CN101438172B - 电流探测系统 - Google Patents

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Abstract

电流探测系统具有电流探头(16)和可附着适配器(20)。电流探头具有带与适配器上的导电触点匹配的导电触点的探头体(18)。引线(24，26)延伸自外壳以便耦合到载流导体。引线可连接到耦合到电流转移装置的插头以便将电流信号耦合到电流探头。适配器还可包括开关，当适配器与电流探头匹配时该开关将电流信号选择性地耦合到电流探头。将电流探头的触点耦合到产生表示电流信号的电压输出的电流感测电路。将电压输出通过电缆耦合到示波器。

Description

电流探测系统
技术领域
本发明一般涉及电流探头并且更具体而言涉及用于从载流导体采集电流信号的与示波器一起使用的电流探头系统。
背景技术
与示波器一起使用的电流探头应用了变压器技术以测量在导体中流动的电流。变压器具有限定了孔径的环形磁芯并且可以是固体的或闭合的芯或磁芯的一侧相对于另侧是可移动的打开的或分(split)芯。这允许在不需要使载流导体与电路断开的情况下使载流导体穿过变压器的孔径。载流导体穿过磁芯中的孔径并且作为变压器的初级绕组。次级绕组环绕磁芯的一侧。在载流导体中流动的电流感生链接到磁芯和次级绕组的磁通量。磁通量引起产生于次级绕组中的电流，该电流产生与由在载流导体中流动的电流产生的磁通量相反的磁通量。在无源电流探头中，跨产生AC电压输出的变压器端接电阻使由次级绕组产生的交流电下降(drop)。将电压输出通过电缆耦合到示波器的输入通道。示波器处理电压信号，用于显示电流信号的表示。
由于变压器是AC信号耦合装置，变压器通带截止频率在DC电平之上。为允许电流探头感测DC和低频电流信号，有源电流探头包括在变压器磁芯中的霍尔(Hall)效应装置。霍尔效应装置是定位于磁芯中以便磁芯中的磁通量与霍尔板基本垂直的半导体。将偏压施加给霍尔板并且由磁芯中的通量引起的霍尔效应产生的结果电压被耦合到差分放大器的输入。将放大器的单端输出耦合到功率放大器，该功率放大器产生与霍尔效应装置产生的电流成比例的电流输出。将霍尔装置放大器的输出或可选地功率放大器的输出耦合到变压器的次级绕组以便源自放大器的流经次级绕组的输出电流产生通量，该通量在霍尔效应装置的整个频率通带上与输入磁通量相反。在一实施例中，将霍尔效应的输出或功率放大器输出耦合到次级绕组的一侧，其中绕组的另侧耦合到变压器端接电阻器和放大器电路。在另一实施例中，将霍尔效应放大器的输出通过电阻器耦合到次级的相同侧作为放大器电路。将电容器耦合到在放大器电路中的宽带放大器的输入，用于阻塞源自霍尔效应放大器的电流。在运算放大器的输入处对霍尔效应放大器的输出和宽带放大器的输出求和，该运算放大器具有提供与变压器的次级绕组中的经组合电流成比例的电压输出的反馈电阻器。运算放大器的电压输出是对磁芯通量的AC和DC分量的量度。将运算放大器输出通过电缆耦合到示波器的输入通道。总之，有源电流探头是分环(split-ring)变压器类型。美国专利3,525,041、5,477,135和5,493,211描述了以上电流感测电路。
为测量通过导体的电流，电流探头必须与导体串联耦合。当载流导体被固定到例如电路板上的电路迹线(circuit trace)的衬底上时，这证明是困难的。测量电路迹线中的电流的一般过程是断开(break)迹线并且在迹线断口之间焊接一段电线。使电线穿过在电流探头的变压器中的孔径，其中电线作为变压器的初级绕组。另一过程是制造带迹线间隙的电路板并且在间隙的任一侧安装方形引脚。在电路板的正常测试期间将导电跳线(jumper)耦合到方形引脚。当要求电流测试时，将跳线去除并且在方形引脚之间连接一段电线。如先前一样，电线被用作电流探头中的变压器的初级绕组。
基于电流探头的变压器在测量经过电路板上的电路迹线的电流上具有许多限制。结果电流测量的灵敏度和准确性受限于当打开和关闭分芯时在变压器的磁芯内的相同位置上放置电线的可重复性和在相同的位置上准确地对齐分芯的可重复性。所需要的是电流探测系统，该电流探测系统消除了作为电流探头的初级绕组的电线环的使用。此外，电流探测系统应提供在将电流探头连接到载流导体上的灵活性。此外，电流探测系统应提供在电流测量的灵敏度和准确性上的更大可重复性。
发明内容
因此，用于从载流导体采集电流信号的与示波器一起使用的满足以上需求的一种电流探测系统具有电流探头和安装在电流探头上的适配器。电流探头具有探头体和置于探头体的一端中的第一和第二导电触点。第一和第二导电触点适于与载流导体串联耦合。将第一和第二导电触点耦合到电流感测电路，用于产生在载流导体中流动的电流的输出信号表示。将源自电流感测电路的输出信号通过延伸自探头体的另端的电缆耦合到示波器。适配器具有适于安装在探头体上的外壳并且具有延伸自外壳的第一和第二导电引线。引线中的每一个具有用于耦合到载流导体的第一电触点和置于外壳内用于与电流探头的第一和第二导电触点之一耦合的第二电触点。
可将第一和第二导电引线的第一电触点耦合到适于接合导电触点的插头，该导电触点作为在耦合到载流导体的电流转移装置中的开关元件，其中电流转移装置在第一位置耦合经过载流导体的电流信号并且在第二位置耦合经过电流探头的电流信号，该第二位置由插头对电流转移装置的导电触点中的至少一个的向下压力产生。该向下压力使得电流转移装置的导电触点在第二电流转移装置位置处脱离。
导电引线的第一电触点中的每一个还包括在导电插座中具有孔的导电插座以便与安装在载流导体中的不导电间隙的任一侧上的方形引脚连接器匹配。第一和第二导电引线的第一电触点中的每一个还可形成为触点垫，该触点垫在不导电间隙的任一侧上被固定地固定到载流导体。其中跨载流导体中的不导电间隙耦合适配器的引线，置于适配器外壳内的开关具有电耦合到一导电引线和选择性地耦合到电流探头触点之一的第一端、耦合到其他导电引线和选择性地耦合到其他电流探头触点的第二端。开关电枢将第一和第二端选择性地耦合在一起。开关具有当适配器外壳与探头体分离时开关电枢将导电引线电耦合在一起的第一位置和当适配器外壳被安装在探头体上时开关电枢使导电引线相互解耦的第二位置。当适配器外壳被安装在探头体上时将电流探头触点耦合到开关的第一和第二端。适配器还可包括置于开关的第一和第二端之间的优选地形式为二极管的第一和第二电压钳，用于使由感应反冲引起的跨触点端的电弧最小化。
在优选实施例中，置于探头体和适配器外壳中的导电触点由置于各自插座中的触点阵列组成。每个插座具有触点阵列的第一和第二部分，将该触点阵列电耦合在一起以形成探头体中的第一和第二导电触点以及适配器外壳中的第一和第二导电触点。在探头体和适配器外壳中的插座匹配在一起以便将探头体中的第一和第二导电触点与适配器外壳中的第一和第二导电触点耦合。
电流感测电路可被实现为磁传感器，该磁传感器被耦合到第一和第二导电触点以便感测电流信号的磁通量并且被耦合到放大器电路以便产生表示在载流导体中流动的电流的输出信号。磁传感器可采取变压器或磁通门的形式。变压器具有磁芯，其中将初级和次级绕组环绕磁芯。使初级绕组耦合第一和第二导电触点以便从载流导体接收电流信号并且在磁芯和次级绕组内感生磁通量以便产生在耦合到放大器电路的次级绕组中的电流信号输出。变压器还可包括被置于磁芯中的磁-电转换器，该磁-电转换器与磁芯内的磁通量相互作用以便产生表示在载流导体上的DC到低频电流信号的电压信号，其中电压信号被耦合到放大器电路。
当连同所附权利要求书和所附附图一起来阅读时，从以下详细描述中，本发明的目的、优点和新的特征是明显的。
附图说明
图1是依据本发明的电流探测系统的透视图。
图2例示了用于电流探测系统的各种适配器。
图3是用于电流探测系统的适配器的分解透视图。
图4是在用于电流探测系统的适配器中的电路的示意性表示。
图5是可与安装在载流导体上的电流转移(diverting)装置一起使用的适配器的透视图。
图6是在电流探测系统中的电流感测电路的示意性表示。
图7是在电流探测系统中的另一电流感测电路的示意性表示。
图8是在电流探测系统中的进一步的电流感测电路的示意性表示。
具体实施方式
图1是与示波器12一起使用的用于从载流导体14获取电流信号的电流探测系统10的透视图。电流探测系统10具有带探头体18的电流探头16，电流感测电路置于探头体18中。将电流感测电路电耦合到置于探头体18的一端中的第一和第二导电触点。将适配器20选择性地附着到探头体16上。适配器20具有外壳22，第一和第二导电引线24和26延伸自外壳22。导电电缆28延伸自探头体18的另端，用于将输出信号从电流感测电路耦合到示波器12并将电力提供给探头体16。优选地将导电电缆28耦合到电流探头控制盒30，该电流探头控制盒30耦合到示波器12的多个输入信号通道32之一。每个输入信号通道32具有插座接口34，其中每个接口具有导电触点和同轴信号插口(jack)。电流探头控制盒30具有与插座接口34匹配的插头接口36并且具有与插座接口34中的相应电触点和同轴信号插孔接口的电触点和同轴信号插孔。接口34和36将电力提供给电流探头16并提供在电流探头16和示波器12之间的通信。接口34和36还提供在电流探头16和示波器12之间的信号通路。
在电流探头适配器20的第一和第二导电引线24和26上提供了各种类型的电触点38、40，这将在以下更详细地描述。电触点适于电耦合到安装在例如在电路板46上形成的电路迹线等等的载流导体14上的多个电连接器42、44之一。将电连接器42、44跨载流导体14中的不导电间隙48定位于载流导体14上。电连接器42具有安装在不导电间隙48的任一侧上的方形引脚50，该方形引脚50电耦合到载流导体14。将电跳线52定位于方形引脚50中，用于当电流探头适配器20没有耦合到载流导体14中时跨不导电间隙48耦合电流信号。电连接器44是与将在以下更详细描述的同轴插头匹配的同轴插座54。触点垫(pad)56还可在不导电间隙48的任一侧上形成于载流导体14上。将可去除的导电箔58固定到触点垫，用于跨不导电间隙48耦合电流信号。当将电流探头适配器20耦合到载流导体14时，将导电箔58从载流导体14上去除。
图2例示了用于电流探测系统10的适配器20的代表性实例。电流探头16的探头体18具有基本上矩形形状的从探头体18外表面凹进去的前部60。在优选实施例中，前部60具有插座62，该插座62具有形成电流探头16的第一和第二导电触点的触点阵列。触点阵列的一部分形成第一导电触点并且触点阵列的其他部分形成第二导电触点。适配器外壳22与探头体18的前部60匹配并通过置于延伸的前部60上的闩锁(latching)元件64被固定到探头体18的前部60。将分离杆66定位于探头体18上，当从第一位置移动到第二位置时该分离杆66使闩锁元件64与适配器外壳22脱离。
适配器20的外壳22具有孔径68，包括第一和第二导电引线24和26的电缆70延伸自孔68。导电引线24和26中的每一个的一端配置有电触点38、40，用于通过在载流导体14上的电连接器42、44之一或触点垫56耦合到载流导体14。在一配置中，电连接器是附着到导电引线24、26上的导电插座(socket)72。导电插座72与方形引脚50在载流导体14中的不导电间隙48的任一侧上匹配。在另一配置中，电触点38、40是延伸自导电引线24和26的端的导电电线74。导电电线74可以是引线的端，或者它们可以形成为触点垫，用于在不导电间隙48的任一侧上固定到载流导体14的触点垫56。仍然在另一配置中，将导电引线24和26电耦合到同轴插头76，该同轴插头76与安装在载流导体14的不导电间隙48上的同轴插座54匹配。
参见图3，示出了适配器20的分解透视图。优选地，适配器外壳22由半外壳80形成，该半外壳80被匹配在一起以在其中夹住(capture)电路板82。包括第一和第二导电引线24、26的电缆70贯穿适配器外壳22中的孔径68。将导电引线24、26电耦合到电路板82。接地引线84也延伸自电缆70并且被连接到外屏蔽导体。具有与在探头体18中的插座62中的触点阵列类似的触点阵列的插座86被安装在电路板82上。插座62和86是匹配的装置，其中一插座62中的触点阵列与其他插座86中的触点阵列匹配。还将开关88安装在电路板82上。与具有触点垫74和导电插座72的适配器20一起使用开关88。如由图4的示意性表示最佳地示出的，通过在电路板82上的电路迹线将导电引线24、26、插座86和开关88电耦合在一起。
在图4的原理图中，插座62和86示出触点90和91的各自阵列。将触点90的阵列的第一和第二部分92和93绑定在一起以形成耦合到电流感测电路96的电流探头16的第一和第二导电触点94和95。将触点91的阵列的第一和第二部分97和98绑定在一起以形成适配器20的第一和第二导电触点99和100。将第一导电触点99电耦合到开关88的第一端101并且将第二导电触点100电耦合到开关88的第二端102。还将第一导电引线24电耦合到开关端102并且将第二导电引线26电耦合到开关端101。开关电枢103被电耦合到开关端102并且被选择性地耦合到开关端101。将开关电枢103机械地耦合到延伸自开关88的柱塞(plunger)104。将箝位二极管105和106跨开关端101和102电耦合。
当适配器20没有连接到电流探头体18时，开关电枢103将开关触点101和102耦合在一起。结果电开关连接将第一和第二导电引线24和26耦合在一起。当适配器20被连接到载流导体14时，这提供了跨载流导体14中的不导电间隙48的电流通路。将适配器20与电流探头体18匹配首先使插座62和86的触点90和91的阵列接触电触点。在探头体18上适配器20的继续插入使开关柱塞104接触探头体18的触点。在探头体18上适配器20的继续插入压下柱塞104使得开关电枢103与开关触点101脱离。这使跨开关触点100和101的短路断开并通过导电引线24和26使载流导体14与电流感测电路96串联耦合。在电路板82上的开关88和插座86的配置使开关电枢103断开与开关端101的接触之前能使插座86和62的触点90和91的阵列的断开接触。提供安装在电路板82上的箝位二极管105和106，用于使由感应反冲(inductive kick-back)引起的跨开关触点101和触点端10的电弧最小化。
图5是具有电耦合到同轴插头76的导电引线的适配器20的透视图。将导电引线24、26之一电耦合到同轴插头76中的中央电导体并且将另一个引线电耦合到插头76的导电外体。同轴插头76的中央电导体和导电外体相互绝缘。电连接器44是具有同轴插座54的电流转移装置，其中中心孔108与外导电套筒109绝缘。导电触点110按相反方向从同轴插座延伸出来，采用焊料将导电触点110在不导电间隙48的任一侧上固定地固定到载流导体14。导电触点110延伸进同轴插座54中，其中导电触点之一跨中心孔108延伸以便搭接(overlap)其他导电触点110以作为开关元件。将导电触点110之一通过按与其他导电触点110垂直的方向延伸自同轴插座54的导电引线111电耦合到导电套筒109并且通过形成于电路板46上的触点垫112在不导电间隙48的其他侧上电耦合到载流导体14。导电触点110在第一电流转移装置位置跨载流导体14中的不导电间隙48耦合电流信号。
将同轴插头76固定到同轴插座54，其中将同轴插头76的导电外体耦合到同轴插座54的外导电套筒109。同轴插头76的中央电导体延伸进同轴插座54的中心孔108中并接合延伸进中心孔108中的导电触点110。同轴插头76的中央电导体对导电触点110施加向下的压力使得触点110与其他导电触点110脱离。通过导电触点110之一和其他导电触点110转移电流信号，从载流导体14经过电流探头16的电流感测电路并且返回到载流导体14，该导电触点110之一耦合到同轴插头76的中央导体并且通过导电引线24、26之一耦合到电流探头16，该其他导电触点110耦合到同轴插座54的外导电套筒109和同轴插头76的导电外体并且通过导电引线24、26中的另一个耦合到电流探头16。同轴插头76与同轴插座54的匹配将电流探头16与载流导体14串联耦合并且是第二电流转移装置位置。同轴插头76从同轴插座54上拔下将释放对导电触点110的向下压力使得触点110相互重新接合。上述同轴插座54和匹配的同轴插头76由Wallingford(沃灵福德)，CT的Amphenol，Corp.依据各自部件号MCH-201和MCH203制造和销售，作为射频开关和射频探头。
参见图6，示出可用于电流探测系统10的电流探头16中的电流感测电路96。电流感测电路96具有限定了孔径的磁性材料环形磁芯120。将载流导体14通过电流探头16的第一和第二导电触点94和95耦合到初级绕组122，该初级绕组122与载流导体14串联耦合。将载流导体14按通量连接关系通过初级绕组122与环形磁芯120耦合。载流导体14中的待测电流在环形磁芯120中产生磁通量并被链接到次级绕组124。将次级绕组124的一端耦合到地，其中将另端耦合到跨阻放大器126的反相输入端。将跨阻放大器126的反相输入端通过具有跨阻电阻器130的电流信号通路128耦合到放大器126的输出端。从而，初级绕组122、磁芯120和次级绕组124当作变压器132。将磁-电转换器134置于与磁芯120中的通量线路基本垂直的磁芯120内。优选地，磁-电转换器134是具有耦合到偏压源136的第一对端和连接到放大器138的差分输入的第二对端的薄膜半导体霍尔效应装置。优选地，放大器138是具有低噪声和高共模抑制的高增益差分放大器。将差分放大器138的单端输出耦合到跨阻放大器126的非反相输入。还可以将由电流感测电路的消磁产生的偏置控制信号通过偏置电压线路140施加给差分放大器138。
初级绕组122中的电流在变压器132的磁芯120中产生链接到次级绕组124和霍尔效应装置134的磁通量。在初级绕组122中流动的电流的DC或低频分量在霍尔效应装置134的第二对端之间产生电位差。将霍尔效应装置134的电压输出耦合到放大器138的差分输入。将放大器138的输出耦合到跨阻放大器126的非反相输入。霍尔效应装置134产生的电压使在跨阻放大器126的非反相输入上引起的变化信号电平(level)能在跨阻放大器126的输出产生相应变化的电压电平。在跨阻放大器126的输出处的电压产生在耦合到变压器132的次级绕组124的电流信号通路128中产生的电流。在次级绕组124中流动的电流与在磁芯120中产生磁通量的在初级绕组122中流动的电流相反，在次级绕组124中流动的电流使在初级绕组122中流动的电流产生的磁通量趋零。该DC到低频反馈回路维持了等于变压器132初级绕组122中的DC或低电流信号的经过电流信号通路128的相反电流。
在初级绕组122中流动的电流的高频分量产生在次级绕组124中在例如产生磁芯120中的磁场的方向上感生的电流，该磁场与初级绕组122中的电流产生的场相反。在次级绕组124中感生的电流被耦合到跨阻放大器126的反相输入。由于反相输入是虚接地(virtualground)的，在次级绕组124中的电流通过电流信号通路128经过跨阻电阻器130耦合到跨阻放大器126的输出，该跨阻放大器126产生在初级绕组122中流动的电流的高频分量的经放大电压输出表示。跨阻放大器126当作用于产生屏蔽电流以便使在DC到低电流频率处的磁芯120中的磁通量趋零的功率放大器和当作更高频率的跨阻放大器二者。跨阻放大器126的输出经导电电缆28到示波器12。
图7是另一电流感测电路96的示意性表示。与先前相同的元件在图7中被相同的标记。电流感测电路96具有限定了孔径的磁性材料环形磁芯120。将载流导体14通过电流探头16的第一和第二导电触点94和95耦合到初级绕组122，该初级绕组122与载流导体14串联耦合。将载流导体14按通量连接关系通过初级绕组122与环形磁芯120耦合。载流导体14中的待测电流在环形磁芯120中产生磁通量并被链接到次级绕组124。从而，初级绕组122、磁芯120和次级绕组124当作变压器132。将磁-电转换器134置于与磁芯120中的通量线路基本垂直的磁芯120内。优选地，磁-电转换器134是具有在偏压源136和地之间耦合的第一对端和连接到放大器138的差分输入的第二对端的薄膜半导体霍尔效应装置。优选地，放大器138是具有低噪声和高共模抑制的高增益差分放大器。将差分放大器138的单端输出耦合到其输出耦合到次级绕组124的一端的功率放大器150。将次级绕组124的另端通过变压器端接电阻器154求和节点耦合到电压增益放大器152的输入。
初级绕组122中的电流在变压器132的磁芯120中产生链接到次级绕组124和霍尔效应装置134的磁通量。在初级绕组122中流动的电流的DC或低频分量在霍尔效应装置134的第二对端之间产生电位差。将霍尔效应装置134的电压输出耦合到其输出耦合到功率放大器150的放大器138。功率放大器150产生耦合到次级绕组124的电流输出。源自功率放大器150的在次级绕组124中流动的电流与在磁芯120中产生磁通量的在初级绕组122中流动的电流相反，在次级绕组124中流动的电流使在初级绕组122中流动的电流产生的磁通量趋零。经过次级绕组的相反电流表示在变压器132的初级绕组122中的DC或低电流信号并且通过变压器端接电阻器154求和节点被耦合到电压增益放大器152的输入。
在初级绕组122中流动的电流的高频分量产生在次级绕组124中在例如产生磁芯120中的磁场的方向上感生的电流，该磁场与初级绕组122中的电流产生的场相反。在次级绕组124中感生的电流通过变压器端接电阻器154求和节点被耦合到电压增益放大器152的输入。源自功率放大器150的在次级绕组124中流动的电流使DC到低频电流信号的磁芯120中的磁通量趋零。由在初级绕组122中流动的电流在次级绕组124中感生的电流使高频电流信号的磁芯120中的磁通量趋零。在源自功率放大器150的在次级绕组124中流动的电流和以更高频率感生到次级绕组124中的电流之间的过渡范围(transitionrange)产生源自两个源的在变压器端接电阻器154求和节点处被求和的电流。将电压增益放大器152的电压输出经导电电缆28耦合到示波器12。
图8是进一步的电流感测电路96的示意性表示。将载流导体14通过电流探头16的第一和第二导电触点94和95耦合到磁通门162的输入绕组160，该输入绕组160与载流导体14串联耦合。磁通门162具有输入绕组160环绕其的圆柱形磁芯164。导电棒166被穿过圆柱形磁芯164同轴放置并且被耦合到耦合到振荡器170的驱动电路168。绕圆柱形磁芯164放置检测线圈172，用于检测在输入绕组上的电流信号的磁通量和源自振荡器170的信号的磁通量。将检测线圈172耦合到检测电路174，该检测电路174具有从振荡器170接收信号的混频器176，该信号的频率是施加到导电棒166的信号的频率的两倍。将混频器176耦合到又通过端接电阻器182耦合到输出放大器180的低通滤波器(LPF)178。
驱动电路168产生振荡驱动电流，该振荡驱动电流在驱动电流信号的峰值(peak)处使磁芯164饱和以便磁通量离开(leave)磁芯164并且与导电棒166对齐(align)。在这期间，在纵向上的芯164的磁化度下降。当驱动电流接近过零点时，磁通量再次穿过磁芯164。在这期间，在纵向上的芯164的磁化度增加。磁芯中的磁通量的方向和密度依据驱动电流改变而改变。对于驱动电流的每个周期来说，采用施加到磁通门162的电流驱动信号感生到输入绕组160中的电压输出具有两个周期。施加到输入绕组160的电流信号对磁芯中的磁通量调制，在检测线圈172处产生在输入绕组上的电流信号表示的经调制的电压输出。将在检测线圈172上的经调制电压输出耦合到混频器176。混频器176将经调制电压输出与频率是驱动电流频率的两倍的振荡器信号相乘。低通滤波器178对混频器的输出滤波，以便提供与输入绕组160中流动的电流成比例的电压。输出放大器180接收滤波信号并产生经放大的电压输出。上述电流感测电路仅作为实例，并且在不脱离本发明范围的情况下可以对以上电路进行修改。
描述了具有电流探头和可附着适配器的电流探测系统。电流探头具有探头体和与适配器上的导电触点匹配的导电触点。引线从适配器延伸出来以便耦合到载流导体。引线可连接到耦合到电流转移装置的插头以便将电流信号耦合到电流探头。适配器还可以包括开关，当适配器与电流探头匹配时该开关将电流信号选择性地耦合到电流探头。将电流探头的触点耦合到产生电流信号的电压输出表示的电流感测电路。将电压输出通过电缆耦合到示波器。
对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明基本原理的情况下明显可以对本发明的上述实施例的细节进行许多改变。因此，本发明的范围应仅由所附权利要求书确定。

Claims (12)

1.一种用于从载流导体采集电流信号的与示波器一起使用的电流探测系统，包括：
具有探头体和置于探头体的一端中的第一和第二导电触点的电流探头，其中第一和第二导电触点适于与载流导体串联耦合；
耦合到第一和第二导电触点的电流感测电路，用于产生表示在载流导体中流动的电流的输出信号，所述电流感测电路还包括磁传感器，该磁传感器被耦合到第一和第二导电触点以便感测电流信号的磁通量并且被耦合到放大器电路以便产生表示在载流导体中流动的电流的输出信号；
延伸自探头体的另端的导电电缆，经耦合以从电流感测电路接收输出信号并且用于耦合到示波器；和
具有适于安装在探头体上的外壳的适配器，具有延伸自外壳的第一和第二导电引线，其中第一和第二导电引线中的每一个具有用于耦合到载流导体的第一电触点和置于外壳内用于与电流探头的第一和第二导电触点之一耦合的第二电触点。
2.如权利要求1所述的电流探测系统，其中将第一和第二导电引线的第一电触点耦合到适于接合导电触点的插头，该导电触点作为在电耦合到载流导体的电流转移装置中的开关元件，其中电流转移装置在第一位置耦合经过载流导体的电流信号并且在第二位置耦合经过电流探头的电流信号，该第二位置由插头对电流转移装置的导电触点中的至少一个的向下压力产生，该向下压力使得电流转移装置的导电触点在第二电流转移装置位置处脱离。
3.如权利要求1所述的电流探测系统，其中适配器还包括置于适配器外壳内的开关，该开关具有耦合到第一和第二导电引线的第二电触点之一和选择性地耦合到电流探头的第一和第二导电触点之一的第一端、耦合到第一和第二导电引线的第二电触点中的另一个和选择性地耦合到电流探头的第一和第二导电触点中的另一个的第二端和将第一和第二端选择性地耦合在一起的电枢，其中开关具有当适配器外壳与探头体分离时电枢将第一和第二导电引线电耦合在一起的第一开关位置和当适配器外壳被安装在探头体上时电枢使第一和第二导电引线相互解耦的第二开关位置，当适配器外壳被安装在探头体上时将电流探头的第一和第二导电触点电耦合到开关的第一和第二端。
4.如权利要求3所述的电流探测系统，其中载流导体具有在载流导体中的不导电间隙的任一侧上安装在载流导体上的方形引脚并且第一和第二导电引线的第一电触点中的每一个还包括在其中具有孔的导电插座以便与安装在载流导体上的方形引脚连接器匹配。
5.如权利要求3所述的电流探测系统，其中载流导体具有在载流导体中的不导电间隙并且第一和第二导电引线的第一电触点中的每一个还包括触点垫，该触点垫被连接到第一和第二导电引线中的每一个并且在不导电间隙的任一侧上固定地固定到载流导体。
6.如权利要求3所述的电流探测系统，其中适配器还包括置于开关的第一和第二端之间的第一和第二电压钳，用于使由感应反冲引起的跨触点端的电弧最小化。
7.如权利要求6所述的电流探测系统，其中电压钳包括二极管。
8.如权利要求1所述的电流探测系统，其中置于探头体中的导电触点由置于插座中的触点阵列组成，其中将触点阵列的第一部分电耦合在一起以形成探头体中的第一导电触点并且将触点阵列的第二部分耦合在一起以形成探头体中的第二导电触点，并且置于适配器外壳中的第一和第二导电触点还包括置于插座中的触点阵列，其中将触点阵列的第一部分电耦合在一起以形成第一导电触点并且将触点阵列的第二部分耦合在一起以形成第二导电触点，在探头体和适配器外壳中的插座匹配以便将探头体中的第一和第二导电触点与适配器外壳中的第一和第二导电触点耦合。
9.如权利要求1所述的电流探测系统，其中磁传感器还包括具有初级绕组、次级绕组和磁芯的变压器，其中使初级绕组耦合第一和第二导电触点以便从载流导体接收电流信号并且在磁芯和次级绕组内感生磁通量以便产生在耦合到放大器电路的次级绕组中的电流信号输出。
10.如权利要求9所述的电流探测系统，其中变压器的磁芯是环形的并且限定了孔径，其中绕变压器的环形磁芯的部分放置初级绕组。
11.如权利要求9所述的电流探测系统，其中变压器还包括磁-电转换器，该磁-电转换器被置于变压器的磁芯中并且与磁芯内的磁通量相互作用以便产生表示在载流导体上的DC到低频电流信号的电压信号，其中电压信号被耦合到放大器电路。
12.如权利要求1所述的电流探测系统，其中磁传感器还包括磁通门。
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