柔性電流傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]能夠測(cè)量直流(DC)的典型無(wú)接觸電流傳感器使用夾具類型或夾爪類型的傳感器，其具有圍繞用于測(cè)量的電氣構(gòu)件定位的剛性?shī)A具。電機(jī)打開(kāi)和閉合夾具的夾爪且對(duì)準(zhǔn)夾爪。有效的測(cè)量需要準(zhǔn)確的夾爪對(duì)準(zhǔn)。
【背景技術(shù)】
[0002]打開(kāi)夾爪需要較大的物理空間。此外，圍繞配電板或其它緊密空間中的電氣構(gòu)件定位夾具傳感器可能對(duì)于技術(shù)人員棘手或麻煩，且可引起對(duì)被測(cè)量的電氣構(gòu)件或附近構(gòu)件的破壞。來(lái)自附近重型機(jī)械的振動(dòng)可加劇這些問(wèn)題。夾具傳感器通常比標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量工具更重，因?yàn)閵A爪包括較大的鐵件和電機(jī)來(lái)用于打開(kāi)、閉合和對(duì)準(zhǔn)夾爪。
[0003]羅戈夫斯基線圈是比夾具類型的電流傳感器更輕且更靈活的電流傳感器。羅戈夫斯基線圈比大多數(shù)夾具傳感器更容易在緊密空間中使用；然而，羅戈夫斯基線圈不適于測(cè)量DC電流。期望具有能夠測(cè)量DC且具有比夾具類型計(jì)量計(jì)更輕重量和更小剛性形狀因數(shù)的裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]以下概述介紹了下文將在【具體實(shí)施方式】中進(jìn)一步描述的簡(jiǎn)化形式的構(gòu)想的選擇。該概述不旨在確認(rèn)所提出的主題的關(guān)鍵特征，也不旨在用作協(xié)助確定所提出的主題的范圍。
[0005]在一個(gè)或多個(gè)方面中，一種裝置用于測(cè)量流過(guò)導(dǎo)線的電流。裝置包括具有第一組多個(gè)線束和第一磁場(chǎng)傳感器的導(dǎo)磁環(huán)路。第一組多個(gè)線束中的線束包括導(dǎo)磁材料。多個(gè)線束中的線束可具有包括絕緣材料的導(dǎo)磁層外的層。線束被構(gòu)造成傳送磁場(chǎng)至定位在第一組多個(gè)線束的一端附近的第一磁場(chǎng)傳感器。由線束傳送的磁場(chǎng)可表不流過(guò)導(dǎo)線的電流。在一些實(shí)施例中，第一磁場(chǎng)傳感器構(gòu)造成基于由第一磁場(chǎng)傳感器測(cè)得的磁場(chǎng)的大小輸出表不流過(guò)導(dǎo)線的電流的信號(hào)。
[0006]在一些實(shí)施例中，裝置還包括包繞環(huán)路的線圈以及聯(lián)接到線圈和磁場(chǎng)傳感器上的驅(qū)動(dòng)電路。驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)造成生成電流，其大致抵消第一磁場(chǎng)，其中由驅(qū)動(dòng)電路生成的電流表示流過(guò)導(dǎo)線的電流。
[0007]在一些實(shí)施例中，第一磁場(chǎng)傳感器構(gòu)造成基于由第一磁場(chǎng)傳感器感測(cè)到的磁場(chǎng)的大小輸出表示流過(guò)導(dǎo)線的電流的信號(hào)。在一些實(shí)施例中，第一捆線束包括第一組多個(gè)線束，且第一組多個(gè)線束布置成使得它們?cè)趯?dǎo)磁環(huán)路的長(zhǎng)度上穿過(guò)第一捆的內(nèi)部部分和外部部分至少一次。在一些實(shí)施例中，線束平均在第一捆的長(zhǎng)度內(nèi)可定位在內(nèi)部部分和外部部分中大致相同的量。線束可從第一捆的內(nèi)部部分和外部部分中交替，使得線束在內(nèi)部部分中與線束在第一捆的外部部分中具有大約相同的長(zhǎng)度量。在一些實(shí)施例中，第一組多個(gè)線束被纏繞。
[0008]在一些實(shí)施例中，用于測(cè)量電流的流動(dòng)的裝置還可包括構(gòu)造成打開(kāi)和閉合導(dǎo)磁環(huán)路的緊固裝置。緊固裝置可構(gòu)造成使第一組多個(gè)線束與第一磁場(chǎng)傳感器的感測(cè)元件重疊地定位。在一些實(shí)施例中，裝置還可包括第二組多個(gè)線束，其包括第二捆線束。緊固裝置可構(gòu)造成使第一捆和第二捆線束的端部與第一磁場(chǎng)傳感器的感測(cè)元件重疊地定位。導(dǎo)磁環(huán)路還可包括第二磁場(chǎng)傳感器，其中第一磁場(chǎng)傳感器和第二磁場(chǎng)傳感器定位成相對(duì)于彼此跨過(guò)導(dǎo)磁環(huán)路。
[0009]在一些實(shí)施例中，第一組多個(gè)線束的內(nèi)部包括具有至少5.0*10 3H/m的磁導(dǎo)率的鎳鐵合金。在一些實(shí)施例中，第一組多個(gè)線束的內(nèi)部部分包括μ金屬。μ金屬可具有至少2.5*10 3H/m的磁導(dǎo)率。第一磁場(chǎng)傳感器可包括霍爾效應(yīng)傳感器、磁通量閘門、非均質(zhì)磁阻器傳感器和大型磁阻器傳感器中的至少一者。在一些實(shí)施例中，第一組多個(gè)線束為柔性的。流過(guò)導(dǎo)線的電流可為直流。在一些實(shí)施例中，裝置還包括構(gòu)造成圍繞導(dǎo)磁環(huán)路定位的環(huán)面形線圈。
[0010]另一方面，本公開(kāi)內(nèi)容提供了一種測(cè)量流過(guò)導(dǎo)線的電流的方法。該方法包括:從導(dǎo)磁環(huán)路的多個(gè)導(dǎo)磁線束的端部傳送磁場(chǎng)至定位在多個(gè)導(dǎo)磁線束的端部附近的磁場(chǎng)傳感器。該方法可包括:基于由磁場(chǎng)傳感器感測(cè)的磁場(chǎng)的大小從磁場(chǎng)傳感器輸出表明流過(guò)導(dǎo)線的電流的信號(hào)。該方法還可包括:經(jīng)由包繞導(dǎo)磁環(huán)路的線圈生成電流以大致抵消第一磁場(chǎng)，其中由驅(qū)動(dòng)電路生成來(lái)大致抵消第一磁場(chǎng)的電流表明流過(guò)導(dǎo)線的電流。在一些實(shí)施例中，導(dǎo)磁線束的線束具有絕緣材料的外層。
[0011]在一些實(shí)施例中，該方法還包括:在傳送磁場(chǎng)至磁場(chǎng)傳感器之前，圍繞導(dǎo)線定位導(dǎo)磁環(huán)路，以及通過(guò)利用緊固裝置閉合導(dǎo)磁環(huán)路來(lái)使多個(gè)絕緣導(dǎo)磁線束的端部與磁場(chǎng)傳感器的感測(cè)元件對(duì)準(zhǔn)。
[0012]在本公開(kāi)內(nèi)容的另一方面中，提供了一種用于測(cè)量流過(guò)導(dǎo)線的電流的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括構(gòu)造成可聯(lián)接到用于測(cè)量流過(guò)導(dǎo)線和羅戈夫斯基線圈的電流的裝置上的測(cè)量裝置。測(cè)量裝置構(gòu)造成從裝置和羅戈夫斯基線圈中的一者輸出測(cè)量電流值。
【附圖說(shuō)明】
[0013]本發(fā)明的前述方面和一些所附優(yōu)點(diǎn)將變得更容易認(rèn)識(shí)到，因?yàn)槠湓谶B同附圖時(shí)將參照以下詳細(xì)描述變得更好理解，在附圖中:
圖1為根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的具有打開(kāi)的環(huán)路的電流測(cè)量系統(tǒng)的實(shí)例；
圖2為根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的具有圍繞導(dǎo)線閉合的環(huán)路且正在測(cè)量流過(guò)導(dǎo)線的電流的圖1的電流測(cè)量系統(tǒng)的實(shí)例；
圖3為根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的具有環(huán)路的電流傳感器的框圖，所述環(huán)路包括定位在導(dǎo)磁區(qū)段與線圈之間的磁場(chǎng)傳感器；
圖4為根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的具有環(huán)路的電流傳感器的框圖，所述環(huán)路包括至少兩個(gè)磁場(chǎng)傳感器和兩個(gè)單獨(dú)的導(dǎo)磁區(qū)段；
圖5示出了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的在沿捆的不同縱向位置處的一捆導(dǎo)磁線束的兩個(gè)截面視圖；
圖6為根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的相對(duì)于彼此纏繞的一捆導(dǎo)磁線束；以及圖7為根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的包括多捆纏繞的線束的一捆導(dǎo)磁線束。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下文連同附圖(其中相似的附圖標(biāo)記表示相似的元件)闡明的詳細(xì)描述了所公開(kāi)的主題的各種實(shí)施例，且不旨在僅表示實(shí)施例。本公開(kāi)內(nèi)容中所述的各個(gè)實(shí)施例僅提供了應(yīng)當(dāng)認(rèn)作是優(yōu)選或優(yōu)于其它實(shí)施例的實(shí)例或圖示。提供的所示實(shí)例不旨在為詳盡的或?qū)⑻岢霰Ｗo(hù)的主題限于所公開(kāi)的精確形式。
[0015]以下論述提供了系統(tǒng)、設(shè)備和方法的實(shí)例，其涉及能夠測(cè)量流過(guò)導(dǎo)線的電流而不會(huì)與導(dǎo)線接觸的柔性電流傳感器。在各種實(shí)施例中，柔性電流傳感器可具有如羅戈夫斯基線圈的柔性環(huán)路類似的尺寸、形狀和外形。然而，不同于羅戈夫斯基線圈，本文所述的電流傳感器可感測(cè)直流(DC)。在一些實(shí)施例中，電流傳感器還可感測(cè)交變電流(AC)。電流傳感器以與夾具或夾爪類型的電流傳感器類似的方式感測(cè)電流的流動(dòng)，但使用不同的磁芯。
[0016]圖1示出了具有電流傳感器102和測(cè)量裝置190的電流測(cè)量系統(tǒng)100。電流傳感器102包括具有柔性部分的環(huán)路110。環(huán)路110包括導(dǎo)磁材料或〃磁芯〃。導(dǎo)磁材料包括多個(gè)導(dǎo)磁線束。線束且因此環(huán)路110可為柔性的或可彎曲的。線束可包括有助于使線束與彼此絕緣的絕緣材料的外層。電流傳感器102使用環(huán)路110來(lái)感測(cè)導(dǎo)線中的電流流動(dòng)，而非使用利用電機(jī)來(lái)打開(kāi)和閉合的較重的剛性?shī)A爪。在一些實(shí)施例中，環(huán)路可打開(kāi)和閉合，使得其可圍繞具有電流的導(dǎo)線定位，而不會(huì)中斷電流。
[0017]如本文更詳細(xì)所述，環(huán)路110中的多個(gè)柔性導(dǎo)磁線束可為織造的、編織的、纏繞的或布置成圖案。環(huán)路110還包括至