用于测量AC和DC漏电流的夹具制造技术

本发明专利技术涉及一种测量夹具，所述测量夹具包括固定夹爪(12)和移动夹爪(14)，其中固定夹爪包括被第一磁屏蔽件(24)完全包围的第一磁芯(20)，移动夹爪包括被第二磁屏蔽件(26)完全包围的第二磁芯(22)，第一磁芯和第二磁芯被两个径向相对的气隙(28、30)分开，每个气隙接收磁通传感器(32、34)，并且外部磁通消除线圈(40、42)围绕第一磁屏蔽件和第二磁屏蔽件中的一个、或另一个、或两者。或两者。或两者。

【技术实现步骤摘要】
用于测量AC和DC漏电流的夹具


[0001]本专利技术涉及交流和/或直流电流的测量领域，并且更具体地，涉及一种用于测量漏电流的夹具，所述夹具能够可靠地(在1mA时误差小于10％)测量低值的AC和DC电流(＜1mA)。

技术介绍

[0002]漏电流是同时在测量夹具中的夹持电线中流动的电流的矢量总和。与这些电线中的每个电线中流动的直流电流相比，该总和非常低。此外，为了确保可靠的测量，需要与待测量的电流相比，与外部磁场(地球磁场、夹具外部的电流等)和差模(夹具中同时通过的相位和中性点)相关的影响非常弱。
[0003]在用于测量AC和DC电流的大多数夹具中，使用磁传感器来测量信号的DC部分，AC部分由对称地围绕磁路的线圈测量，所述线圈还产生磁通的DC消除，以避免当大电流在磁路中流动时磁路饱和。两个测量系统(磁传感器和磁通消除线圈)之间的“交叉”频率，即超过其则使来自磁通消除线圈的信号以其振幅主导磁场传感器的信号的频率，通常为几赫兹至几十赫兹的量级。
[0004]某些型号的测量夹具在抑制外部磁场(通常大于100dB)方面给出了极好的结果。然而，这些型号仅针对交流电流进行操作，并且DC电流测量功能的添加需要在磁路中特别复杂地使用一个或多个磁传感器，必须在工厂中例如使用亥姆霍兹(Helmholtz)线圈来进行所述磁传感器的关于这些外部磁场的平衡。关于仅对直流电流进行操作的型号，其所使用的传感器通常是霍尔效应传感器，这些传感器被证明噪声太大，并且不能测量非常低的(100μA的量级的)漏电流，换言之，在夹具附近的电流和通过夹具的电流之间具有至少100dB的衰减，这对应于在夹具附近存在通过10A的导体的情况下测量100μA的电流，并在差模中具有至少100dB的衰减，这对应于当被10A的电流穿过的导体在夹具的两个方向上经过时不测量超过100μA的漏电流。
[0005]为了获得更高的精度，还已知使用比霍尔效应传感器噪声更小的传感器技术，诸如磁通门传感器。然而，这些至少5mm长的传感器不能被结合在磁路的气隙中，并且必须被布置在测量夹具本身的主体中，这再次不允许达到上述的抑制水平。

技术实现思路

[0006]因此，根据本专利技术的主要目的是一种用于测量AC和DC漏电流的夹具，其能够非常高地抑制外部磁场。本专利技术的另一目的是允许操作者单独进行测量夹具的磁传感器的平衡，而不用必须将它们送回工厂。
[0007]这些目的通过一种测量夹具来实现，所述测量夹具包括固定夹爪和移动夹爪，其特征在于，所述固定夹爪包括完全被第一磁屏蔽件包围的第一磁芯，所述移动夹爪包括完全被第二磁屏蔽件包围的第二磁芯，所述第一磁芯和所述第二磁芯被两个径向相对的气隙分开，每个气隙接收磁通传感器，并且磁通消除线圈围绕所述第一磁屏蔽件和所述第二磁
屏蔽件中的一个、或另一个、或两者。
[0008]因此，通过从磁屏蔽件取出磁通消除线圈，所述磁通消除线圈则可以被分离成产生两个相反磁场的两个半线圈，从而允许在杂散外部磁场的情况下实现磁通传感器的平衡。
[0009]优选地，所述固定夹爪和所述移动夹爪中的每一者由测量半环面形成，从而确保被半屏蔽件包围的内部磁场的集中，所述半屏蔽件由保护免受外部磁场影响的磁性材料制成，优选由Mu金属制成。
[0010]有利地，所述固定夹爪的测量半环面在每个端部处包括窗口，用于从经由连接电缆连接到所述测量夹具的用户接口的电子卡提供电流。
[0011]优选地，所述外部磁通消除线圈由两个绕组组成，所述绕组围绕两个磁半屏蔽件中的一个放置，优选为所述移动夹爪的半屏蔽件，并能够在两个磁通传感器处产生在旋转参考系中的两个相反的磁场，或者两个绕组围绕两个磁半屏蔽件放置，并能够在两个磁通传感器处产生在旋转参考系中的两个相反的磁场。
[0012]根据有利的实施例，其中所述磁通传感器是AMR传感器，所述测量夹具还包括测试线圈和相关联的测试电路，所述测试线圈被布置在所述AMR传感器的每个的下方，以便在所述AMR传感器处产生已知值的磁场，所述测试电路用于确定所述AMR传感器的饱和状态。
[0013]所述AMR传感器优选地由连接到惠斯通电桥的四个薄膜铁磁电阻、反位线圈和相关联的控制电路组成，所述控制电路能够通过向所述反位线圈施加电流设置和复位脉冲来反转所述电桥的输出电压的极性。
[0014]有利地，以具有几百纳秒至几微秒的持续时间的几kHz的频率控制设置/复位脉冲。
[0015]优选地，所述气隙的宽度小于1mm，并大于所述磁通传感器的宽度。
附图说明
[0016]参考示出了示例性实施例的附图，本专利技术的其它特征和优点将从下面给出的描述中变得显而易见，所述示例性实施例不是限制性的，并且其中：
[0017][图1]图1示出了根据本专利技术的具有开口夹爪的测量夹具的内部结构；
[0018][图2]图2图示了形成图1的测量夹具的两个夹爪的各个组件；
[0019][图3]图3示出了承载磁传感器的夹爪的端部的细节；
[0020][图4]图4示出了使得可以知道磁传感器的饱和状态的测试线圈的定位；
[0021][图5]图5图示了与测量夹具的磁传感器相关联的测量电路；和
[0022][图6]图6图示了与测试线圈相关联的测量电路。
具体实施方式
[0023]本专利技术的原理在于使用AMR(各向异性磁阻)磁通传感器作为被添加有磁通消除绕组和传感器的饱和度的测试线圈的磁场传感器。
[0024]图1中的夹爪打开的测量夹具的内部结构用于测量AC和DC电流，更具体地漏电流。它被示出为没有外壳，并且其用户接口包括通常被布置在其握持手柄上的控制按钮和显示屏。夹具10通常由固定夹爪12和移动夹爪14组成，所述移动夹爪可以通过绕铰接轴16枢转
而与固定夹爪分离，因此能够使得一个或多个导体(在说明书的其余部分中称为内部导体)插入，所述一个或多个导体被夹持在该夹具的夹爪中并期望被测量电流，所述铰接轴16刚性地连接到手柄18的主体。
[0025]在图2中，可以看出，两个夹爪(固定夹爪12和移动夹爪14)各自由子组件组成，所述子组件由确保磁场集中的测量半环面20、22组成，各自被由磁性材料制成(优选为由Mu金属制成)的半屏蔽件24、26完全包围，所述半屏蔽件在其两端彼此互锁，以确保免受外部磁场的干扰(然而，这种互锁不是强制的，而是滑动的，从而在两个半屏蔽件之间产生非常小的自由空间，以允许移动夹爪的旋转)。在两个半环面20、22之间的两个径向相对的接合部28、30处(被称为“气隙”)，两个磁传感器32、34被布置、焊接在相同的电子卡36上，所述电子卡36与单个固定半环面20成一体，并接收连接电缆38以确保与测量夹具的用户接口连接。
[0026]很重要地，需要注意的是，磁屏蔽件存在于测量环面的整个圆周上，而不是如现有技术中可能存在的那样仅仅在气隙处。这种包络的屏蔽件的有效性是简单的端部屏蔽件的约十倍，其无法与之相比。应该记得，为了有效性，磁屏蔽件必须通过较大的空气叶片本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测量夹具，所述测量夹具包括固定夹爪和移动夹爪，其中所述固定夹爪包括完全被第一磁屏蔽件包围的第一磁芯，所述移动夹爪包括完全被第二磁屏蔽件包围的第二磁芯，所述第一磁芯和所述第二磁芯被两个径向相对的气隙分开，每个气隙接收磁通传感器，并且外部磁通消除线圈围绕所述第一磁屏蔽件和所述第二磁屏蔽件中的一个、或另一个、或两者。2.根据权利要求1所述的测量夹具，其中，所述固定夹爪和所述移动夹爪中的每个由测量半环面形成，从而确保被半屏蔽件包围的内部磁场的集中，所述半屏蔽件由保护免受外部磁场影响的磁性材料制成，优选由Mu金属制成。3.根据权利要求2所述的测量夹具，其中，所述固定夹爪的测量半环面在每个端部处包括窗口，用于从经由连接电缆连接到所述测量夹具的用户接口的电子卡提供电流。4.根据权利要求2所述的测量夹具，其中，所述外部磁通消除线圈由两个绕组组成，所述绕组围绕所述两个磁半屏蔽件中的一个放置，优选为所述移动夹爪的半屏蔽件，并能够在两个磁通传感器处产生在旋转参考系中的两个相反的磁场。5.根据权利要求2所述的测量夹具，...

【专利技术属性】
技术研发人员：贝诺特，
申请(专利权)人：沙文阿诺公司，
类型：发明
国别省市：