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CN111551769A - 基于磁传感器阵列的高精度电流传感器 - Google Patents

基于磁传感器阵列的高精度电流传感器 Download PDF

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CN111551769A
CN111551769A CN202010548806.XA CN202010548806A CN111551769A CN 111551769 A CN111551769 A CN 111551769A CN 202010548806 A CN202010548806 A CN 202010548806A CN 111551769 A CN111551769 A CN 111551769A
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CN
China
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current
magnetic
array
soft
sensor array
Prior art date
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Pending
Application number
CN202010548806.XA
Other languages
English (en)
Inventor
李大来
蒋乐跃
黄正伟
王鑫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aceinna Transducer Systems Co Ltd
Original Assignee
Aceinna Transducer Systems Co Ltd
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Publication date
Application filed by Aceinna Transducer Systems Co Ltd filed Critical Aceinna Transducer Systems Co Ltd
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/20—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/0092—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof measuring current only

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

本发明提供一种电流传感器，其包括载流导体、磁传感器阵列和软磁体阵列，所述载流导体用于为被测定电流提供流经通道；所述磁传感器阵列位于所述载流导体的周围，所述磁传感器阵列包括n个磁传感器，n为大于1的自然数；所述软磁体阵列位于所述载流导体的周围,所述软磁体阵列包括n个软磁体，所述磁传感器阵列中相邻两个磁传感器之间至少设置有一个软磁体。这样，增大了电流传感器的灵敏度，提升了电流传感器的精度。

Description

基于磁传感器阵列的高精度电流传感器
【技术领域】
本发明涉及电流传感器技术领域，尤其涉及一种基于磁传感器阵列的高精度电流传感器。
【背景技术】
用于测量电流大小的电流传感器广泛应用于各种电子设备中。传统的基于磁传感器阵列的电流传感器，包括磁传感器阵列和载流导体。载流导体中的电流在磁传感器阵列处产生的磁场被感应到，从而达到探测电流的目的。缺点是，灵敏度低。
因此，有必要提出一种技术方案来解决上述问题。
【发明内容】
本发明的目的之一在于提供一种基于磁传感器阵列的高精度电流传感器，其增大了电流传感器的灵敏度，提升了电流传感器的精度。
根据本发明的一个方面，本发明提供一种电流传感器，其包括载流导体、磁传感器阵列和软磁体阵列，所述载流导体用于为被测定电流提供流经通道；所述磁传感器阵列位于所述载流导体的周围，所述磁传感器阵列包括n个磁传感器，n为大于1的自然数；所述软磁体阵列位于所述载流导体的周围,所述软磁体阵列包括n个软磁体，所述磁传感器阵列中相邻两个磁传感器之间至少设置有一个软磁体。
与现有技术相比，本发明中的电流传感器包括载流导体、磁传感器阵列和软磁体阵列。其中，所述软磁体阵列用于对所述载流导体中的电流在所述磁传感器处产生的磁场进行放大，从而增大了电流传感器的灵敏度，提升了电流传感器的精度。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为一种传统的基于磁传感器阵列的电流传感器的结构示意图100；
图2为本发明在一个实施例中的基于磁传感器阵列的高精度电流传感器的结构示意图200；
图3为图2所示电流传感器的立体透视示意图300。
【具体实施方式】
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。除非特别说明，本文中的连接、相连、相接的表示电性连接的词均表示直接或间接电性相连。
请参阅图1所示，其为一种传统的基于磁传感器阵列的电流传感器的结构示意图100。图1所示的基于磁传感器阵列的电流传感器100包括：磁传感器阵列102和载流导体101。以磁传感器阵列102包含8个磁传感器为例。磁传感器阵列102包括磁传感器102a、102b、102c、102d、102e、102f、102g和102h，8个磁传感器的中心构成一个圆103，圆103的周长为L。载流导体101位于磁传感器阵列102包围的区域内。载流导体101的电流I在磁传感器102a、102b、102c、102d、102e、102f、102g和102h处分别产生磁场H1、H2、H3、H4、H5、H6、H7和H8；磁传感器102a、102b、102c、102d、102e、102f、102g和102h的输出分别为V1＝S(H1/I)I、V2＝S(H2/I)I、V3＝S(H3/I)I、V4＝S(H4/I)I、V5＝S(H5/I)I、V6＝S(H6/I)I、V7＝S(H7/I)I和V8＝S(H8/I)I，其中S为磁传感器相对于磁场的灵敏度；磁传感器阵列102的输出为V＝S[(H1+H2+H3+H4+H5+H6+H7+H8)/I]I/8＝(S/L)I。图1所示的传统的基于磁传感器阵列的电流传感器100的缺点是，灵敏度低。
请参阅图2所示，其为本发明在一个实施例中的基于磁传感器阵列的高精度电流传感器的结构示意图200；请参考图3所示，其为图2所示电流传感器的立体透视示意图300。由图2和图3可知，本发明中的电流传感器200包括：磁传感器阵列202、软磁体阵列204和载流导体201。
所述载流导体201用于为被测定电流I提供流经通道。在图2和图3所示的实施例中，所述载流导体201位于所述磁传感器阵列202包围的区域内。也可以说，所述载流导体201穿过所述磁传感器阵列202包围的区域。
所述磁传感器阵列202位于所述载流导体201的周围，其根据在所述磁传感器阵列202处的磁场来检测所述被测定电流I。在一个实施例中，所述磁传感器阵列202包括n个磁传感器，n为大于1的自然数，n个磁传感器的中心排布成第一圆形。
所述软磁体阵列204位于所述载流导体201的周围，用于对所述载流导体201中的电流在所述磁传感器阵列202处产生的磁场进行放大。其中，所述软磁体阵列204中的每个软磁体位于所述磁传感器阵列202中相邻两个磁传感器之间。在一个实施例中，所述软磁体阵列204包括n个软磁体，n个软磁体的中心排布成第二圆形。所述第一圆形和第二圆形重合,第一圆形和第二圆形的周长相等。优选的，每个软磁体位于相邻两个磁传感器形成圆弧的中心。
在图2和图3所示的实施例中，以磁传感器阵列202包含8个磁传感器和软磁体阵列204包含8个软磁体为例。
所述磁传感器阵列202包括磁传感器202a、202b、202c、202d、202e、202f、202g和202h，8个磁传感器的中心构成(或排布成)第一圆形203，第一圆形203的周长为L。所述软磁体阵列204包括软磁体204a、204b、204c、204d、204e、204f、204g和204h，8个软磁体的中心构成(或排布成)第二圆形，与8个磁传感器中心构成的第一圆形203重合，每个软磁体位于相邻两个磁传感器形成圆弧的中心。载流导体201位于磁传感器阵列202包围的区域内。软磁体阵列204由高磁导率的软磁材料制成，对载流导体201中的电流在磁传感器阵列202处产生的磁场起到放大的作用，放大因子为G，其中G>1。在软磁体阵列204存在的情况下，载流导体201的电流I在磁传感器202a、202b、202c、202d、202e、202f、202g和202h处分别产生磁场GH1、GH2、GH3、GH4、GH5、GH6、GH7和GH8；磁传感器202a、202b、202c、202d、202e、202f、202g和202h的输出分别为V1＝S(GH1/I)I、V2＝S(GH2/I)I、V3＝S(GH3/I)I、V4＝S(GH4/I)I、V5＝S(GH5/I)I、V6＝S(GH6/I)I、V7＝S(GH7/I)I和V8＝S(GH8/I)I，其中S为磁传感器相对于磁场的灵敏度；磁传感器阵列202的输出为V＝S[G(H1+H2+H3+H4+H5+H6+H7+H8)/I]I/8＝(GS/L)I。
相对于图1所示的传统的基于磁传感器阵列的电流传感器100，本发明中的基于磁传感器阵列的高精度电流传感器200将相对于电流的灵敏度提升G倍，提高了电流传感器的精度。
在本发明中，“连接”、“相连”、“连”、“接”等表示电性连接的词语，如无特别说明，则表示直接或间接的电性连接。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。

Claims (6)

1.一种电流传感器，其特征在于，其包括载流导体、磁传感器阵列和软磁体阵列，
所述载流导体用于为被测定电流提供流经通道；
所述磁传感器阵列位于所述载流导体的周围，所述磁传感器阵列包括n个磁传感器，n为大于1的自然数；
所述软磁体阵列位于所述载流导体的周围,所述软磁体阵列包括n个软磁体，所述磁传感器阵列中相邻两个磁传感器之间至少设置有一个软磁体。
2.根据权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，
所述载流导体位于所述磁传感器阵列包围的区域内；
所述磁传感器阵列根据在所述磁传感器阵列处的磁场来检测所述被测定电流,
所述软磁体阵列用于对所述载流导体中的电流在所述磁传感器阵列处产生的磁场进行放大。
3.根据权利要求2所述的电流传感器，其特征在于，
n个磁传感器的中心排布成第一圆形；
n个软磁体的中心排布成第二圆形。
4.根据权利要求3所述的电流传感器，其特征在于，
所述第一圆形和第二圆形重合；
第一圆形和第二圆形的周长相等。
5.根据权利要求3所述的电流传感器，其特征在于，
每个软磁体位于相邻两个磁传感器形成圆弧的中心。
6.根据权利要求2所述的电流传感器，其特征在于，
所述软磁体阵列由高磁导率的软磁材料制成。
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