本項目涉及到電磁場及電磁信號檢測領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在很多需要電磁場信號檢測的場合需要使用線圈來檢測電磁信號的強(qiáng)度。通常使用銅導(dǎo)線，從纏繞線圈的磁環(huán)的中心穿過導(dǎo)線，從磁環(huán)上纏繞的線圈上拾取信號電流。這種方法存在以下問題：首先，磁環(huán)必須與通電導(dǎo)線垂直安裝，有的時候限于體積及物理位置等因素，這樣安裝非常的不方便。其次，被測導(dǎo)線必須穿過磁環(huán)的中心，不能從側(cè)面貼近安裝，在有的情況下，這種安裝存在著一定的困難。第三，磁環(huán)很容易飽和，動態(tài)范圍較小，存在磁滯現(xiàn)象，頻響特性也不是很好，頻帶比較窄，線性度比較差，溫度穩(wěn)定性較差。在這種情況下，磁環(huán)的次級線圈的電流輸出正比于載流導(dǎo)線上的電流。為了克服以上的問題，發(fā)明了側(cè)邊放置雙翅電磁場變化率檢測線圈和檢測傳感器。檢測線圈排列在導(dǎo)線的一側(cè)或兩側(cè)，分別稱為單側(cè)邊放置雙翅電磁場變化率檢測線圈和雙側(cè)邊放置雙翅電磁場變化率檢測線圈。檢測線圈可以從導(dǎo)線的側(cè)面貼近導(dǎo)線，進(jìn)行安裝。該線圈的動態(tài)范圍很大，非常不容易飽和，幾乎不存在磁滯現(xiàn)象，頻響范圍非常的寬，線性度很好，溫度穩(wěn)定性非常好，加工非常容易。該檢測線圈的輸出電流正比于被檢測的載流導(dǎo)線中電流的變化率，該檢測傳感器輸出電壓正比于被檢測載流導(dǎo)線的電流。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
側(cè)邊放置雙翅電磁場變化率檢測線圈分為單側(cè)邊放置和雙側(cè)邊放置兩種情況，單側(cè)邊放置雙翅電磁場變化率檢測線圈如圖所示。圖中最左上角的圓棒為一條載流導(dǎo)線，導(dǎo)線下面的平面為印刷線路板，在導(dǎo)線兩邊的印刷線路板上加工了兩只一樣的線圈，稱為子線圈。每只子線圈都由外向里一圈貼一圈的緊密繞制。兩只子線圈的最內(nèi)側(cè)接線端子相連，最外側(cè)的兩個接線端子為本層線圈的輸出端子，兩個子線圈構(gòu)成了一個線圈。印刷線路板可以采用多層線路板，在每層上加工出一樣的兩只子線圈，每一層子線圈的內(nèi)側(cè)端子相連，子線圈外側(cè)的兩個端子為本層線圈的輸出端子。相鄰層的上層線圈的輸出端子中的右面端子與下層線圈的左面端子連接，最上層與最下層的剩余的兩個端子為整個檢測線圈的輸出端子。例如第一層線圈的右側(cè)端子與第二層線圈的左側(cè)端子相連，那么第一層線圈的左側(cè)端子與第二層線圈的右側(cè)端子就構(gòu)成了整個線圈的信號輸出端子。為了檢測的準(zhǔn)確性，要求載流導(dǎo)線必須緊貼著線路板的兩個線圈之間的中心位置放置，并且導(dǎo)線與線路板的相對位置要求固定。在每一次檢測時，要求相對位置不變。圖中右上角給出了載流導(dǎo)線與上面含有線圈的線路板的相對位置的剖面圖。將線圈制造在印刷線路板上的好處是加工非常方便，一致性非常好。在多層印刷線路板上制造線圈非常容易，因此只要增加線路板的層數(shù)，就可以增加檢測的靈敏度。沿著導(dǎo)線的方向擴(kuò)展線圈平面的面積，將會非常明顯的提高檢測的靈敏度。這種檢測線圈也可以使用導(dǎo)線制作，在一個平面內(nèi)，自外向里一圈圈的繞制，繞到最內(nèi)測。也可以燒制在陶瓷等物體上或物體里，或者制造在任何物體上或物體里。同樣，兩個子線圈的內(nèi)測相連，外側(cè)作為信號輸出端。這種情況下，如果可能，也可以將載流導(dǎo)線放置在兩個子線圈之間，導(dǎo)線與兩個子線圈在一個平面上，圖中最下面畫出了這種情況。如果將兩個完全一樣的單側(cè)邊放置雙翅電磁場變化率檢測線圈分別放置在載流導(dǎo)線的兩側(cè)，檢測線圈平行放置，法線方向一致。將這兩個線圈的左右兩個接線端子相連，其余的兩個接線端子作為信號輸出端，就構(gòu)成了雙側(cè)邊放置雙翅電磁場變化率檢測線圈。單側(cè)和雙側(cè)邊放置雙翅電磁場變化率檢測線圈共同簡稱為側(cè)邊放置雙翅電磁場變化率檢測線圈。該線圈具有如下特點：檢測線圈排列在導(dǎo)線的側(cè)面，線圈或傳感器可以從側(cè)面貼近導(dǎo)線，進(jìn)行安裝。動態(tài)范圍很大，非常不容易飽和，幾乎不存在磁滯現(xiàn)象，頻響范圍非常的寬，線性度很好，溫度穩(wěn)定性非常好。檢測線圈的輸出電流正比于被檢測的載流導(dǎo)線中電流的變化率。對于每一層線圈，任何同時作用于兩個子線圈的干擾信號在線圈上產(chǎn)生兩個共模信號，如果干擾信號的變化率在每一個子線圈上產(chǎn)生的信號相等，則相互抵消，總體沒有任何干擾，如果不相等。則會得到部分抵消。兩個子線圈中感應(yīng)的信號與載流導(dǎo)線的電流變化率成正比，是差模信號，信號幅度增加一倍。該線圈在結(jié)構(gòu)上具有共模干擾信號抑制，差模檢測信號增強(qiáng)的特點。由于電磁場的近場強(qiáng)度與載流導(dǎo)體到該點的距離成反比，導(dǎo)線緊貼線圈，距離很小，磁感應(yīng)強(qiáng)度較強(qiáng)，信號檢出強(qiáng)度較大（不考慮使用磁介質(zhì)的情況）。線圈輸出連接到有源積分電路和運算放大器構(gòu)成的放大電路，就構(gòu)成了檢測傳感器，它的輸出電壓與載流導(dǎo)線上的電流強(qiáng)度成正比。
附圖說明
圖1是側(cè)邊放置雙翅電磁場變化率檢測線圈結(jié)構(gòu)圖。