CN102636674A - 可改变测量量程的电流传感器 - Google Patents

Abstract

一种可改变测量量程的电流传感器，包括焊接有霍尔式电流检测芯片的PCB电路板，其特殊之处是：还包括金属导体和U形硅钢片，U形硅钢片与金属导体固定为一体，PCB电路板底面绝缘且设置在金属导体的上表面，电流检测芯片设置在U形硅钢片的两个垂直面之间且其对称中心位于U形硅钢片的对称中心线上，电流检测芯片的轴线与U形硅钢片的两个垂直面的对称中心线的夹角为θ，0°≤θ＜90°，PCB电路板上对应电流检测芯片焊接有滤波电子器件和与电流检测芯片引脚相连的连接端子。其结构简单，体积小，成本低，产品一致性好，可灵活设定传感器的量程范围，特别适用于对电流采样精度要求不是特别高的应用场合。

Description

可改变测量量程的电流传感器

技术领域

本发明涉及检测电流用电流传感器，特别是一种可改变测量量程的电流传感器。

背景技术

随着对电流检测技术的不断研究，人们对于霍尔式电流传感器的应用也越来越多。现有的霍尔式电流传感器多数为塑封方式，包括焊接有霍尔式电流检测芯片和用于调理放大信号的转换电路的PCB电路板、具有导磁作用的硅钢环，使用时将通电导体穿过硅钢环，电流检测芯片通过检测流经通电导体的电流所产生的磁场，输出电压信号供检测装置检测使用。不仅体积较大、结构复杂、价格昂贵，而且量程单一，使用具有局限性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、体积小、低成本的可改变测量量程的电流传感器。其产品一致性好，可灵活设定传感器的量程范围，特别适用于对电流采样精度要求不是特别高的应用场合。

本发明的技术方案是：

该可改变测量量程的电流传感器，包括焊接有霍尔式电流检测芯片的PCB电路板，其特殊之处是：还包括金属导体和U形硅钢片，所述U形硅钢片与所述金属导体固定为一体，所述PCB电路板底面绝缘且设置在所述金属导体的上表面，所述电流检测芯片设置在所述U形硅钢片的两个垂直面之间且其对称中心位于U形硅钢片的对称中心线上，所述电流检测芯片的轴线与所述U形硅钢片的两个垂直面的对称中心线的夹角为θ，0°≤θ＜90°，所述PCB电路板上对应电流检测芯片焊接有滤波电子器件和与所述电流检测芯片引脚相连的连接端子。

所述U形硅钢片的水平内底面与所述金属导体的下表面粘接或采用压铆形成一体，所述PCB电路板与所述金属导体的上表面粘接或采用螺栓连接。

所述电流检测芯片与U形硅钢片的对称中心在垂直方向上重合，以保证电流检测芯片的最高利用率，同时批量制造时，电流检测芯片的位置统一，可保证电流检测芯片安装及检测电流的一致性。

本发明的有益效果是：

1、由于采用的PCB电路板、U形硅钢片、电流检测芯片、滤波电子器件结构简单、体积小、原材料成本及粘接等制造工艺成本低，制造工序简单，特别适用于对电流采样精度要求不是特别高的应用场合。

2、采用同一款电流检测芯片，通过改变水平方向上电流检测芯片与U形硅钢片的夹角来调整传感器的量程范围，就可实现不同量程范围的电流传感器的制造，其使用灵活、方便，打破量程适用范围的局限性，相应降低生产者的生产成本和用户的使用费用。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的仰视图；

图3是本发明电流检测芯片的轴线与U形硅钢片的两个垂直面的对称中心线的夹角为0°的结构示意图（对应实施例1）；

图4是本发明电流检测芯片的轴线与U形硅钢片的两个垂直面的对称中心线的夹角为60°的结构示意图（对应实施例2）。

图中：金属导体1，U形硅钢片2，PCB电路板3，电流检测芯片4，滤波电子器件5、连接端子6。

具体实施方式

实施例1

如图1～图3所示，该可改变测量量程的电流传感器，包括流经电流的金属导体1、起导磁作用的U形硅钢片2、PCB电路板3。PCB电路板3上焊接有相互对应的霍尔式电流检测芯片4、滤波电子器件5和与电流检测芯片4引脚相连的连接端子6。U形硅钢片2与金属导体1固定在一起，其水平内底面与金属导体1的下表面高温粘接， PCB电路板3底面绝缘且高温粘接在金属导体1的上表面，所述电流检测芯片3设置在U形硅钢片2的两个垂直面之间且其对称中心位于所述U形硅钢片2的的对称中心线上，所述电流检测芯片4的轴线与所述U形硅钢片2的两个垂直面的对称中心线的夹角为θ，0°≤θ＜90°，本实施例中θ=0°，电流检测芯片4与U形硅钢片2的对称中心在垂直方向上重合，电流产生的磁场通过U形硅钢片2后，磁力线方向与U形硅钢片2及电流检测芯片4垂直，此时电流检测芯片4检测的磁场强度最大，电流传感器的量程相对最小。

实施例2

如图4所示，所述电流检测芯片4的轴线与所述U形硅钢片2的两个垂直面的对称中心线的夹角θ=60°，电流产生的磁场通过U形硅钢片2后，磁力线方向仍与U形硅钢片2垂直，与电流检测芯片4形成30°夹角，此时电流检测芯片4检测的磁场强度为最大磁场强度的垂直分量（即COS分量），此时电流检测芯片4检测的磁场强度为最大磁场强度的COS60°倍，即 1/2倍，所以在流过金属导体1相同电流的情况下，电流传感器输出电压减半，即量程可增加1倍。其他同实施例1。

当电流检测芯片4的轴线与U形硅钢片2的两个垂直面的对称中心线呈90°夹角时，电流产生的磁场通过U形硅钢片2后，磁力线方向仍与U形硅钢片2垂直，但与电流检测芯片4形成0°夹角，此时电流检测芯片4检测的磁场强度为最大磁场强度的垂直分量（即COS分量），此时电流检测芯片检测的磁场强度为最大磁场强度的COS90°倍，即0倍，所以在流过金属导体1电流的情况下，输出电压不变，量程为无穷大，此状态为传感器不可工作状态。

根据需要，选择不同材料的起导磁作用的U形硅钢片2，确定某一电流下的最大磁场强度进而确定传感器的最小量程，然后通过选择焊接了不同角度电流检测芯片4的PCB电路板3来改变不同的电流传感器测量量程。

Claims (3)

1. 一种可改变测量量程的电流传感器，包括焊接有霍尔式电流检测芯片的PCB电路板，其特征是：还包括金属导体和U形硅钢片，所述U形硅钢片与所述金属导体固定为一体，所述PCB电路板底面绝缘且设置在所述金属导体的上表面，所述电流检测芯片设置在所述U形硅钢片的两个垂直面之间且其对称中心位于U形硅钢片的对称中心线上，所述电流检测芯片的轴线与所述U形硅钢片的两个垂直面的对称中心线的夹角为θ，0°≤θ＜90°，所述PCB电路板上对应电流检测芯片焊接有滤波电子器件和与所述电流检测芯片引脚相连的连接端子。

2.根据权利要求1所述的灵活改变测量量程的电流传感器，其特征是：所述U形硅钢片的水平内底面与所述金属导体的下表面粘接或采用压铆形成一体，所述PCB电路板与所述金属导体的上表面粘接或采用螺栓连接。

3.根据权利要求1所述的灵活改变测量量程的电流传感器，其特征是：所述电流检测芯片与U形硅钢片的对称中心在垂直方向上重合。

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