專利名稱：電流傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電流傳感器，該電流傳感器具有磁路和磁場(chǎng)傳感器。本發(fā)明具體地(但不是唯一地)涉及閉環(huán)類型的電流傳感器，該電流傳感器具有補(bǔ)償電路，該補(bǔ)償電路具有用來(lái)抵消在磁路中感應(yīng)的磁通的次級(jí)線圈。
背景技術(shù)：
閉環(huán)電流傳感器被廣泛地用在大量的電流和電壓測(cè)量用途中。在這樣的傳感器中，磁路中的磁通量非常低，因?yàn)檠a(bǔ)償電路在反饋回路中被驅(qū)動(dòng)，以抵消由待被測(cè)量的電流 (初級(jí)電流)感應(yīng)的磁場(chǎng)，生成的磁場(chǎng)由磁場(chǎng)傳感器拾取，為了電流傳感器的準(zhǔn)確和快速響應(yīng)，該磁場(chǎng)傳感器因而需要具有高靈敏度。各種磁場(chǎng)傳感器-包括霍爾效應(yīng)檢測(cè)器、拾波線圈、或磁通門傳感器，可以用在所謂的閉環(huán)電流傳感器中。磁場(chǎng)檢測(cè)器可以布置在磁路的氣隙中，或者在部分氣隙中，或者在氣隙附近，或者簡(jiǎn)單地在磁路的支路附近或周圍。為了減小外部磁場(chǎng)的影響，考慮到某些磁場(chǎng)傳感器的靈敏度，有利的是，將磁場(chǎng)傳感器定位在磁芯內(nèi)或者靠在內(nèi)周緣旁邊，如與磁性線圈的外側(cè)相對(duì)，在該處，外部磁場(chǎng)對(duì)于磁場(chǎng)傳感器具有較大影響。具有靈敏磁場(chǎng)檢測(cè)器的閉環(huán)電流傳感器例如在德國(guó)專利申請(qǐng)DE102005028572中描述。在最近的公報(bào)中，電流傳感器具有由軟磁材料(即，具有高磁導(dǎo)率的材料)的均勻?qū)挾葞l制成的磁芯，該均勻?qū)挾葞l折疊成按鏡像對(duì)稱性組裝在一起的兩個(gè)相同部分。磁芯具有延伸部，這些延伸部在它們之間形成空間，在該空間內(nèi)，定位磁場(chǎng)磁通門傳感器。用于磁場(chǎng)檢測(cè)器的空間由臂的外部對(duì)和內(nèi)部對(duì)限制，外部對(duì)假想地處于邊緣鄰接關(guān)系，并且臂的內(nèi)部對(duì)假想地提供氣隙。磁路的不連續(xù)性，如在磁路的鄰接外部臂之間，具有寄生氣隙效應(yīng)，該寄生氣隙效應(yīng)影響傳感器的測(cè)量精度和響應(yīng)。在鄰接邊緣之間的接觸程度的輕微變化、或微小間隙的產(chǎn)生，可能對(duì)于磁通線具有重要影響，并因而對(duì)于傳感器的測(cè)量精度具有重要影響。在上述公報(bào)中描述的傳感器因而對(duì)于組裝精度和重復(fù)性非常敏感。磁芯由折疊的帶條材料制成，這種折疊的帶條材料具有低剛度，并且在制造和組裝期間要求認(rèn)真處置。此外，在臂的第一和第二對(duì)之間的空間中定位的磁通門傳感器，也有些受到來(lái)自開(kāi)口側(cè)的外部場(chǎng)影響。鑒于可以使用閉環(huán)型、還有開(kāi)環(huán)型的電流傳感器的各種用途，有對(duì)于具有各種工作范圍的傳感器的需要，這些傳感器可以按成本有效方式生產(chǎn)。德國(guó)專利DE 40 17 280描述了一種電流傳感器，該電流傳感器包括用來(lái)連接到外部電路板上的多個(gè)U形初級(jí)導(dǎo)體部分，借此U形初級(jí)導(dǎo)體部分在電路板上可按不同配置互連，以形成一個(gè)或更多個(gè)繞組。這使得傳感器能夠容易地配置用于不同的工作電流范圍。然而，初級(jí)導(dǎo)體部分部分地組裝在殼體中，并且設(shè)置在樹(shù)脂中或被超模壓，使得初級(jí)導(dǎo)體部分的數(shù)量或位置的變化，如果希望，則要求昂貴的工具變化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種電流傳感器，該電流傳感器精確而且制造經(jīng)濟(jì)。有利的是，提供一種組裝容易且經(jīng)濟(jì)的電流傳感器。本發(fā)明的目的是提供一種電流傳感器，該電流傳感器是多用途的，具體地說(shuō)，可容易地制成用于不同工作范圍。有利的是，提供一種對(duì)于外部場(chǎng)影響具有良好耐受力的閉環(huán)電流傳感器。有利的是，提供一種牢固和可靠的閉環(huán)電流傳感器。
有利的是，提供一種緊湊的閉環(huán)電流傳感器。本發(fā)明的各種目的通過(guò)提供根據(jù)權(quán)利要求1、15、17及22的電流傳感器已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。這里公開(kāi)的是一種電流傳感器，該電流傳感器包括殼體；具有中央開(kāi)口的磁路，；磁場(chǎng)傳感器；及一個(gè)或更多個(gè)部分地繞磁路的支路延伸的基本成U形的初級(jí)導(dǎo)體部分，其中，殼體包括穿過(guò)磁路的中央開(kāi)口在殼體的相對(duì)的側(cè)部外部面之間延伸的多個(gè)預(yù)制的初級(jí)導(dǎo)體導(dǎo)向空腔，預(yù)制的初級(jí)導(dǎo)體導(dǎo)向空腔配置成，用于在殼體中組裝磁場(chǎng)傳感器和磁路之后，穿過(guò)預(yù)制的初級(jí)導(dǎo)體導(dǎo)向空腔插入所述一個(gè)或更多個(gè)初級(jí)導(dǎo)體部分，并且其中，傳感器具有比預(yù)制的初級(jí)導(dǎo)體導(dǎo)向空腔小的初級(jí)導(dǎo)體部分。這里也公開(kāi)的是一種閉環(huán)電流傳感器，該閉環(huán)電流傳感器包括磁路；磁場(chǎng)傳感器；及補(bǔ)償電路，配置成產(chǎn)生磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)與由待被測(cè)量的、在一個(gè)或更多個(gè)初級(jí)導(dǎo)體中流動(dòng)的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)相反，該一個(gè)或更多個(gè)初級(jí)導(dǎo)體延伸穿過(guò)磁路的中央開(kāi)口，磁路包括由組裝在一起的至少兩個(gè)芯部分制成的磁芯，以形成大體閉合的磁路，其中，磁路的支路包括由圍繞空腔部分的側(cè)部壁部分接合的內(nèi)部和外部壁部分，該空腔部分在其中接納磁場(chǎng)傳感器，側(cè)部和外部壁部分被彎曲，并且從內(nèi)部壁部分的側(cè)部邊緣延伸。優(yōu)選地，磁芯部分之一的外部壁部分包括延伸部，該延伸部與另一個(gè)磁芯部分的支路的外部壁部分相交疊。氣隙可以有利地形成在內(nèi)部壁部分的端部邊緣之間。折疊的側(cè)部和外部壁部分、及交疊的外部壁部分除屏蔽外部場(chǎng)外，在磁芯部分之間提供精確且可靠的氣隙效應(yīng)，因而能夠?qū)崿F(xiàn)精確且可靠的電流測(cè)量。磁芯部分可以有利地按對(duì)于工業(yè)規(guī)模的成本有效方式通過(guò)由金屬薄板沖壓和成形制造。形成空腔的支路的上述配置一磁場(chǎng)傳感器插入在該空腔內(nèi)一易于組裝且對(duì)于組裝公差不是特別敏感，并因而制造經(jīng)濟(jì)。磁芯可以具有大體平行六面體形狀，該平行六面體形狀具有接合相對(duì)的第一和第二支路的相對(duì)側(cè)支路。鑒于分離的芯部分，第一和第二支路被分開(kāi)。磁芯的第一和第二支路可以插入在次級(jí)電路的線圈支撐件的空腔中。次級(jí)電路可以有利地地包括一對(duì)線圈，繞每個(gè)線圈支撐件纏繞一個(gè)線圈，該線圈支撐件繞磁路的第一和第二支路延伸?；ミB相對(duì)的第一和第二支路的磁路的側(cè)支路，可以有利地包括在形成磁芯部分的沖壓操作期間預(yù)制的隆起或凸起形式的加強(qiáng)件。磁場(chǎng)傳感器可以有利地包括介電支撐件、安裝在其上的磁通門芯、及繞支撐件和磁通門芯纏繞的磁通門線圈。電氣端子可以有利地牢固地固定到支撐件上，優(yōu)選地通過(guò)將支撐件超模壓在電氣端子的部分上，或者通過(guò)壓配合方式將端子壓合在支撐件的對(duì)應(yīng)安放處中，端子包括用于電氣連接到線圈的端部上的線圈連接部分、和用來(lái)將磁場(chǎng)檢測(cè)器連接到信號(hào)處理電路上的端子部分。磁通門傳感器的端子可以有利地布置在從次級(jí)線圈支撐件的空腔的端部伸出的傳感器的端部處，用來(lái)連接到與次級(jí)電路的第一和第二線圈的相應(yīng)端部相鄰布置的電路板上。傳感器可以有利地包括內(nèi)部信號(hào)處理電路，該內(nèi)部信號(hào)處理電路包括電路板，該電路板具有連接到磁場(chǎng)檢測(cè)器的端子上和連接到次級(jí)電路的線圈上的電氣觸點(diǎn)，電路板有利地沿次級(jí)電路線圈的相應(yīng)端部 的面安裝。這使傳感器緊湊，具體地說(shuō)當(dāng)安裝到電路板上時(shí)具有相對(duì)低的高度。此外，在信號(hào)處理電路的電路板與線圈和磁場(chǎng)檢測(cè)器之間的連接具有短路徑，并且容易接近，比如為了焊接連接件。信號(hào)處理電路包括用于連接到外部單元上的端子，尤其對(duì)于電源和測(cè)量信號(hào)的傳輸，端子有利地從配置用于安裝在外部電路板上的傳感器的安裝面伸出。傳感器可以有利地包括一個(gè)或更多個(gè)基本U形的初級(jí)導(dǎo)體部分，這些基本U形的初級(jí)導(dǎo)體部分部分地繞接納磁場(chǎng)檢測(cè)器的磁路的第二支路延伸。初級(jí)導(dǎo)體部分可以有利地設(shè)有端子，這些端子超越傳感器的安裝面伸出，以便連接到外部電路板上。傳感器殼體可以有利地包括穿過(guò)磁路的中央開(kāi)口在殼體的相對(duì)側(cè)部外部面之間延伸的多個(gè)預(yù)制的初級(jí)導(dǎo)體導(dǎo)向空腔。預(yù)制的初級(jí)導(dǎo)體導(dǎo)向空腔配置成，用于在殼體中組裝磁場(chǎng)傳感器和磁路之后，穿過(guò)預(yù)制的初級(jí)導(dǎo)體導(dǎo)向空腔插入一個(gè)或更多個(gè)初級(jí)導(dǎo)體部分，其中，傳感器具有比預(yù)制的初級(jí)導(dǎo)體導(dǎo)向空腔小的初級(jí)導(dǎo)體部分。根據(jù)電流傳感器的希望工作范圍，可以選擇組裝到殼體上的初級(jí)導(dǎo)體的數(shù)量和位置。殼體還可以有利地包括沿殼體的側(cè)部外部壁的導(dǎo)向槽，這些導(dǎo)向槽在用來(lái)定位初級(jí)導(dǎo)體部分的側(cè)部支路的安裝面附近。U形初級(jí)導(dǎo)體部分可以被彎曲成使得它延伸穿過(guò)在與安裝面正交的平面中定位的導(dǎo)向槽，該安裝面偏離與其相平行的、延伸穿過(guò)對(duì)應(yīng)空腔的平面，U形初級(jí)導(dǎo)體延伸穿過(guò)該對(duì)應(yīng)空腔。彎曲的初級(jí)導(dǎo)體部分可以有利地增大在初級(jí)導(dǎo)體與補(bǔ)償電路的端子(次級(jí)導(dǎo)體)之間的爬電距離。


由權(quán)利要求書(shū)、下面詳細(xì)的描述、及附圖，本發(fā)明的另外目的和有利方面將是顯然的，在附圖中圖Ia是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電流傳感器的透視和部分橫截面視圖，該電流傳感器具有除去的殼體(用虛線表示);圖Ib是圖Ia的電流傳感器實(shí)施例的透視分解圖；圖2a是在圖I中表示的傳感器的磁路的透視圖；圖2b至2f是磁路的變形的透視圖；圖3a是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電流傳感器的磁場(chǎng)檢測(cè)器的部分橫截面的透視圖；圖3b是在除去線圈的情況下磁場(chǎng)檢測(cè)器的透視圖；圖4是圖I的電流傳感器的部分的透視圖，其示出了次級(jí)(補(bǔ)償)電路和磁路的組件；
圖5是根據(jù)本發(fā)明的電流傳感器的透視圖，其中殼體的一部被除去；圖6a是根據(jù)本發(fā)明的電流傳感器的透視圖，具有根據(jù)第一變形的初級(jí)導(dǎo)體的布置；圖6b是與圖6a相類似的視圖，其示出了根據(jù)第二變形的初級(jí)導(dǎo)體布置；圖6c是與圖6a相類似的視圖，其示出了根據(jù)第三變形的初級(jí)導(dǎo)體布置；及圖6d是與圖6a相類似的視圖，其示出了根據(jù)第四變形的初級(jí)導(dǎo)體布置。
具體實(shí)施例方式參照附圖，特別是圖la，電流傳感器2包括殼體3 (用輪廓線表示)、磁路4、補(bǔ)償電路6、磁場(chǎng)檢測(cè)器8、及信號(hào)處理或連接電路12。補(bǔ)償電路在這里也稱作次級(jí)電路。
電流傳感器還可以包括初級(jí)導(dǎo)體部分10，這些初級(jí)導(dǎo)體部分10優(yōu)選地具有U形構(gòu)造，這些U形構(gòu)造具有超出殼體的安裝面5突出的連接端子端部22。具體地參照?qǐng)D2a，磁路包括由至少兩個(gè)芯部分28a、28b形成的磁芯，這兩個(gè)芯部分28a、28b當(dāng)組裝在一起時(shí)，形成大體閉合的電路，該閉合的電路具有相對(duì)的第一和第二支路30、32，該第一和第二支路30、32由端部支路34、36互連，這些支路圍繞中央開(kāi)口 38，初級(jí)導(dǎo)體可穿過(guò)該中央開(kāi)口 38。第一支路30通過(guò)相應(yīng)的芯部分28b、28a的第一支路部分30b、30a相交疊而形成。第一支路部分優(yōu)選地具有倒角自由端部31a、31b，以便于它們?cè)诖渭?jí)線圈16之一的支撐件14a、14b的對(duì)應(yīng)空腔38中的插入和組裝(見(jiàn)圖I)。當(dāng)在空腔中組裝時(shí)，支路部分30a、30b被按壓在一起，以便減小在支路部分之間的寄生氣隙效應(yīng)，即改進(jìn)磁通量的傳導(dǎo)率。第二支路32由支路部分32a、32b形成，這些支路部分32a、32b從相應(yīng)磁芯部分28a、28b的側(cè)支路34、36的相應(yīng)端部延伸。第二支路32包括內(nèi)部壁部分40a、40b ;和外部壁部分42a、42b，在內(nèi)部壁部分40a、40b與外部壁部分42a、42b之間形成空腔44，該空腔44用來(lái)在其中接納磁場(chǎng)檢測(cè)器8。內(nèi)部和外部壁部分由相應(yīng)的側(cè)部壁部分46a、46b整體地互連。在示出的實(shí)施例中，一個(gè)芯部分28b的側(cè)部壁部分46b布置在空腔44的與另一個(gè)芯部分28a的側(cè)部壁部分46a相對(duì)的一側(cè)上。芯部分28a、28b可以有利地由具有高導(dǎo)磁率的金屬合金薄板沖壓和成形，借此第二支路的側(cè)部和外部壁部分在沖壓過(guò)程期間折疊到內(nèi)部壁部分的平面外。如在圖2b、2c和2e、2f的變形中示出的那樣，第二支路32也可以在空腔44的兩側(cè)上設(shè)有側(cè)部壁部分46a、46a'和46b、46b'。在圖2c、2f的變形中，金屬薄板從內(nèi)部壁部分的一個(gè)側(cè)部邊緣卷繞到另一個(gè)側(cè)部邊緣。在圖2b、2e的變形中，金屬薄板從內(nèi)部壁部分40a,40b的兩個(gè)側(cè)部邊緣彎曲，以沿外部壁部分42a、42b的側(cè)部邊緣接合。側(cè)部和外部壁部分的自由端部邊緣可以有利地設(shè)有倒角48，以便于磁場(chǎng)檢測(cè)器8插入在第二支路空腔44中。如在圖2a、2b、2c中最清楚看到的那樣，芯部分28a的外部壁部分42a有利地包括外部延伸部50，該外部延伸部50與另一個(gè)芯部分28b的外部壁部分42b的一段相交疊。兩個(gè)芯部分28a、28b的外部壁部分42a、42b優(yōu)選地布置在基本上同一平面中，借此外部延伸部50偏移，使得它抵靠另一個(gè)芯部分的外部壁部分的外部面放置。偏移由靠近第二支路部分的中心定位的大體S形的彎曲52產(chǎn)生。
內(nèi)部壁部分40a、40b的相對(duì)自由端部邊緣53a、53b在它們之間形成氣隙54。在交疊外部延伸部50與外部壁部分42b之間的界面56，也形成影響橫過(guò)磁場(chǎng)檢測(cè)器的磁通量的氣隙，如在空腔44的側(cè)面上的開(kāi)口那樣。磁場(chǎng)檢測(cè)器的操作和控制考慮氣隙和開(kāi)口的存在。然而，兩個(gè)芯部分的延伸部50與外部壁部分42b的交疊關(guān)系，與其中外部壁芯部分的相對(duì)自由端部邊緣要鄰接的配置-借此間隙尺寸的輕微差別對(duì)磁通線具有重要影響并因而對(duì)測(cè)量信號(hào)具有重要影響-相比，顯著減小了制造公差的影響。外部壁延伸部50也提供降低外部磁場(chǎng)影響對(duì)于測(cè)量信號(hào)的影響的屏蔽效果。延伸部50和外部壁部分42b彼此相接觸，并且通過(guò)在補(bǔ)償電路的第二線圈16b的支撐體15中的空腔56的相對(duì)壁按壓在一起(見(jiàn)圖I)。兩個(gè)芯部分28a、28b從相對(duì)端部插入到線圈支撐件的相應(yīng)空腔38、56中，借此倒角58可以有利地設(shè)在延伸部50的自由端部邊緣上，以便于相對(duì)于另一個(gè)芯部分的外部壁部分42b的插入和導(dǎo)向。如圖2a_2f所示，也可以提供從側(cè)部壁部分46b延伸的側(cè)部壁延伸部50'，該側(cè)部壁延伸部50'與另一個(gè)芯部分28a的側(cè)部壁部分46a的一段相交疊。除外部壁延伸部50 之外，或代替外部壁延伸部，可以提供側(cè)部壁延伸部50'。為了氣隙耦合空腔44周圍的兩 個(gè)磁路部分的較好屏蔽和/或較好控制或優(yōu)化，也有可能在任一側(cè)上(即在兩個(gè)側(cè)部壁上)和/或在內(nèi)部壁40a、40b上提供側(cè)部壁延伸部，其中在該空腔44中接納磁場(chǎng)檢測(cè)器8?；ミB第一和第二支路的側(cè)支路34、36可以有利地包括在芯部分的沖壓操作期間形成的加固隆起或凸起60，因而加強(qiáng)芯部分和減小在制造、處置、及組裝期間變形的風(fēng)險(xiǎn)。后者也保證端部支路34、36和第一和第二支路30、32 —旦組裝在殼體3中就具有較好平行度。參照?qǐng)D3并且參照?qǐng)D1，在所示的電流傳感器實(shí)施例中的磁場(chǎng)檢測(cè)器是磁通門傳感器，該磁通門傳感器包括磁通門芯62，它可以有利地是鐵磁性非晶材料的帶條的形式，例如鈷基合金，像來(lái)自Hitachi Metals/Metglas的合金2714A，其安裝在介電支撐件64中或其上，該介電支撐件64可以例如有利地由注射塑料形成；和磁通門線圈20，該磁通門線圈20繞支撐件64的一段和在其上或其中的磁通門芯纏繞。在示出的實(shí)施例中，磁通門芯18安裝在支撐件19的凹槽68中。然而，磁通門芯可以是圓柱形或矩形桿的形式，或者采用其它形狀，并且也可以安裝在支撐件64內(nèi)的空腔中。磁通門芯也可以由支撐件超模壓。容納磁通門芯的支撐件19的段也可以有利地起線圈架的作用，該線圈架用于磁通門線圈20繞其的纏繞。線圈連接端子72可以例如通過(guò)超模壓或通過(guò)在支撐件中的預(yù)布置的空腔中的壓合而有利地安裝在支撐件19中。在所示的實(shí)施例中，端子被超模壓。端子72包括一對(duì)連接端口 74，用來(lái)連接到磁通門線圈繞組的相應(yīng)端部上；和電路板端子端部76，用來(lái)連接到信號(hào)處理電路12的電路板26上。在將芯部分組裝到補(bǔ)償電路的線圈支撐件之后，磁場(chǎng)檢測(cè)器8可以有利地插入到磁路4的空腔44中，借此其端子端部76在與傳感器安裝面5相正交的電路板的方向上伸出，與次級(jí)線圈的端子端部83a、83b類似(見(jiàn)圖4)。這種配置緊湊，并且容易組裝。參照?qǐng)D4，結(jié)合圖I，補(bǔ)償電路優(yōu)選地包括兩個(gè)線圈16a、16b，一個(gè)線圈圍繞磁路的第一支路，并且另一個(gè)線圈圍繞磁路的第二支路，在該第二支路中安裝磁場(chǎng)檢測(cè)器。次級(jí)線圈16a、16b安裝在相應(yīng)的線圈支撐件14a、14b上,這兩個(gè)線圈支撐件14a、14b可以有利地由注射塑料制成。在所示的實(shí)施例中，兩個(gè)線圈具有分離的繞組，每個(gè)繞組具有一對(duì)連接端部。可選擇地，兩個(gè)線圈支撐件可以經(jīng)整體模壓連接鉸鏈整體地連接，該整體模壓連接鉸鏈?zhǔn)沟镁€圈支撐件對(duì)于其上的線圈的繞組能夠基本上對(duì)準(zhǔn)，并且隨后折疊在一起、到與在圖4中所示的位置相類似的組裝位置。在后一實(shí)施例中，兩個(gè)線圈因而可以由僅具有兩個(gè)連接端部的單一導(dǎo)線繞組形成，從一個(gè)線圈到下一個(gè)線圈的導(dǎo)線在互連支撐件的鉸鏈的附近通過(guò)。線圈連接端子80a、80b可以有利地安裝在相應(yīng)線圈支撐件中，端子具有用于連接線圈端部的接觸柱81a、81b、和用來(lái)連接到信號(hào)處理和連接電路12上的電路板端子端部83a、83b。線圈連接端子80a、80b可以有利地由線圈支撐件超模壓，或者通過(guò)壓合或其它手段安裝在其中。線圈支撐件還可以有利地容納補(bǔ)償電路連接端子24，該補(bǔ)償電路連接端子24具有用來(lái)連接到外部電路上的端子端部、和用來(lái)連接到信號(hào)處理連接電路12上的電路板連接端部24b。 信號(hào)處理電路12可以有利地沿傳感器的面布置在線圈的端部處。這有利地使得傳感器的整體高度盡可能低，并且能夠使電路板能夠緊湊和容易地連接到補(bǔ)償電路和磁場(chǎng)檢測(cè)器的各種連接端子。參照?qǐng)D5和6a至6d，傳感器殼體3有利地設(shè)有多個(gè)預(yù)制的貫通空腔82，這些預(yù)制的貫通空腔82定位在補(bǔ)償電路線圈16a、16b之間，并且橫過(guò)磁路4的中央空腔38。貫通空腔82可以有利地按彼此間的規(guī)則空隙對(duì)齊和布置，并且配置成接納和安裝U形初級(jí)導(dǎo)體10的中間部分23。空腔可以具有適應(yīng)初級(jí)導(dǎo)體的橫截面輪廓的任何形狀(例如所示出的圓形、正方形、矩形或多邊形)。殼體還可以有利地包括導(dǎo)向通道84，這些導(dǎo)向通道84布置在殼體的相對(duì)側(cè)面上，用來(lái)接納和定位U形初級(jí)導(dǎo)體的臂。通道84因而有利地幫助初級(jí)導(dǎo)體的連接端部22的準(zhǔn)確定位，連接端部22例如可以是引線端子端部的形式，如在所示的實(shí)施例中示出的那樣，以便連接到外部電路板上。然而，初級(jí)導(dǎo)體以及次級(jí)導(dǎo)體的連接端部也可以配置為可插入連接到外部連接器，或者配置作為用于在電路板的接觸點(diǎn)上的表面安裝連接的表面安裝端子端部。在信號(hào)處理電路、次級(jí)線圈及殼體的組裝之后，通過(guò)插過(guò)導(dǎo)線或其它桿形部分的直線長(zhǎng)度的預(yù)制的空腔82，初級(jí)導(dǎo)體可以有利地安裝到電流傳感器上，其中端部隨后被彎曲以形成U形的初級(jí)導(dǎo)體，側(cè)臂卡合到對(duì)應(yīng)的殼體通道84中。初級(jí)導(dǎo)體可依據(jù)傳感器的希望工作范圍，按任何數(shù)量或任何位置設(shè)置在多個(gè)可得到的貫通空腔中。U形初級(jí)導(dǎo)體的側(cè)臂相對(duì)于它們的相應(yīng)中間部分23可以偏離。在其它方面，U形初級(jí)導(dǎo)體部分被彎曲成使得它延伸穿過(guò)在與安裝面正交的平面中定位的導(dǎo)向槽，該安裝面偏離與其平行的、延伸穿過(guò)對(duì)應(yīng)的預(yù)制的空腔的平面，U形初級(jí)導(dǎo)體延伸穿過(guò)該對(duì)應(yīng)的預(yù)制的空腔。這種配置增加了將初級(jí)繞組和次級(jí)端子24分離的距離，并因而增加在外部電路板上的爬電通路，其中電流傳感器打算要安裝在該外部電路板上。在用于差動(dòng)電流測(cè)量的用途中，承載不同初級(jí)電流的初級(jí)導(dǎo)體或初級(jí)導(dǎo)體組可以有利地由空隙分離，該空隙通過(guò)在其間保留預(yù)制的殼體空腔82空閑而生成，如在圖6a和6b中所示的那樣。由此增加在承載不同電流的初級(jí)導(dǎo)體之間在外部電路板上的爬電通路。當(dāng)不是全部空腔都用來(lái)安裝初級(jí)導(dǎo)體時(shí)通過(guò)貫通空腔的隨意選擇改變初級(jí)導(dǎo)體位置的配置的能力，使得對(duì)于外部電路板具有較大設(shè)計(jì)靈活性-電流傳感器打算要安裝在該外部電路板上、或者可選擇地安裝在外部電氣連接器上，同時(shí)保持制造成本低。事實(shí)上，用來(lái)生產(chǎn)殼體和其它元 件的工具變化是不需要的，僅有的變化是在初級(jí)導(dǎo)體組裝操作中，借此可以使用相同的導(dǎo)體插入和彎曲工具?？赡茏⒁獾?，用于初級(jí)導(dǎo)體的選擇性插入的上述殼體配置也可以有利地在開(kāi)環(huán)電流傳感器(即，沒(méi)有補(bǔ)償電路的電流傳感器)中實(shí)施，而不脫離本發(fā)明的范圍。根據(jù)本發(fā)明的磁路的優(yōu)點(diǎn)是其較好支持在初級(jí)導(dǎo)體中的電流超載的能力，這些電流超載有時(shí)發(fā)生在裝置的起動(dòng)期間。在次級(jí)電路補(bǔ)償產(chǎn)生的磁場(chǎng)之前，電流超載產(chǎn)生磁通門芯飽和的風(fēng)險(xiǎn)。第二支路32的配置，具體地說(shuō)用側(cè)部和外部壁部分對(duì)空腔44的部分或基本上完全包繞、以及外部壁延伸部50和/或側(cè)部壁延伸部50'的存在，有效防止了在空腔44中磁通門磁場(chǎng)傳感器位置的飽和問(wèn)題。
權(quán)利要求
1.一種電流傳感器，包括殼體、具有中央開(kāi)口的磁路、磁場(chǎng)傳感器、及一個(gè)或更多個(gè)基本U形的初級(jí)導(dǎo)體部分，這些基本U形的初級(jí)導(dǎo)體部分部分地繞磁路的支路延伸，其中，殼體包括穿過(guò)磁路的中央開(kāi)口在殼體的相對(duì)側(cè)部外部面之間延伸的多個(gè)預(yù)制的初級(jí)導(dǎo)體導(dǎo)向空腔，預(yù)制的初級(jí)導(dǎo)體導(dǎo)向空腔配置成，用于在殼體中組裝磁場(chǎng)傳感器和磁路之后，穿過(guò)預(yù)制的初級(jí)導(dǎo)體導(dǎo)向空腔插入所述一個(gè)或更多個(gè)初級(jí)導(dǎo)體部分，并且其中，傳感器具有比預(yù)制的初級(jí)導(dǎo)體導(dǎo)向空腔小的初級(jí)導(dǎo)體部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電流傳感器，其中，殼體包括沿殼體的側(cè)部面的導(dǎo)向槽，所述導(dǎo)向槽用來(lái)定位初級(jí)導(dǎo)體部分的側(cè)部支路。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電流傳感器，其中，初級(jí)導(dǎo)體或初級(jí)導(dǎo)體組由空隙分離，該空隙通過(guò)在其間保留至少一個(gè)預(yù)制的殼體空腔(82)空閑而生成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電流傳感器，其中，每個(gè)U形的初級(jí)導(dǎo)體部分被彎曲成使得它延伸穿過(guò)在與安裝面正交的平面中定位的導(dǎo)向槽，該安裝面偏離與其相平行的、延伸穿過(guò)對(duì)應(yīng)的預(yù)制的導(dǎo)向空腔的平面，U形的初級(jí)導(dǎo)體延伸穿過(guò)該對(duì)應(yīng)的預(yù)制的導(dǎo)向空腔。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電流傳感器，進(jìn)一步包括補(bǔ)償電路，所述補(bǔ)償電路配置成產(chǎn)生磁場(chǎng)，所述磁場(chǎng)與由待被測(cè)量的、在所述一個(gè)或更多個(gè)初級(jí)導(dǎo)體中流動(dòng)的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)相反，磁路包括由組裝在一起的至少兩個(gè)芯部分制成的磁芯，以形成大體閉合的磁路，所述磁芯具有大體平行六面體形狀，所述平行六面體具有接合相對(duì)的第一和第二支路的相對(duì)側(cè)支路，補(bǔ)償電路包括信號(hào)處理電路(12)、圍繞磁路的第一支路的線圈(16a)、及圍繞磁路的第二支路的線圈(16b)，線圈安裝在相應(yīng)的線圈支撐件(14a、14b)上，其中，信號(hào)處理電路包括沿傳感器的面在線圈的端部處定位的電路板，所述電路板與傳感器的安裝面(5)大體正交，并且其中，磁路的第二支路(32)包括至少部分地圍繞空腔部分(44)的內(nèi)部壁部分(40a、40b)和外部壁部分(42a、42b)，所述空腔部分(44)具有與電路板相鄰的敞開(kāi)端部，允許磁場(chǎng)傳感器(8)在與電路板正交的方向上可插入地接納在該空腔部分(44)中。
全文摘要
本發(fā)明涉及電流傳感器。閉環(huán)電流傳感器，包括磁路、磁場(chǎng)傳感器、及補(bǔ)償電路，該補(bǔ)償電路配置成產(chǎn)生磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)與由待被測(cè)量的、在一個(gè)或更多個(gè)初級(jí)導(dǎo)體(10)中流動(dòng)的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)相反，該一個(gè)或更多個(gè)初級(jí)導(dǎo)體(10)延伸穿過(guò)磁路的中央開(kāi)口(38)。磁路包括由組裝在一起的至少兩個(gè)芯部分(28a、28b)制成的磁芯(4)，以形成大體閉合的磁路，其中，磁路的第二支路(32)包括由至少部分地圍繞空腔部分(44)的一個(gè)或更多個(gè)側(cè)部壁部分(46a、46b、46a′、46b′)接合的內(nèi)部壁部分(40a、40b)和外部壁部分(42a、42b)，該空腔部分(44)在其中接納磁場(chǎng)傳感器(8)，側(cè)部和外部壁部分從內(nèi)部壁部分的一個(gè)或兩個(gè)側(cè)部邊緣延伸。
文檔編號(hào)G01R15/18GK102866276SQ20121033880
公開(kāi)日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2009年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月25日
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