CN210803568U - 一种交流电流传感器 - Google Patents
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Abstract
一种交流电流传感器，包括传感器外壳、设置于所述传感器外壳内的环形的铁芯、绕置于所述铁芯外的线圈绕组；所述铁芯由磁导率不同的导磁物质交替放置组成，其中，磁导率大的导磁物质的磁导率和磁导率小的导磁物质的磁导率间的比值不超过30。本实用新型的铁芯由磁导率相差不大的导磁物质组成，不仅解决了铁芯饱和的问题，还降低了传感器的混合磁导率，可以避免两种导磁物质的连接处存在很大的磁导率瞬变而影响传感器整体的温度漂移，使得传感器在不同的温度环境下都能保持较高的准确性，提高测量的准确度。
Description
技术领域
本实用新型属于传感测量技术领域，具体涉及一种交流大电流传感器。
背景技术
电流传感器是一种用于探测导体中电流大小和方向的检测装置，广泛应用于工业控制、智能电网、汽车电子等领域。电流传感器根据检测原理的不同主要分为两种类型：基于直放式原理的开环式传感器和基于磁平衡原理的闭环式传感器。现有的电流传感器一般包括铁芯、绕置于铁芯上的线圈绕组以及信号处理电路。电流传感器想要得到较大的量程，一般是在铁芯外绕制较多的线圈，这会使得电流传感器的重量重、体积大，不便于使用；另一方面在进行大电流测量时，铁芯容易饱和，影响测量的准确性。
为了解决铁芯易饱和的问题，专利号为200810178762.5的中国发明专利公开了一种电流传感器，该电流传感器的芯部由导磁率较高的磁性体部和导磁率较低的非磁性体部组成，磁性体部和非磁性体部交替布置，组成环形的芯部，在芯部外围绕制次级绕组，芯部的中央具有供初级导体穿过的贯通孔。该专利将导磁性材料和非导磁性材料结合组成芯部，解决了铁芯饱和的问题，但磁性体部和非磁性体部两者间的磁导率相差较大，导致在两种材料的连接处磁导率的瞬变较大，加上两种材料的温漂系数相差较大，使得电流传感器在不同温度下使用时温度漂移大，不能实现精确的测量。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种可以避免铁芯饱和且温度漂移小的交流电流传感器。
为了实现上述目的，本实用新型采取如下的技术解决方案：
一种交流电流传感器，包括传感器外壳、设置于所述传感器外壳内的环形的铁芯、绕置于所述铁芯外的线圈绕组；所述铁芯由磁导率不同的导磁物质交替放置组成，其中，磁导率大的导磁物质的磁导率和磁导率小的导磁物质的磁导率间的比值不超过30。
进一步的，所述铁芯由坡莫合金和硅钢片交替放置组合而成。
进一步的，所述铁芯由两种磁导率不同的导磁物质交替放置组合而成。
进一步的，两种不同的导磁物质按体积比1:1～10的体积比交替放置组成铁芯；或两种不同的导磁物质按体积比1～10:1的体积比交替放置组成铁芯。
进一步的，所述传感器外壳包括上壳体和下壳体，所述上壳体和下壳体通过铰轴相连。
进一步的，还包括环形的铁芯副壳，所述铁芯设置于所述铁芯副壳内，所述线圈绕组绕置于所述铁芯副壳之外。
由以上技术方案可知，本实用新型的铁芯由磁导率不同的导磁物质组成，导磁物质间的磁导率相差不大，不仅解决了铁芯饱和的问题，还降低了传感器的混合磁导率，可以避免两种不同物质的连接处存在很大的磁导率瞬变而影响传感器整体的温度漂移，使得传感器在不同的温度环境下都能保持较高的准确性，提高测量的准确度。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例的结构框图；
图2为本实用新型实施例铁芯的结构示意图；
图3为本实用新型实施例铁芯副壳的结构示意图。
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细地说明。
具体实施方式
实施例1
如图1、图2和图3所示，本实施例的交流电流传感器包括传感器外壳1、铁芯2、线圈绕组(未图示)以及信号处理电路(未图示)。本实施例的传感器为开合式传感器，传感器外壳1包括上壳体1-1和下壳体1-2，上壳体1-1和下壳体1-2通过铰轴3连接在一起，上壳体1-1和下壳体1-2可绕铰轴3转动，从而打开或闭合。铁芯2及线圈绕组均设置于上壳体1-1和下壳体1-2内。
如图2所示，铁芯2由两种磁导率不同的导磁物质交替组合而成，这两种导磁物质的磁导率的比值不超过30。本实施例的铁芯2由坡莫合金2-1和硅钢片2-2组成，坡莫合金(1J85材质)的磁导率为200000，硅钢片的磁导率为10000，两者磁导率的比值为20。将坡莫合金2-1和硅钢片2-2按体积比为1:1的比例交替放置组成环形的铁芯2，然后将铁芯2放置于铁芯副壳4中(图3)，铁芯副壳4一方面可以起到绝缘的作用，另一方面还可以对铁芯2起到保护的作用。采用线径为0.21mm的漆包线均匀绕制在铁芯副壳4的外围，绕制2000匝形成线圈绕组，线圈绕组的输出端连接信号处理电路。信号处理电路包括移相电路和标度(幅值)输出调节电路，本实用新型的信号处理电路为常规的电流传感器的信号处理电路，其电路结构不是本实用新型的创新点，此处不做赘述。对穿过铁芯2的一次母线(被测电流)进行测量时，铁芯2输出的交流电压信号通过移相电路进行相位的调节，然后由标度(幅值)输出调节电路对相位调节后的信号进行标度(幅值)的调节后差动输出。
实施例2
本实施例和实施例1不同的地方在于：本实施例的铁芯由坡莫合金和空气交替设置组成。空气的磁导率为1，两者磁导率的比值为200000。
将实施例1和实施例2的电流传感器放置于同一个温箱中进行不同的温度条件下的电流测量测试，测试结果如下表所示。
由以上测试结果可以看出，实施例1的电流传感器在不同的温度条件下的测量误差均小于实施例2的电流传感器的测量误差，证明了采用磁导率相差较小的两种导磁材料(两种导磁物质的磁导率比值在30以内)组成的铁芯，和采用磁导率相差较大的两种材料(磁性材料和非磁性材料)组成的铁芯相比，由于两种导磁物质的磁导率相差不大，在连接处不会产生很大的磁导率的瞬变，减小了传感器的温度漂移，使得传感器在不同的温度条件下测量的准确性得到了很大的提高。
前述实施例中两种导磁物质按体积比为1:1的比例交替放置组成环形的铁芯，但两种导磁物质也可以按照其他的体积比来放置，例如坡莫合金和硅钢片按1:1～10的体积比放置，或者坡莫合金和硅钢片按1～10:1的体积比放置，都能达到减小温漂的目的。
以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型的范围之中。
Claims (6)
1.一种交流电流传感器，包括传感器外壳、设置于所述传感器外壳内的环形的铁芯、绕置于所述铁芯外的线圈绕组；其特征在于：
所述铁芯由磁导率不同的导磁物质交替放置组成，其中，磁导率大的导磁物质的磁导率和磁导率小的导磁物质的磁导率间的比值不超过30。
2.如权利要求1所述的交流电流传感器，其特征在于：所述铁芯由坡莫合金和硅钢片交替放置组合而成。
3.如权利要求1所述的交流电流传感器，其特征在于：所述铁芯由两种磁导率不同的导磁物质交替放置组合而成。
4.如权利要求2或3所述的交流电流传感器，其特征在于：两种不同的导磁物质按体积比1:1～10的体积比交替放置组成铁芯；或两种不同的导磁物质按体积比1～10:1的体积比交替放置组成铁芯。
5.如权利要求1或2或3所述的交流电流传感器，其特征在于：所述传感器外壳包括上壳体和下壳体，所述上壳体和下壳体通过铰轴相连。
6.如权利要求1或2或或3所述的交流电流传感器，其特征在于：还包括环形的铁芯副壳，所述铁芯设置于所述铁芯副壳内，所述线圈绕组绕置于所述铁芯副壳之外。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112147393A (zh) * | 2020-09-07 | 2020-12-29 | 珠海多创科技有限公司 | 一种闭环电流传感器的设计方法 |
| CN112651498A (zh) * | 2020-09-22 | 2021-04-13 | 杭州杭越传感科技有限公司 | 一种自学习式电流传感器的温度稳定性提高方法和装置 |
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2019
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| CN112147393B (zh) * | 2020-09-07 | 2021-07-13 | 珠海多创科技有限公司 | 一种闭环电流传感器的设计方法 |
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