專(zhuān)利名稱(chēng)：一種電流型磁敏傳感元件的制作方法
專(zhuān)利說(shuō)明
一、技術(shù)領(lǐng)域本實(shí)用新型涉及電量的測(cè)量，特別是一種用于電流檢測(cè)的磁敏傳感元件。
二背景技術(shù)：
眾所周知，基于霍爾效應(yīng)制成的霍爾元件是迄今為止最典型的電流和電壓磁敏傳感元件。利用霍爾元件制成的電流測(cè)量裝置，如北京萊姆電子有限公司制造的LM電流電壓傳感器，存在幾個(gè)缺點(diǎn)一是由于霍爾元件的霍爾效應(yīng)是在微米級(jí)半導(dǎo)體膜片中產(chǎn)生，元件本身內(nèi)阻較大，接入小電流測(cè)量電路對(duì)電路的影響較大；二是裝置是通過(guò)穿過(guò)磁環(huán)中心的被測(cè)電流在磁環(huán)氣隙中所產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度使霍爾基片產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)電勢(shì)來(lái)測(cè)量被測(cè)電流的大小，當(dāng)被測(cè)電流較小時(shí)，氣隙中產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度弱，測(cè)量靈敏度降低，故這類(lèi)裝置只適用于測(cè)量線路中較大電流，對(duì)測(cè)量較小的電流，如電鍍或電解過(guò)程中電鍍液或電解液中極板附近微小區(qū)域內(nèi)的離子導(dǎo)電分布電流不夠準(zhǔn)確。
三、實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是針對(duì)用霍爾元件制做的上述電流檢測(cè)裝置的缺點(diǎn)提供一種內(nèi)阻小、對(duì)被測(cè)電流電路影響小、用于測(cè)量微小區(qū)域內(nèi)離子或電子所產(chǎn)生的分布電流靈敏度高的電流型磁敏傳感元件。
本實(shí)用新型提供的電流型磁敏傳感元件包括一個(gè)用金屬軟磁材料制成的磁性基片C構(gòu)成的閉合磁回路、與該磁回路相偶合的一個(gè)初級(jí)勵(lì)磁繞組N1和一個(gè)次級(jí)感應(yīng)電壓繞組N2，被測(cè)電路的輸入電流引線A和B與所說(shuō)磁性基片C上的兩點(diǎn)a和b直接焊接在一起。
本磁敏傳感元件的測(cè)量原理(參照附圖2)是當(dāng)初級(jí)勵(lì)磁繞組N1輸入一個(gè)恒定的交流勵(lì)磁電流I1時(shí)，磁回路中產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定的磁場(chǎng)，在次級(jí)感應(yīng)電壓繞組N2兩端產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)交流電壓e2，當(dāng)被測(cè)電流Ic流經(jīng)磁回路磁性基片時(shí)，該電流在該磁回路中產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)由勵(lì)磁電流I1形成的原磁場(chǎng)產(chǎn)生干擾，使參與交流磁化過(guò)程的有效截面減少，從而使輸出感應(yīng)電壓e2有規(guī)律的下降，形成如圖2所示的Ic-e2輸出特性曲線。利用經(jīng)過(guò)標(biāo)定的該特性曲線，通過(guò)在N2端所測(cè)到的e2值，反過(guò)來(lái)即可確定Ic值。
本磁敏傳感元件輸入被測(cè)電流通過(guò)構(gòu)成磁回路的軟磁金屬片，由于金屬片本身電阻很小，再加上配用內(nèi)阻極低的外部測(cè)量引線，使元件內(nèi)阻很低，對(duì)被測(cè)電流電路影響極??；因被測(cè)電流直接流過(guò)磁回路基片，即使較小的電流，在磁回路中產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)原磁場(chǎng)也會(huì)產(chǎn)生明顯的擾動(dòng)，從而引起測(cè)量信號(hào)e2值的明顯下降，故用其作為測(cè)量微小區(qū)域內(nèi)離子或電子導(dǎo)電的微小分布電流測(cè)量靈敏度很高。
本磁敏傳感元件除上述優(yōu)點(diǎn)外，還具有被測(cè)電流與元件電源及信號(hào)放大顯示電路相互隔離、當(dāng)被測(cè)電流過(guò)流過(guò)壓時(shí)不會(huì)損害其它電路、元件可在惡劣條件下工作及耐腐蝕等特點(diǎn)。
四

附圖給出的是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例。其中圖1為電流型磁敏傳感元件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為磁敏傳感元件的輸出特性曲線；圖3為利用本磁敏傳感元件制做的電流密度測(cè)量?jī)x原理框圖(圖中虛線所框部分)及用于測(cè)量電鍍槽中極板附近離子電流密度分布的示意圖。
五具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D1至圖2，本磁敏傳感元件構(gòu)成磁回路的磁性基片C可用厚度0.8mm的片狀鐵鎳合金、硅鋼片、純鐵或其它軟磁材料制成，外部為15×25mm矩形(也可采用圓形)，中心孔直徑8mm，初級(jí)勵(lì)磁繞組N1取10匝，次級(jí)感應(yīng)電壓繞組N2取40匝(N1和N2的匝數(shù)可根據(jù)不同軟磁材料作適當(dāng)調(diào)整)，輸入電流引線A、B在磁性基片上的焊點(diǎn)a、b距上部邊緣2mm，相互間距8mm。
如圖3所示，用上述磁敏傳感元件制成的用于測(cè)量電鍍槽中極板附近離子電流密度的電流密度測(cè)量?jī)x的傳感元件初級(jí)勵(lì)磁繞組N1與一個(gè)提供400HZ、20mA恒電流的交流勵(lì)磁電源相接，次級(jí)感應(yīng)電壓繞組N2與放大器相接，電壓e2經(jīng)放大器放大后的電壓V2送入偏置校正電路，使輸出特性線性化(或者采用計(jì)算機(jī)智能電路，通過(guò)插值法，在所標(biāo)定的V2-Ic曲線中讀出對(duì)應(yīng)的電流值Ic)，最后進(jìn)行數(shù)字顯示。此測(cè)量?jī)x的電流采集輸入由一測(cè)量桿完成。該測(cè)量桿為一金屬導(dǎo)體，其下端浸入電鍍液1中的導(dǎo)電部分6的長(zhǎng)度由套在桿上的上下絕緣套管5和7沿桿相對(duì)移動(dòng)來(lái)控制，改變6的長(zhǎng)度即可改變電流Ic的導(dǎo)電面積。當(dāng)需測(cè)量電鍍槽中鍍件8(陰極板)附近的電流密度時(shí)，將測(cè)量桿的下端導(dǎo)電部分緊靠該處，測(cè)量桿的上端與測(cè)量?jī)x的電流正輸入端A相接，電流負(fù)輸入端B與電鍍的陰極導(dǎo)電桿4相接，陽(yáng)極2接陽(yáng)極導(dǎo)電桿3。將儀器測(cè)得的電流Ic與測(cè)量桿的導(dǎo)電面積相除，即可得到該處的電流密度值。該測(cè)量?jī)x的電流測(cè)量范圍直流0-10mA，測(cè)量桿導(dǎo)電面積可在0.5-10mm2范圍可調(diào)，電流密度測(cè)量范圍0.1-100A/dm2，電流測(cè)量分辨率可達(dá)0.01mA，測(cè)量輸入電阻＜100mΩ。
權(quán)利要求1.一種電流型磁敏傳感元件，包括一個(gè)用金屬軟磁材料制成的磁性基片C構(gòu)成的閉合磁回路、與該磁回路相偶合的一個(gè)初級(jí)勵(lì)磁繞組N1和一個(gè)次級(jí)感應(yīng)電壓繞組N2，其特征在于被測(cè)電路的輸入電流引線A和B分別與所說(shuō)磁性基片C上的的兩點(diǎn)a和b直接焊接在一起。
2.如權(quán)利要求1所說(shuō)的電流型磁敏傳感元件，其特征在于所說(shuō)的磁性基片C用厚度0.8mm的片狀鐵鎳合金制成，外部為15×25mm矩形，中心孔直徑8mm，初級(jí)勵(lì)磁繞組N1取10匝，次級(jí)感應(yīng)電壓繞組N2取40匝，輸入電流引線A、B在磁性基片上的焊點(diǎn)a、b距磁性基片上部邊緣2mm，相互間距8mm。
專(zhuān)利摘要一種電流型磁敏傳感元件，包括一個(gè)用金屬軟磁材料制成的磁性基片C構(gòu)成的閉合磁回路、與該磁回路相偶合的一個(gè)初級(jí)勵(lì)磁繞組N
文檔編號(hào)G01D5/12GK2676209SQ20042003058
公開(kāi)日2005年2月2日 申請(qǐng)日期2004年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月2日
發(fā)明者邱安生, 邱恒 申請(qǐng)人:邱安生