新型非接触式电流传感器

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发布时间 2008-08-26

l 原来状况
   
原来的非接触式电流传感器大致有3种结构模式,如图1所示。在图1中,例1所示为以霍尔元件作为磁场检测元件设置在铁芯的间隙内;例2所示为在铁芯的间隙内设置霍尔元件,而在铁芯上设置反馈线圈:例3所示为在铁芯的间隙内设置磁一光效应元件(应用法拉第效应的元件),用作磁场检测元件。

    上述3种结构模式的缺点如下:

    例l中元件的温度特性不佳,输出均匀性较差,因而电流检测精度不高。再者,此种传感器极易受漂移的影响.稍微受点漂移影响就难以测量含直流成分的电流。

    例2虽可解决例1中出现的问题,但要精密测量线圈中流过的电流还必须排除外界干扰因索,如果受到感应噪声等因素的影响,也就难以实现精密测量。特别是电流传感器的传感部和控制电流传感器信号的控制部之间的距离长,付出的代价就更高。

    例3由于其控制部的信号只用光传送,噪声虽低.但漂移的影响却不小.因而也不能测量含直流成分的电流。

2 技术创新
   
本开发立足于技术创新,着重致力于结构改进.其举措是局部铁芯为饱和磁体,并由铁芯形成间隙,铁芯环绕在导体的外周,线圈绕在铁芯上,将磁场检测元件设置在间隙内。

    由于本开发将磁场检测元件设置在铁芯饱和磁体的间隙内.因而在测量导体中所流过的电流时线圈中没有电流。若用磁场检测元件测量间隙内的磁场.根据测得的磁场强度即可知道导体中流过的电流。

    在此情况下.如果磁场检测元件的检测灵敏度始终保持稳定不变,那么要精确测量导体中流过的电流是不成问题的。可是,磁场检测元件的材料、制件、粘接剂等因温度引起的变化以及时效变化、光源变化等因素都会影响磁场检测元件的检测灵敏度.使之产生漂移。因此,不能精密测量导体中流过的电流。为此.本开发采用绕在铁芯上的线圈,可按需要对磁场检测元件的灵敏度加以校正,使磁场检测元件的灵敏度始终如一,经常保持在稳定不变的状态。

    校正灵敏度时经由绕在铁芯上的线圈内流过的电流达到一定量值程度时,就会使铁芯的磁体形成饱和状态而与导体中流过的电流无关。间隙内产生一定量的磁通密度,当其达到一定程度时,即使磁场再增强.磁通密度也不会再增大。此时。可用磁场检测元件测量间隙内的磁场。此测量值中如果不存在上述漂移因素.那么通常即为固定值(基准值

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