專利名稱：電流測量設備中的改進和與其有關的改進的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于電流測量設備的補償構件，其中電流測量設備包含補償構件，還涉及一種補償電流測量設備的方法和一種測量導體中的電流的方法。
背景技術：
電流測量設備包括纏繞在具有恒定橫截面面積的非磁性線圈架上且成形為閉合回路的均勻線圈。此類電流測量設備被稱為羅果夫斯基線圈(Rogowski coil)，其基于羅果夫斯基原理。所述羅果夫斯基線圈包含撓性開口組件，其形成為圍繞導體的鄰接回路，以便測量導體的電流和相關參數(shù)。
在使用中，撓性組件位于導體周圍，以便使撓性組件的第一末端位于鄰近撓性組件的第二末端處并與鄰近撓性組件的第二末端耦合。因此，撓性組件形成圍繞運載待被測量的電流的導體的“閉合”回路或鄰接回路。然而，由于在撓性組件的第一末端與第二末端中的線圈之間必須存在物理間隙，因而羅果夫斯基線圈沒有在物理上再現(xiàn)羅果夫斯基原理的理論閉合回路。
本發(fā)明的一個目的在于克服至少一個與本文中或另外提及的現(xiàn)有技術相關聯(lián)的問題。

發(fā)明內容
根據本發(fā)明的第一方面，提供用于電流測量設備的補償構件，其中所述補償構件包含導體，其中所述導體被配置為圍繞固定點纏繞，且其中從導體上的第一點到固定點的距離大于從導體上的第二點到固定點的距離。
優(yōu)選地，補償構件的導體和固定點都位于同一平面內。
優(yōu)選地，補償構件為平面的。優(yōu)選地，補償構件包含平面螺旋導體。
優(yōu)選地，固定點與導體之間的距離沿導體增加，且更優(yōu)選地，所述距離增加以便使導體形成圍繞固定點的螺旋。
優(yōu)選地，固定點在使用中被配置成位于電流測量設備的中心導體的縱軸上或與所述縱軸相符。
優(yōu)選地，固定點在使用中被配置成位于電流測量設備的外部線圈的中心上或與所述中心相符。
固定點可包含固定軸。
優(yōu)選地，所述導體包含至少第一彎曲部分和第二彎曲部分，且其中所述第二彎曲部分的曲率半徑小于第一彎曲部分的曲率半徑。
優(yōu)選地，所述補償構件包含螺旋補償構件。導體可包含由導體形成的螺旋繞組。
優(yōu)選地，補償構件包含平面螺旋。
優(yōu)選地，電流測量設備包含位于中心導體周圍的外部線圈，且更優(yōu)選地，包含羅果夫斯基線圈。
優(yōu)選地，電流測量設備包含撓性電流測量設備。
優(yōu)選地，電流測量設備包含具有第一末端和第二末端的撓性組件，其中在使用中所述第一末端被配置成位于鄰近所述第二末端處。在使用中，第一末端可與第二末端間隔。優(yōu)選地，補償構件在使用中被配置成位于第一末端與第二末端之間。優(yōu)選地，在使用中，補償構件經配置以補償?shù)谝荒┒撕偷诙┒说姆蛛x距離。優(yōu)選地，在使用中，電流測量設備形成圍繞導體的回路。優(yōu)選地，在使用中，電流測量設備形成圍繞導體的鄰接回路。
優(yōu)選地，電流測量設備包含中心導體和位于其周圍的外部線圈。優(yōu)選地，所述中心導體與所述外部線圈電通信。
優(yōu)選地，補償構件位于鄰近(電流測量設備的)撓性組件的第一末端處。
優(yōu)選地，補償構件位于電流測量設備的中心導體與外部線圈之間。
優(yōu)選地，補償構件包含導體部分，其與電流測量設備的外部線圈電通信。
優(yōu)選地，補償構件包含導體螺旋部分，其在使用中優(yōu)選地被配置成圍繞電流測量設備的中心導體的縱軸螺旋。
優(yōu)選地，所述導體部分包含銅部分。優(yōu)選地，補償構件被提供在印刷電路板上。優(yōu)選地，補償構件包含位于印刷電路板上的導體，且更優(yōu)選地包含位于平面印刷電路板上的螺旋導體。
優(yōu)選地，補償構件在使用中被配置成位于羅果夫斯基線圈與計算構件之間，所述計算構件用于計算由電流測量設備測量得到的電流。
補償構件可位于電流測量設備的撓性組件的第一末端與電流測量設備的撓性組件的第二末端之間。
根據本發(fā)明的第二方面，提供包括補償構件的電流測量設備，所述電流測量設備包含導體線圈，所述補償構件包含導體，其中所述導體被配置成圍繞固定點纏繞，且其中從導體上的第一點到固定點的距離大于從導體上的第二點到固定點的距離。
優(yōu)選地，所述導體包含至少第一彎曲部分和第二彎曲部分，且其中所述第二彎曲部分的曲率半徑小于第一彎曲部分的曲率半徑。
優(yōu)選地，電流測量設備包含羅果夫斯基線圈。
根據本發(fā)明的第三方面，提供一種補償電流測量設備的方法，其包含提供導體，其中所述導體被配置成圍繞固定點纏繞，且其中從導體上的第一點到固定點的距離大于從導體上的第二點到固定點的距離。
優(yōu)選地，所述導體包含至少第一彎曲部分和第二彎曲部分，且其中所述第二彎曲部分的曲率半徑小于第一彎曲部分的曲率半徑。
根據本發(fā)明的第四方面，提供一種測量導體中的電流的方法，其包含將電流測量設備的撓性組件定位在導體周圍，其中所述電流測量設備包含根據本發(fā)明第一方面的補償構件。


現(xiàn)將僅以舉例方式參看以下附圖來描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，附圖中圖1是位于運載待測量的電流的導體周圍的電流測量設備的一實施例的透視圖。
圖2是包含補償構件的優(yōu)選實施例的電流測量設備的撓性組件的末端的透視圖。
圖3是電流測量設備的撓性組件的第一末端和第二末端的分解圖，所述電流測量設備包含位于所述末端之間的補償構件的優(yōu)選實施例。
圖4是補償構件的導體的優(yōu)選實施例的示意圖。
具體實施例方式
如圖1所示，電流測試/測量設備10包含撓性組件12，所述撓性組件12具有第一末端14和第二末端16。所述電流測量設備10通過電纜17而與計算構件15合作，以便使計算構件依據從電流測量設備10獲得的信號來計算導體11中的電流。在使用中，撓性組件12被配置成位于運載待測量的電流的導體11周圍。撓性組件12的第一末端14在使用中被配置成位于鄰近撓性組件的第二末端16處，以便使撓性組件12形成鄰接回路。
如圖2和圖3所示，電流測量設備10包含羅果夫斯基線圈，其包括中心導體20和由導線或其它導電材料形成的的外部線圈22。羅果夫斯基原理指出，如果均勻線圈纏繞在具有恒定橫截面面積的非磁性線圈架上且成形為閉合回路，那么在線圈中感應的電壓與穿過回路的電流的變化速率成正比。撓性組件12被配置成被夾持(或未被夾持)或以另外的方式耦合在運載待測量的電流的導體11周圍。
電流測量設備10包括耦合構件(未圖示)，其使得撓性組件12的第一末端14能夠耦合到撓性組件12的第二末端16。然而，所述耦合在撓性組件12的第一末端14與撓性組件12的第二末端16之間產生間隙或分離距離(或間隔)。因此，羅果夫斯基線圈的撓性組件12不產生完全閉合的回路。
此分離距離可在初級電流的測量中產生誤差，且因此，考慮到這一點，使用分離距離(或間隙)補償構件28。所述補償構件28包含補償繞組，其有效地補償由于撓性組件12未在導體11周圍產生理論閉合回路而未呈現(xiàn)的羅果夫斯基線圈的外部線圈22的繞組。與羅果夫斯基線圈一起使用的補償繞組的數(shù)目直接與間隙大小和匝數(shù)目有關，如果在撓性組件的末端14、16之間不存在分離距離(即，理論閉合回路)，那么所述匝在理論上本該已位于羅果夫斯基線圈的外部線圈22上。
如圖1、圖3和圖4所示，用于本發(fā)明的補償構件28的繞組纏繞在固定點或軸29周圍，且其中從導體上的第一點40到固定點或軸29的距離41大于從導體上的第二點42到固定點或軸29的距離43。所述固定點在羅果夫斯基線圈的中心導體20的縱軸29上。因此，固定點29也與形成羅果夫斯基線圈的外部線圈22的中心相符。因此，補償構件28中的繞組30與羅果夫斯基線圈的外部線圈22中的線圈22在實際上相符。螺旋繞組為平面的。
補償構件28的導體包含至少第一彎曲或弓形部分和第二彎曲或弓形部分，其中所述第二弓形位置的曲率半徑小于所述第一彎曲或弓形部分的曲率半徑。具體地說，補償繞組包含螺旋導體30或螺線，使得導體部分的曲率半徑從外部部分向內部部分逐漸減小。如先前所解釋，繞組中的匝數(shù)目取決于分離距離。
補償構件包含提供在印刷電路板上的平面銅螺旋，且補償構件28位于羅果夫斯基線圈的撓性組件的末端14、16之間。
螺旋繞組30實際上包含同心匝或繞組以便形成平面繞組，即在使用中，匝或螺旋繞組都在大體上同一平面中，且具有與羅果夫斯基線圈的中心導體20的縱軸29相符的軸。具體地說，從羅果夫斯基線圈的中心導體的縱軸到補償繞組的半徑或距離徑向向外逐漸增加，以便產生螺旋繞組30。
在優(yōu)選實施例中，如圖2、圖3和圖4所示，螺旋繞組30實際上位于羅果夫斯基線圈的中心導體20與外部線圈22之間。
在使用中，螺旋補償繞組30被提供在電路板32上，所述電路板32位于撓性組件12的第一末端14與第二末端16之間。螺旋繞組30包含提供在電路板32上的銅帶。
現(xiàn)有技術補償構件可包括形成圓柱形套筒的繞組，其位于羅果夫斯基線圈的外部線圈上方且在羅果夫斯基線圈的末端的一部分上方形成圓柱形線圈部分。這可導致羅果夫斯基線圈或其至少一個末端變得相對龐大。本發(fā)明為平面的(且被提供在平面電路板上)且非常薄，并位于羅果夫斯基線圈的末端與末端蓋之間。此外，補償構件和(尤其)包括補償繞組的電路板可為撓性的和/或彈性的。
本發(fā)明的螺旋補償繞組30被提供在電路板32上，與現(xiàn)有技術圓柱形補償繞組相比，其較快地形成，且這因而減少了本發(fā)明補償構件28的成本。
同樣，由于補償螺旋繞組30被提供在電路板32上，因而與現(xiàn)有技術補償繞組相比，本發(fā)明中涉及的生產工藝較少，且因此本發(fā)明的補償構件花費較少時間來建立，且因此與現(xiàn)有技術裝置相比，可形成較大量的本發(fā)明。另外，由于涉及較少工藝，因而不正確地形成設備的概率較小，且因此與現(xiàn)有技術裝置相比，所述設備將更加可靠且準確。此外，在現(xiàn)有技術補償構件中，生產工人必須精確計數(shù)所需的匝數(shù)目，且可能發(fā)生計數(shù)錯誤且這可能導致不準確性。最后，本發(fā)明涉及一種螺旋繞組電路，其可重復用于生產目的，且設備的準確性和整體質量高于現(xiàn)有技術圓柱形繞組。
關注與結合本申請案的本說明書同時或在此之前申請的且對本說明書的公開審查開放的所有文件和文檔，且所有此類文件和文檔的內容以引用的方式并入本文中。
本說明書(包括任何附隨權利要求書、摘要和附圖)中所揭示的所有特征和/或如此揭示的任何方法或工藝的所有步驟可以任何組合形式(除了其中此類特征和/或步驟中的至少某些互相排斥的組合形式之外)來進行組合。
除非另外特別陳述，否則本說明書(包括任何附隨權利要求書、摘要和附圖)中所揭示的每個特征可由用于相同、等效或類似目的的替代特征代替。因此，除非另外特別陳述，否則所揭示的每個特征僅為一系列普通等效或類似特征的一個實例。
本發(fā)明不限于前述實施例的細節(jié)。本發(fā)明擴展到本說明書(包括任何附隨權利要求書、摘要和附圖)中所揭示的特征中的任何一個新穎特性或任何新穎組合，或擴展到如此揭示的任何方法或工藝的步驟中的任何一個新穎步驟或任何新穎組合。
權利要求
1.一種用于電流測量設備的補償構件，其中所述補償構件包含導體，其中所述導體被配置成圍繞固定點纏繞，且其中從所述導體上的第一點到所述固定點的距離大于從所述導體上的第二點到所述固定點的距離。
2.根據權利要求1所述的補償構件，其中所述補償構件的所述導體和所述固定點都位于同一平面內。
3.根據權利要求2所述的補償構件，其中所述補償構件為平面的。
4.根據權利要求3所述的補償構件，其中所述補償構件包含平面螺旋導體。
5.根據任一前述權利要求所述的補償構件，其中所述固定點與所述導體之間的距離沿所述導體增加。
6.根據權利要求5所述的補償構件，其中所述固定點與所述導體之間的所述距離增加以便使所述導體形成圍繞所述固定點的螺旋。
7.根據任一前述權利要求所述的補償構件，其中所述固定點在使用中被配置成位于所述電流測量設備的中心導體的縱軸上或與所述縱軸相符。
8.根據任一前述權利要求所述的補償構件，其中所述固定點在使用中被配置成位于所述電流測量設備的外部線圈的中心上或與所述中心相符。
9.根據任一前述權利要求所述的補償構件，其中所述導體包含至少第一彎曲部分和第二彎曲部分，且其中所述第二彎曲部分的曲率半徑小于所述第一彎曲部分的曲率半徑。
10.根據任一前述權利要求所述的補償構件，其中所述補償構件包含螺旋補償構件。
11.根據任一前述權利要求所述的補償構件，其中所述導體包含由導體形成的螺旋繞組。
12.根據任一前述權利要求所述的補償構件，其中所述電流測量設備包含位于中心導體周圍的外部線圈。
13.根據任一前述權利要求所述的補償構件，其中所述電流測量設備包含羅果夫斯基線圈。
14.根據任一前述權利要求所述的補償構件，其中所述電流測量設備包含具有第一末端和第二末端的撓性組件，其中在使用中，所述第一末端被配置成位于鄰近所述第二末端處。
15.根據權利要求14所述的補償構件，其中在使用中所述第一末端與所述第二末端間隔。
16.根據權利要求14或權利要求15所述的補償構件，其中所述補償構件被配置成在使用中位于所述第一末端與所述第二末端之間。
17.根據權利要求15或附屬于權利要求15時的權利要求16所述的補償構件，其中在使用中所述補償構件被配置成補償所述第一末端與所述第二末端的分離距離。
18.根據任一前述權利要求所述的補償構件，其中在使用中所述電流測量設備形成圍繞導體的回路。
19.根據任一前述權利要求所述的補償構件，其中在使用中所述電流測量設備形成圍繞導體的鄰接回路。
20.根據任一前述權利要求所述的補償構件，其中所述補償構件位于所述電流測量設備的中心導體與外部線圈之間。
21.根據任一前述權利要求所述的補償構件，其中所述補償構件包含導體的螺旋部分，其在使用中被配置成圍繞電流測量設備的中心導體的縱軸螺旋。
22.根據任一前述權利要求所述的補償構件，其中所述導體的所述部分包含銅部分。
23.根據任一前述權利要求所述的補償構件，其中所述補償構件被提供在印刷電路板上。
24.根據任一前述權利要求所述的補償構件，其中所述補償構件包含位于印刷電路板上的導體。
25.根據任一前述權利要求所述的補償構件，其中所述補償構件在使用中被配置成位于所述羅果夫斯基線圈與計算構件之間，所述計算構件用于計算由所述電流測量設備測量得到的電流。
26.一種包括補償構件的電流測量設備，所述電流測量設備包含導體的線圈，所述補償構件包含導體，其中所述導體被配置成圍繞固定點纏繞，且其中從所述導體上的第一點到所述固定點的距離大于從所述導體上的第二點到所述固定點的距離。
27.根據權利要求26所述的電流測量設備，其中所述電流測量設備包含羅果夫斯基線圈。
28.一種補償電流測量設備的方法，其包含提供導體，其中所述導體被配置成圍繞固定點纏繞，且其中從所述導體上的第一點到所述固定點的距離大于從所述導體上的第二點到所述固定點的距離。
29.一種測量導體中的電流的方法，其包含將電流測量設備的撓性組件定位在所述導體周圍，其中所述電流測量設備包含根據權利要求1到25中任一權利要求所述的補償構件。
30.一種用于電流測量設備的補償構件，其實質上如本文中參看附圖中任一者所描述且如附圖中任一者所展示。
31.一種包括補償構件的電流測量設備，其實質上如本文中參看附圖中任一者所描述且如附圖中任一者所展示。
32.一種補償電流測量設備的方法，其實質上如本文中參看附圖中任一者所描述且如附圖中任一者所展示。
33.一種測量導體中的電流的方法，其實質上如本文中參看附圖中任一者所描述且如附圖中任一者所展示。
全文摘要
電流測試/測量設備10包含具有第一末端14和第二末端16的撓性組件12。在使用中，所述撓性組件12被配置成位于運載待測量的電流的導體11周圍。具體地說，所述電流測量設備10包含羅果夫斯基線圈。所述撓性組件12的末端在使用中被耦合在一起，但在所述末端之間產生間隙。此距離可在電流測量中產生誤差，且本發(fā)明提供補償繞組形式的補償構件28。所述補償繞組包含提供在印刷電路板上的平面螺旋導體以補償所述第一末端與所述第二末端之間的分離距離。
文檔編號G01R15/18GK101027563SQ200580017446
公開日2007年8月29日 申請日期2005年5月25日 優(yōu)先權日2004年5月29日
發(fā)明者詹姆士·史蒂芬·馬洪 申請人:萊姆漢姆有限公司