專利名稱：一種電流傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電流傳感器，特別適于電力電子設備中用于電流反饋、截流控制、穩(wěn)流調(diào)節(jié)以及直流側過流和短路保護中的暫態(tài)大電流信號檢測。
背景技術：
在變頻調(diào)速裝置、逆變裝置、UPS電源、逆變焊機、變電站、電解電鍍、數(shù)控機床、微機監(jiān)測系統(tǒng)、電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)和需要隔離檢測非正弦大電流的各個領域中，精確檢測和控制非正弦大電流，是設備安全可靠運行的根本保證和首先要解決的問題。
現(xiàn)在研究出了諸如電流比較儀、電流互感器、分流器等大電流測量設備；也出現(xiàn)了以磁光效應和核磁共振等物理效應為基礎的一些測量設備。這些設備就其工作原理大致可分為兩大類根據(jù)被測電流在已知電阻上的電壓降，來確定被測直流大電流大小的測量裝置，如分流器；根據(jù)被測電流所建立磁場來確定被測電流大小的測量裝置，如Rogowski線圈直接測量裝置。
使用分流器的最大問題就是輸入與輸出沒有隔離，并且，用分流器測量高頻或大電流時，不可避免地帶有電感性，因此，接入分流器后，既會影響被測電流波形，又不能真實傳遞非正弦信號。
對于目前大量采用的變壓器式電流互感器而言，它們是基于電磁感應原理的互感器，具有絕緣強度高、工作可靠、價格低廉等優(yōu)點。但當暫態(tài)電流或者di/dt很大時，磁路容易出現(xiàn)飽和現(xiàn)象，副方電流不能無失真地反映被測電流；它能夠適應的頻率范圍很窄，尤其不能傳遞直流；并且，由于互感器的非理想性，使得變比和相位都存在較大的誤差，需要采用硬件或軟件的方法補償，從而增加了系統(tǒng)的復雜程度；此外，電流互感器工作時存在激磁電流，所以，它是電感性元件，在測量高頻或大電流時存在和分流器一樣地缺點。后來在此基礎上研制了帶氣隙的電流互感器，這種互感器由于在磁路上開了一段氣隙，其磁阻增加，剩磁減小，等效磁化曲線實現(xiàn)了線性化，使磁路在暫態(tài)電流或者di/dt很大時也不至于飽和，因此副方能夠基本無失真地反應暫態(tài)電流，但是其結構尺寸比較龐大。
對于含鐵芯式電流比較儀，性能穩(wěn)定，功率消耗較小(與分流器相比)，能承受較大的負載，安裝時可不斷開被測電路。但是由于使用鐵芯材料，并非具有理想的磁化特性，易飽和，對被測大電流的大小有所限制，并且其屏蔽結構復雜，外形尺寸較大，一般多用作大電流的實驗室標定裝置。
磁平衡式霍爾電流傳感器是基于霍爾效應發(fā)展起來的測量控制電流的新一代工業(yè)用電流傳感器，其實質(zhì)是一個電流-磁-電壓變換器，其作用與傳統(tǒng)的電流互感器相同，它的輸入和輸出間具有良好的電隔離，絕緣耐壓超過3kV。它是利用霍爾元件測量被測電流在鐵芯(圍繞被測載流導體)氣隙里的磁感應強度來判定被測電流大小的。它的特點是結構簡單，安裝時可不斷開被測電路；并且具有精度高、線性好、頻帶寬、響應快、過載能力強和不損失被測電路能量等諸多優(yōu)點。但是，霍爾元件的輸入電阻和輸出電阻的數(shù)值不是恒定不變的，因此它存在磁阻效應，它是隨磁感應強度而不斷增長的。在單個霍爾元件除了霍爾電勢之外，在輸出電壓中還存在其他幾種剩余電勢?；魻栐幕魻栂禂?shù)、輸入電阻、輸出電阻和剩余電勢都與溫度有關，因此霍爾元件存在著較大的溫度誤差。
Rogowski線圈，它的磁路不含鐵心，是一種特殊結構的空心線圈，亦稱空心互感器。由于它的磁路不含鐵心，無飽和問題，暫態(tài)性能好，頻帶寬，受外磁場的影響和被測載流導體的位置影響小，不存在動力和熱力的穩(wěn)定性問題，具有良好的電磁屏蔽特性，與高壓回路有良好的絕緣，結構簡單，易于加工等優(yōu)點，配合外部積分電路，能準確地測量因幅值太大或者太高di/dt引起鐵心飽和的暫態(tài)大電流如脈沖電流，閃電電流。目前廣泛用它作為空氣絕緣開關和繼電保護中，一種簡單而有效的測量很大的暫態(tài)電流或者高di/dt電流的傳感器。但因為Rogowski線圈的磁路不含鐵心，對于被測暫態(tài)電流或者di/dt不大時，其感應信號太弱，測量誤差較大。
隨著電力電子技術在變頻調(diào)速裝置、逆變裝置、UPS電源、逆變焊機、變電站、電解電鍍、數(shù)控機床、微機監(jiān)測系統(tǒng)、電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)等領域中的廣泛應用，對于高頻、高di/dt、寬頻譜(包含直流分量)電流波形的傳遞與檢測就顯得尤為重要。對于電力電子設備中的暫態(tài)電流不大，而di/dt較高時，如果單獨采用分流器、比較儀、電流互感器、Rogowski線圈和霍爾元件等作為檢測電流的常規(guī)器件已不能滿足測量要求。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術的不足之處，提供一種電流傳感器。它是由霍爾元件和Rogowski線圈構成雙重檢測方式的電流傳感器，它明顯改善傳感器的飽和特性和線性度，對電流較敏感，能準確測量高di/dt瞬態(tài)大電流。
為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是一種電流傳感器，包括環(huán)形鐵芯和霍爾元件，在上述環(huán)形鐵芯上均勻、對稱開有空氣隙，對稱兩個通道中的反饋繞組相串聯(lián)，串聯(lián)后的一端接地，另一端接對應采樣電阻的一端；上述空氣隙中，對稱放置的兩個霍爾元件為一組，每個霍爾元件由恒流源控制，每組中兩個霍爾元件的輸出端分別與運算放大器的正、負輸入端相接，經(jīng)運算放大器放大后進行濾波、電壓-電流變換、電流放大處理，其輸出端接上述采樣電阻的另一端，將該采樣電阻兩端的檢測電壓信號送到計算機；它還包括Rogowski線圈，線圈兩端并聯(lián)聯(lián)接對應的采樣電阻，該采樣電阻的兩端分別接運算放大器的正、負輸入端，且正輸入端接地，采樣電阻的檢測電壓信號經(jīng)該運算放大器放大后，再進行濾波、積分放大處理，送到計算機；由計算機處理上述各組數(shù)據(jù)，處理后將被測電流大小送到顯示器顯示。
在上述反饋繞組和Rogowski線圈的絕緣層及保護層之外，專門設置地線層以代替上述地線，在該地線層外面依次設置絕緣層及保護層、電磁屏蔽層、最外層的絕緣層及保護層。
本實用新型的優(yōu)點在于1、因霍爾元件對稱性地放置在空氣隙中，當來自同方向的干擾磁場進入霍爾元件時，磁通密度會在兩個對稱分布的霍爾元件上面產(chǎn)生相反的霍爾干擾電勢，并在電路中自行抵消。
2、該傳感器利用霍爾傳感器的無電感和快速響應特性，測量電力電子線路中幅值不太大或者不太高di/dt的電流，即測量不會因幅值太大或者太高di/dt引起鐵心的磁飽和。由于因傳感器的接入而改變原有的di/dt值，因此，它特別適于電力電子設備中用于電流反饋、截流控制、穩(wěn)流凋節(jié)以及直流側過電流的檢測。
3、該傳感器利用Rogowski線圈的無飽和問題、頻帶寬、快速響應特性，測量電力電子線路中因幅值太大或者太高di/dt引起鐵心飽和的非正弦暫態(tài)電流，即它特別適于電力電子設備中用于電流反饋、截流控制和短路保護中的電流信號的檢測。
4、該傳感器采用具有較強的帶負載能力的電壓-電流轉換的恒流源電路，為了使輸出電流穩(wěn)定，除各個環(huán)節(jié)引入深度負反饋外，還從輸出電流取樣經(jīng)電壓跟隨器反饋加法器，形成一個大的外反饋，進一步增強了輸出電流的穩(wěn)定度，使恒流源在負載變化較大范圍內(nèi)輸出電流具有高穩(wěn)定度。
總之，明顯改善了傳感器的飽和特性和線性度；精度優(yōu)于0.5％，功耗小，溫度附加誤差＜0.1％/10℃，抗磁干擾能力強；結構簡單，重量輕，價格低，安裝、校準、調(diào)試、維護均十分方便。


圖1(a)為本實用新型一種實施例的結構示意圖。
圖1(b)為本實用新型一種實施例的兩個骨架芯位置示意圖。
圖2為圖1(a)中霍爾元件H1、H2對稱布置和Rogowski線圈電路圖。
圖3(a)為圖1(a)中霍爾元件H1的恒流源電路圖。
圖3(b)為圖1(a)中霍爾元件H2的恒流源電路圖。
圖4(a)為圖1(a)中圓形截面骨架芯F1的結構示意圖。
圖4(b)為圖1(a)中矩形截面骨架芯F2的結構示意圖。
具體實施方式
由圖1(a)所示，1為顯示器，2為處理來自兩組并聯(lián)通道檢測電壓信號的計算機；3為處理來自對稱布置的霍爾檢測元件的霍爾電壓的濾波、電壓-電流變換、電流放大電路；4為處理來自Rogowski線圈檢測元件的感應電壓的濾波、積分放大電路，其輸出電壓為US2；5為被測電流母線；6為專用地線層；F1和F2為兩個骨架芯；A1和A2為運算放大器；RS1和RS2為兩組檢測通道的采樣電阻；IF1和IF2為兩組檢測通道中流過的電流；US1為采樣電阻RS1的端電壓；UR1和UR2為采樣電阻RS2的端電壓，H1和H2為兩個霍爾元件；UH1和UH2為兩個霍爾元件所輸出的霍爾電壓；W1和W2為通道的兩個反饋繞組；W3為Rogowski線圈。
一種電流傳感器由兩個骨架芯(Frame)F1和F2組成，骨架芯F1是由鐵心構成，骨架芯F2由環(huán)氧樹脂棒構成。鐵芯F1的直徑方向開設空氣隙，每個通道的鐵芯長度相等，氣隙均勻、對稱分布，霍爾元件置于氣隙中。在鐵芯外絕緣材料上，均勻密繞多圈成螺旋狀的反饋繞組線圈。該反饋繞阻線圈也可按照Rogowski線圈方式繞制。繞制反饋繞組時，必須注意線圈繞向，確保傳感器實現(xiàn)零磁通檢測原理。兩個反饋繞組W1和W2相串聯(lián)，串聯(lián)后一端接采樣電阻RS1的一端，另一端接地。由于開口越大，鐵心越不易飽和。但開口大了以后，空氣隙中的磁場會分散，這樣鐵心就失去了聚磁環(huán)的作用，而且鐵心開口太大會不利于互感器的準確度。因此，氣隙長度可小于鐵芯截面積平方根的10～15倍，兼顧被測電流大小和鐵芯尺寸大小要求，否則會影響傳感器測量精度；為了增強傳感器感應信號，在不改變傳感器其它尺寸前提下，可以盡可能增大骨架芯F1軸向厚度，則氣隙長度也可以相應增大。另外，氣隙數(shù)目可選為大于等于2且不超過10的偶數(shù)。因為開口愈多，空氣隙的長度愈大，鐵心才愈不會飽和，但考慮開口多會使互感器的準確度下降，另一方面還會增加制造成本，且使鐵心的機械強度下降。所以，鐵心的開口數(shù)量應盡可能少。霍爾元件H1和H2對稱布置，均由恒流源控制，兩個霍爾元件H2、H1的輸出端分別與運算放大器A1的正、負輸入端相接，放大后送到電路3進行濾波、電壓-電流變換、電流放大處理，電路的輸出端接采樣電阻RS1的另一端，然后各自輸送到反饋繞阻產(chǎn)生一個反向磁場與被測電流產(chǎn)生的磁場相平衡，實現(xiàn)零磁通測量原理。采樣電阻RS1兩端的電壓送到計算機2。上述電路3為通常的濾波、電壓-電流變換、電流放大電路。
在骨架芯F2外絕緣材料上，均勻密繞單圈成螺旋狀的Rogowski線圈，由骨架芯F2中心引出回繞線，在該線圈兩端并聯(lián)聯(lián)接采樣電阻RS2，采樣電阻RS2的兩端分別接運算放大器A2的正、負輸入端，且正輸入端接地，其輸出通過濾波、積分放大電路4送到計算機2。選擇運算放大器A2必須考慮它的擺率、上升速度、漂移和精度，一般選擇高速低漂移精密運算放大器。電路4為通常的濾波、積分放大電路。
由計算機2處理上述兩組不同的數(shù)據(jù)，處理后將被測電流大小送到顯示器1顯示。
很容易看出，如果骨架芯F1的氣隙數(shù)為10個，對稱布置的兩個霍爾元件作為一組，則共有五組，這時輸入到計算機2中的就有五組數(shù)據(jù)，再加上從Rogowski線圈輸出的一組，計算機2將處理六組不同的數(shù)據(jù)，處理后將被測電流的大小送到顯示器1顯示。
由圖1(b)所示，為了安裝方便，兩個骨架芯F1和F2宜選取同樣尺寸，20為骨架芯F2的回線槽。為了說明兩個骨架芯的位置關系，圖1(b)夸大了它們之間的間隔距離d，當它們纏好各自的絕緣層及保護層、地線層、地線層絕緣層及保護層、電磁屏蔽層和最外層的絕緣層及保護層后，將它們緊緊固定在一起形成一個整體。
由圖2所示，I+和I-為由正負電源，分別供電流給兩個對稱放置的霍爾元件H1和H2；RF1和RF2表示恒流源I+和I-的反饋電阻；a1、c1端子表示霍爾元件H1的直流控制電流輸入、輸出端，b1、d1端子表示霍爾元件H1的霍爾電壓輸出端，a2、c2端子表示霍爾元件H2的直流控制電流輸入、輸出端，b2、d2端子表示霍爾元件H2的霍爾電壓輸出端；A1表示運算放大器；RK表示運算放大器A1的放大倍數(shù)控制電阻；5為被測電流母線；*號表示三個繞組W1、W2和W3的同名端。該電路接法為，霍爾元件H1的d1端、霍爾元件H2的b2端分別與運算放大器A1的負輸入端、正輸入端相接，霍爾元件H1的a1端與恒流源(供給H1的電流為I+)反饋電阻RF1相接，另一端c1接地，霍爾元件H2的c2端與恒流源(供給H2的電流為I-)反饋電阻RF2相接，另一端a2接地，霍爾元件H1的b1端與霍爾元件H2的d2端相接。反饋繞組W1和W2串聯(lián)后，一端與采樣電阻RS1相接，另一端接地。采樣電阻RS1的兩端接到計算機2。上述電阻RK可以選用高精度電阻，運算放大器A1可以選用如INA128儀用運算放大器或者由OP07、OP27等精密運算放大器構成儀用運算放大器電路結構。由于將霍爾元件H1的b1與霍爾元件H2的d2相接，c1與a2相接并接地，當來自同方向的干擾磁場進入霍爾元件時，磁場會在兩個對稱分布的霍爾元件H1、H2上面產(chǎn)生相反的霍爾干擾電勢，并在電路中自行抵消。當霍爾元件H1、H2的直流控制電流輸入端a1、c1(或者a2、c2)流過來自恒流源的直流電流，其垂直表面有磁場并有磁力線穿過時，其霍爾電壓輸出端b1、d1(或者b2、d2)端子便產(chǎn)生霍爾電壓，運算放大器A1可以放大霍爾電勢差即UH＝UH1-UH2，其放大倍數(shù)由控制電阻RK控制，即放大倍數(shù)近似為1+50kΩ/RK，再送入處理電路3處理。
由圖3(a)所示，其具體接法為，運算放大器A3的正輸入端通過電阻R2接到基準源Uref1，且正輸入端通過電阻R3接地，運算放大器A3的負輸入端通過電阻R4接到其輸出端，且負輸入端通過電阻R1接到運算放大器A5的輸出端，運算放大器A3的輸出端通過電阻R5接到運算放大器A4的負輸入端，運算放大器A4的負輸入端通過電阻R6接到功率放大管T2的發(fā)射極，正輸入端通過電阻R7接到功率放大管T1的發(fā)射極，并接地，輸出端通過電阻R8接到功率放大管T1的基極。功率放大管T1的集電極接功率放大管T2的基極，且通過電阻R9接功率放大管T2的集電極和+15V電源。運算放大器A5的輸出端通過電阻R10接到其負輸入端，其正輸入端通過電阻RF1接到功率放大管T2的發(fā)射極。霍爾元件H1的直流控制電流輸入端a1與運算放大器A5的正輸入端相接，直流控制電流輸出端c1接地。
圖3(a)的工作原理簡述如下基準源Uref1，經(jīng)過加法器A3、反饋放大器A4，由電流放大驅(qū)動電路(T1、T2)輸出高穩(wěn)定的電流。因為運算放大器A5構成跟隨電路，其輸入阻抗很高(≥1012Ω)，則流過反饋電阻RF1的電流全部流向霍爾元件H1。為了使輸出電流穩(wěn)定，除各個環(huán)節(jié)引入深度負反饋外，還從輸出電流取樣經(jīng)電壓跟隨器A5反饋給運算放大器A3，形成一個大反饋，進一步增強了輸出電流的穩(wěn)定度，使恒流源在負載變化較大范圍內(nèi)輸出電流具有高穩(wěn)定度。
由圖3(b)所示，其具體接法為，運算放大器A6的正輸入端通過電阻R12接到基準源Uref2，且正輸入端通過電阻R13接地，運算放大器A6的負輸入端通過電阻R14接到其輸出端，且負輸入端通過電阻R11接到運算放大器A8的輸出端，運算放大器A6的輸出端通過電阻R15接到運算放大器A7的負輸入端，運算放大器A7的負輸入端通過電阻R16接到功率放大管T4的發(fā)射極，正輸入端通過電阻R17接到功率放大管T3的發(fā)射極，并接地，輸出端通過電阻R18接到功率放大管T3的基極。功率放大管T3的發(fā)射極接功率放大管T4的基極，其集電極通過電阻R19接功率放大管T4的集電極和-15V電源。運算放大器A8的輸出端通過電阻R20接到其負輸入端，其正輸入端通過反饋電阻RF2接到功率放大管T4的發(fā)射極?；魻栐﨟2的直流控制電流輸出端c2與運算放大器A8的正輸入端相接，直流控制電流輸入端a2接地。
圖3(b)的工作原理簡述如下基準源Uref2，經(jīng)過加法器A6、反饋放大器A7，由電流放大驅(qū)動電路(T3、T4)輸出高穩(wěn)定的電流。因為運算放大器A8構成跟隨電路，其輸入阻抗很高(≥1012Ω)，則流過反饋電阻RF2的電流全部流經(jīng)霍爾元件H2。為了使輸出電流穩(wěn)定，除各個環(huán)節(jié)引入深度負反饋外，還從輸出電流取樣經(jīng)電壓跟隨器A8反饋給運算放大器A6，形成一個大反饋，進一步增強了輸出電流的穩(wěn)定度，使恒流源在負載變化較大范圍內(nèi)輸出電流具有高穩(wěn)定度。
上述所講的恒流源，其元器件選擇方法為，R1～R7、R11～R17選用高精密電阻；R8、R9、R18、R19選用炭膜電阻；反饋電阻RF1和RF2選用高精密電阻，并且其阻值接近霍爾元件的輸入電阻值RHi(i＝1，2)，滿足RF+RHi＜＜R1；基準源Uref1和Uref2可以選用PMI公司生產(chǎn)的REF02P芯片產(chǎn)生獲得，該芯片是+5V精密電壓基準/溫度傳感器；A3～A8全部采用高精度、低漂移、動態(tài)校零CMOS型斬波穩(wěn)零式ICL7650(或CF7650)集成運算放大器。
由圖4(a)所示，骨架芯F1加工成圓形截面的環(huán)形狀，當然，也可加工成矩形截面的環(huán)形狀，骨架芯F1可以選取硅鋼片或者坡莫合金疊片組成。在骨架芯F1的絕緣層及保護層7之外均勻密繞多圈成螺旋狀的反饋繞組8，再在繞組8外面繞制絕緣層及保護層9，其外，再專門設置傳感器的地線層6，在該地線層6外面依次設置絕緣層及保護層10、電磁屏蔽層11，最外層的絕緣層及保護層12。這種結構形式提高了傳感器的抗電磁干擾能力。
由圖4(b)所示，骨架芯F2加工成矩形截面的環(huán)形狀，當然，也可加工成圓形截面的環(huán)形狀，骨架芯F2可以選取柔軟橡皮帶(或環(huán)氧樹脂棒)。由于Rogowski線圈在繞制時需要回繞一匝，并且從骨架芯F2中心引出，因此，需要在Rogowski線圈的骨架芯中心向外開一個回線槽20。在骨架芯F2的絕緣層及保護層13之外密繞Rogowski線圈14，再在線圈14外面繞制絕緣層及保護層15，其外，再專門設置傳感器的地線層16，在該地線層16外面依次設置絕緣層及保護層17、電磁屏蔽層18，最外層的絕緣層及保護層19。
權利要求1.一種電流傳感器，包括環(huán)形鐵芯和霍爾元件，其特征在于在上述環(huán)形鐵芯上均勻、對稱開有空氣隙，對稱兩個通道中的反饋繞組相串聯(lián)，串聯(lián)后的一端接地，另一端接對應采樣電阻的一端；上述空氣隙中，對稱放置的兩個霍爾元件為一組，每個霍爾元件由恒流源控制，每組中兩個霍爾元件的輸出端分別與運算放大器的正、負輸入端相接，經(jīng)運算放大器放大后進行濾波、電壓-電流變換、電流放大處理，其輸出端接上述采樣電阻的另一端，將該采樣電阻兩端的檢測電壓信號送到計算機；它還包括Rogowski線圈，線圈兩端并聯(lián)聯(lián)接對應的采樣電阻，該采樣電阻的兩端分別接運算放大器的正、負輸入端，且正輸入端接地，采樣電阻的檢測電壓信號經(jīng)該運算放大器放大后，再進行濾波、積分放大處理，送到計算機；由計算機處理上述各組數(shù)據(jù)，處理后將被測電流大小送到顯示器顯示。
2.根據(jù)權利要求1所述的電流傳感器，其特征在于在上述反饋繞組和Rogowski線圈的絕緣層及保護層之外，專門設置地線層以代替上述地線，在該地線層外面依次設置絕緣層及保護層、電磁屏蔽層、最外層的絕緣層及保護層。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的電流傳感器，其特征在于接到上述每組中，兩個霍爾元件的兩個恒流源電路為，運算放大器A3的正輸入端通過電阻R2接到基準源Uref1，且正輸入端通過電阻R3接地，運算放大器A3的負輸入端通過電阻R4接到其輸出端，且負輸入端通過電阻R1接到運算放大器A5的輸出端，運算放大器A3的輸出端通過電阻R5接到運算放大器A4的負輸入端，運算放大器A4的負輸入端通過電阻R6接到功率放大管T2的發(fā)射極，正輸入端通過電阻R7接到功率放大管T1的發(fā)射極，并接地，輸出端通過電阻R8接到功率放大管T1的基極，功率放大管T1的集電極接功率放大管T2的基極，且通過電阻R9接功率放大管T2的集電極和+15V電源，運算放大器A5的輸出端通過電阻R10接到其負輸入端，其正輸入端通過電阻RF1接到功率放大管T2的發(fā)射極，霍爾元件H1的直流控制電流輸入端a1與運算放大器A5的正輸入端相接，直流控制電流輸出端c1接地；運算放大器A6的正輸入端通過電阻R12接到基準源Uref2，且正輸入端通過電阻R13接地，運算放大器A6的負輸入端通過電阻R14接到其輸出端，且負輸入端通過電阻R11接到運算放大器A8的輸出端，運算放大器A6的輸出端通過電阻R15接到運算放大器A7的負輸入端，運算放大器A7的負輸入端通過電阻R16接到功率放大管T4的發(fā)射極，正輸入端通過電阻R17接到功率放大管T3的發(fā)射極，并接地，輸出端通過電阻R18接到功率放大管T3的基極，功率放大管T3的發(fā)射極接功率放大管T4的基極，其集電極通過電阻R19接功率放大管T4的集電極和-15V電源，運算放大器A8的輸出端通過電阻R20接到其負輸入端，其正輸入端通過反饋電阻RF2接到功率放大管T4的發(fā)射極，霍爾元件H2的直流控制電流輸出端c2與運算放大器A8的正輸入端相接，直流控制電流輸入端a2接地。
專利摘要本實用新型公開了一種電流傳感器，它的特點是兩個對稱通道中的反饋繞組相串聯(lián)后，一端接地，另一端接對應采樣電阻的一端；對稱布置的兩個霍爾元件的輸出經(jīng)運放放大后再進行濾波、電壓—電流變換、電流放大處理，其輸出端接上述采樣電阻的另一端，將該采樣電阻兩端的檢測電壓信號送到計算機；它還包括Rogowski線圈，線圈兩端并聯(lián)聯(lián)接采樣電阻，采樣電阻的檢測電壓信號經(jīng)運放放大后，再進行濾波、積分放大處理，送到計算機；計算機將上述各組數(shù)據(jù)處理完后，將被測電流的大小送到顯示器顯示。本實用新型明顯改善了傳感器的飽和特性和線性度；精度優(yōu)于0.5％，功耗小，溫度附加誤差< 0.1％/10℃，抗磁干擾能力強；結構簡單，安裝、調(diào)試、維護均很方便。
文檔編號G01R19/25GK2670951SQ200320116329
公開日2005年1月12日 申請日期2003年12月12日 優(yōu)先權日2003年12月12日
發(fā)明者毛承雄, 李維波, 陸繼明, 王丹 申請人:華中科技大學