第三电阻的第一极电连接第一放大器的低压输入端，第三电阻的第二极电连
\t接第二放大器的输出端；第四电阻的第一极电连接第二放大器的低压输入端，第四电阻的第二极电连接第二放大器的输出端；第五电阻的第一极电连接第二放大器的输出端，第五电阻的第二极电连接第三放大器的低压输入端。4.根据权利要求1所述的电流测量装置，其特征在于，每一所述一级放大单元包括第一放大器、第二放大器、第三放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第一电容，其中，第一放大器的高压输入端电连接磁感应单元的输出端；第一电阻的第一极电连接第一放大器的输出端，第一电阻的第二极电连接第三放大器的高压输入端；第二电阻的第一极电连接第一放大器的低压输入端，第二电阻的第二极电连接第一放大器的输出端；第三电阻的第一极电连接第一放大器的低压输入端，第三电阻的第二极电连接第一电容的第一端；第四电阻的第一极电连接第二放大器的低压输入端，第四电阻的第二极电连接第二放大器的输出端；第五电阻的第一极电连接第二放大器的输出端，第五电阻的第二极电连接第三放大器的低压输入端；第一电容的第一极电连接第三电阻的第二极，第一电容的第二极电连接第二放大器的高压输入端。5.根据权利要求2-4任意一项所述的电流测量装置，其特征在于，所述二级放大单元包括第一运算放大器、第二电阻、第三电阻和第四电阻，所述第二电阻的第一极电连接一所述低噪声放大器的输出端，所述第二电阻的第二极电连接所述第一运算放大器的低压输入端；所述第三电阻的第一极电连接另一所述低噪声放大器的输出端，所述第三电阻的第二极电连接所述第一运算放大器的低压输入端；所述第四电阻的第一极电连接所述第一运算放大器的低压输入端，所述第四电阻的第二极电连接所述第一运算放大器的输出端；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：北京嘉岳同乐极电子有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11