一种便携的智能测控仪表制造技术

本发明专利技术公开了一种便携的智能测控仪表，包括聚磁环，聚磁环的表面均匀绕有绕制线圈，聚磁环的几何中心处设置有待测电流线，通电后的待测电流线的周围产生环形感生磁场，聚磁环上设置有磁环间隙，磁环间隙内设置有磁阻传感器，磁阻传感器上连接有供磁阻传感器工作的输入电源，磁阻传感器的输出端连接有放大电路，放大电路的输出端连接有信号处理电路，信号处理电路的输出端连接有电压转电流电路，电压转电流电路的输出端与绕制线圈之间连接有反馈电流线，绕制线圈的另一端连接有采样电阻，采样电阻上设置有ADC采样电路，ADC采样电路的输出端连接有显示模块，本发明专利技术测控精度高，体型小易于携带，测量结果以电子形式显示，满足现待工业需求。

【技术实现步骤摘要】
一种便携的智能测控仪表
本专利技术涉及电流测量仪表
，具体为一种便携的智能测控仪表。
技术介绍
智能电网是一个高效、清洁、经济、智能的现代化电力网络，是未来电网的发展趋势。智能电网的实现需要各方面技术的支持，其中，先进的传感和测量技术是实现实时监测和故障预测的基础。而在智能电网众多状态特性中，最为重要的是关键节点和设备的电压、电流实时信息。智能电网中的电流覆盖范围广泛，幅值从几十微安到几十万安，频率覆盖直流和工频到几百kHz。电流传感器不仅要具有较宽的响应频带和较大的动态范围，还要具有很高的绝缘、电磁兼容等性能。目前应用于智能电网中的电流测量设备主要包括分流电阻(Shunt)、电流互感器、罗科夫斯基线圈、霍尔电流传感器(Hall)、光纤电流传感器(FOCT)、磁通门电流传感器(Fluxgate)等，但这些传感器均很难全面满足上述技术需求。但是相比之下，基于巨磁阻效应(GMR)的电流传感器具有体积小、高灵敏度、高精度、宽测量范围、高可集成度、低成本、能够测量直流和交流电流等综合优势。巨磁阻(GMR)电流传感器基于巨磁电阻效应，至1988年菲尔和格林贝格尔发现巨磁阻效应，由于巨磁阻传感器在体积、灵敏度、功耗等方面具有很大优势，巨磁阻传感器得到了广泛的运用，例如位移测量，速度测量、电力控制、速控、导航、医疗等领域。巨磁阻传感器的工作原理是巨磁阻材料在一定范围内磁场的作用下，其阻值会随着磁场的变化产生相应的变化，根据阻值的变化计算出磁场的大小，从而计算出被测电流。在电流检测方面，巨磁阻电流传感器其他类型的电流传感器相比，具有能够测量直流和交流信号、线性度好和体积小等优点，尤其是GMR能够测量直流电流。目前电流传感器市场中，霍尔传感器占据主导地位。基于巨磁阻的电流传感器还处于研发阶段。巨磁阻传感器相对于霍尔传感器在原理的不同，使得巨磁阻在灵敏度、耐压能力、测量精度、温度稳定性和线性度等方面有很大的优势。高精度带来的影响主要是更容易受到外界环境的干扰、对位置更为敏感，使得同一型号的巨磁阻传感器参数都不一定相同，对屏蔽技术的要求更高，如何解决在批量生产过程中offset和灵敏度不同的问题是研究的重点。但是，现有的测电流的智能测控仪表仍然存在以下缺陷：现有的巨磁阻的电流传感器能够较为准确地实现非接触式的测量电流，开环式的电流传感器能够测得较大电流闭环式的电流传感器尽管测得电流较小，但是反馈响应快精度高，都能够实现小体形易携带的特点，但是现有的传感芯片多采用屏蔽层覆盖的手段，凑成半桥模式，精度相对全桥模式相差一倍，而且再测量垂直于传感器方向的磁场时没有较好的解决办法，而且现有的磁通引导器位于电阻上方的设置，增大了传感器本身的体积，所以急需一种高精度小体形的测控电表代替传统电表。
技术实现思路
为了克服现有技术方案的不足,本专利技术提供一种便携的智能测控仪表，能有效的解决
技术介绍
提出的问题。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种便携的智能测控仪表，包括聚磁环，所述聚磁环的表面均匀绕有绕制线圈，所述聚磁环的几何中心处设置有待测电流线，通电后的所述待测电流线的周围产生环形感生磁场，所述聚磁环上设置有磁环间隙，所述磁环间隙内设置有磁阻传感器，所述磁阻传感器上连接有供磁阻传感器工作的输入电源，所述磁阻传感器的输出端连接有放大电路，所述放大电路的输出端连接有信号处理电路，所述信号处理电路的输出端连接有电压转电流电路，所述电压转电流电路的输出端与所述绕制线圈之间连接有反馈电流线，所述绕制线圈的另一端连接有采样电阻，所述采样电阻上设置有ADC采样电路，所述ADC采样电路的输出端连接有显示模块。进一步地，所述聚磁环选用相对磁导率处于-之间的铁镍钼磁环或者铁硅铝磁环。进一步地，所述放大电路包括运算放大电路和功率放大电路。进一步地，所述信号处理电路包括调零电路和调满电路。进一步地，所述输入电源采用提供磁阻传感器正常工作的直流电源。进一步地，所述磁阻传感器包括硅基衬底，所述硅基衬底上方设置有长方体状的磁通引导器和四个相同的磁敏电阻，所述磁敏电阻平均且等距地设置在所述磁通引导器的左右两侧。进一步地，所述硅基衬底采用氧化硅、硅或者氧化镁材料制成。进一步地，所述磁敏电阻选用各向异性磁电阻、巨磁电阻或隧道结磁电阻。进一步地，所述磁通引导器采用镍铁材料制成。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术通过整个测控仪表采用闭环反馈且自我调平的方式测量待测电流，而且清晰地显示在显示屏上，整个仪表精致小巧，精度高反馈响应快，而且硅基衬底垂直于的磁场的检测形式，改变了现有的磁传感器难以固定的情况，满足了现代微电子行业的工艺的要求，通过测量通量引导器的漏磁在惠斯通电桥上形成的推拉结构可以精确地测量被测磁场的大小。整个测控仪表得零部件都朝着小型化，便携式，高精度的方向迈进，解决了
技术介绍
提出得问题。附图说明图1为本专利技术得整体结构示意图；图2为本专利技术的运算放大电路示意图；图3为本专利技术的功率放大电路示意图；图4为本专利技术的电压转电流电路示意图；图5为本专利技术的调零电路示意图；图6为本专利技术调满电路示意图；图7为本发磁阻传感器内部结构示意图；图8为本专利技术磁敏电阻接收磁通引导器导磁方向的示意图；图9为本专利技术磁敏电阻连接的电桥示意图。图中标号：1-聚磁环；2-绕制线圈；3-待测电流线；4-感生磁场；5-磁阻传感器；6-磁环间隙；7-放大电路；8-信号处理电路；9-电压转电流电路；10-输入电源；11-反馈电流；12-采样电阻；13-ADC采样；14-显示模块；501-磁敏电阻R1；502-磁敏电阻R2；503-磁敏电阻R3；504-磁敏电阻R4；505-硅基衬底；506-磁通引导器。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例如图1所示，本专利技术提供了一种便携的智能测控仪表包括聚磁环1，所述聚磁环1的表面均匀绕有绕制线圈2，所述聚磁环1的几何中心处设置有待测电流线3，通电后的所述待测电流线3的周围产生环形感生磁场4，所述聚磁环1上设置有磁环间隙6，所述磁环间隙6内设置有磁阻传感器5，所述磁阻传感器5上连接有供磁阻传感器5工作的输入电源10，所述磁阻传感器5的输出端连接有放大电路7，所述放大电路7的输出端连接有信号处理电路8，所述信号处理电路8的输出端连接有电压转电流电路9，所述电压转电流电路9的输出端与所述绕制线圈2之间连接有反馈电流线11，所述绕制线圈2的另一端连接有采样电阻12，所述采样电阻12上设置有ADC采样电路13，所述ADC采样电路13的输出端连接有显示模块14。本专利技术的具体实施方式以及测量原理是，本专利技术主要功能是测量导线中的电流，采取的是非接触性测量，精度高，响应快。首先待测电流线3通入待测电流，当待测电流为直流的情况：根据导线电流产生环形磁场的原理可知，直流待测电流的周围产生稳定的环形磁场，该环形的感生磁场感生磁场4会受到聚磁环1的聚磁作用，聚得得磁场会沿着聚磁环1形成新的聚合环形磁场，聚磁环1上设置有磁环间隙6，聚合后得磁本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种便携的智能测控仪表，其特征在于：包括聚磁环(1)，所述聚磁环(1)的表面均匀绕有绕制线圈(2)，所述聚磁环(1)的几何中心处设置有待测电流线(3)，通电后的所述待测电流线(3)的周围产生环形感生磁场(4)，所述聚磁环(1)上设置有磁环间隙(6)，所述磁环间隙(6)内设置有磁阻传感器(5)，所述磁阻传感器(5)上连接有供磁阻传感器(5)工作的输入电源(10)，所述磁阻传感器(5)的输出端连接有放大电路(7)，所述放大电路(7)的输出端连接有信号处理电路(8)，所述信号处理电路(8)的输出端连接有电压转电流电路(9)，所述电压转电流电路(9)的输出端与所述绕制线圈(2)之间连接有反馈电流线(11)，所述绕制线圈(2)的另一端连接有采样电阻(12)，所述采样电阻(12)上设置有ADC采样电路(13)，所述ADC采样电路(13)的输出端连接有显示模块(14)。

【技术特征摘要】
1.一种便携的智能测控仪表，其特征在于：包括聚磁环(1)，所述聚磁环(1)的表面均匀绕有绕制线圈(2)，所述聚磁环(1)的几何中心处设置有待测电流线(3)，通电后的所述待测电流线(3)的周围产生环形感生磁场(4)，所述聚磁环(1)上设置有磁环间隙(6)，所述磁环间隙(6)内设置有磁阻传感器(5)，所述磁阻传感器(5)上连接有供磁阻传感器(5)工作的输入电源(10)，所述磁阻传感器(5)的输出端连接有放大电路(7)，所述放大电路(7)的输出端连接有信号处理电路(8)，所述信号处理电路(8)的输出端连接有电压转电流电路(9)，所述电压转电流电路(9)的输出端与所述绕制线圈(2)之间连接有反馈电流线(11)，所述绕制线圈(2)的另一端连接有采样电阻(12)，所述采样电阻(12)上设置有ADC采样电路(13)，所述ADC采样电路(13)的输出端连接有显示模块(14)。2.根据权利要求1所述的一种便携的智能测控仪表，其特征在于：所述聚磁环(1)选用相对磁导率处于14-150之间的铁镍钼磁环或者铁硅铝磁环。3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：盛瑞苓，
申请(专利权)人：芜湖英特杰智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34