CN112649646A - 一种基于巨磁阻效应的微型电流传感器装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种基于巨磁阻效应的微型电流传感器装置及使用方法，通过集磁磁环将被测电流产生的磁场放大后，GMR芯片在集磁磁环的空气隙处获得电磁信号，并将电磁信号转换成电压信号，信号处理模块对GMR芯片的电压信号进行放大、滤波、调零处理，随后输出电压信号，电压信号再经过AD转换模块转换成数字信号后，MCU对数字信号进行处理，从而得到所需的数字数据，再通过无线通信模块传输给数据收集单元，从而查看数字数据进行判别被测电流的信息状态。各模块连接利于电流传感器的微型化，通过集磁磁环提高传感的灵敏度，也使得测量范围较宽。同时，通过温湿度传感芯片对GMR芯片进行温度补偿，提高温度温度性，使得温漂较小。

Description

一种基于巨磁阻效应的微型电流传感器装置及使用方法

技术领域

本申请涉及电流传感器技术领域，尤其涉及一种基于巨磁阻效应的微型电流传感器装置及使用方法。

背景技术

随着能源系统的不断发展，绿色节能、强调可持续发展的智能电网及能源互联网已经成为世界电力系统变革的发展趋势和重大科技创新。2012年IEEE提出的基于电力扰动信号来判断电力系统中更多的诊断问题，对电力系统检测和信号获取的精度和时效性都在不断的提升要求。而感知关键节点的电力信息是提高和完成对电力系统提升和更高要求的关键。

电流测量是电力系统最重要的测量操作之一，目前市场中主流的电流传感器种类主要包括:电流互感器、罗科夫斯基线圈、分流电阻、磁光电流传感器、磁通门电流传感器、霍尔传感器和巨磁阻传感器。目前电力系统广泛采用电流互感器(CT)采集关键节点的电流，但传统的电流互感器存在功能单一、体积笨重、大电流时铁芯易饱和、无法测量高频电流等缺点。

电力系统配电线路长度达数百万千米，电气设备数量巨大，运行电流覆盖范围广泛，幅值从几十μA到几百kA，频率覆盖直流、工频至几百kHz。目前尚无对配电线路及其设备进行全面的实时监控，现有电流量测手段已经难以满足智能电网全面、实时感知信息的基本需求，亟需研制新型的智能传感器。

传统电流互感器在大电流情况下铁芯容易饱和从而导致测量高频电流时测量不敏感；罗柯夫斯基线圈不能测量直流电流等。这些都不太适用于在套管中测量和检测微小电流，急需能使用于高压套管的微小电流测量的电流传感器。

但是，目前的电流传感器存在以下缺陷：

1.传统的电流传感器存在功能单一、体积笨重、在大电流情况下铁芯易饱和测量高频电流不敏感等缺点；

2.虽然罗柯夫斯基线圈(Rogowski coil)具有结构简单、成本低、温漂小等特点，并且由于没有铁芯，不存在饱和问题且具有较快的频率响应，但是，罗柯夫斯基线圈不能测量直流电流，带宽存在频率下限和上限限制，这使得使用的范围有所局限；

3.基于磁光效应的法拉第效应或克尔磁光效应等原理的磁光电流传感器，其信号通过光纤传输实现隔离，可保证所测信号不失真传输，但是磁光电流传感器存在的问题是设备结构复杂，体积庞大，且价格昂贵；

4.磁通门传感器虽然具有精度高、稳定性好等优点，但是，其只能测量低频小电流，且价格昂贵；

5.基于霍尔效应的霍尔传感器，由于具有技术成熟、结构简单、价格低廉等优点，而被广泛的应用于对精度要求不是很高的场合，但其易受外界磁场和被测电流方位影响，存在温漂大等缺点。

发明内容

本申请提供了一种基于巨磁阻效应的微型电流传感器装置及使用方法，用于解决现有的电流传感器体积较大、灵敏度低、测量范围窄、温度稳定性差、温漂大的技术问题。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种基于巨磁阻效应的微型电流传感器装置，包括：集磁磁环、GMR芯片、信号处理模块、AD转换模块、MCU、无线通信模块、数据收集单元和温湿度传感芯片；

所述GMR芯片设于所述集磁磁环的环内，用于获取被测电流后，将所述被测电流转换为对应的电压信号；

所述信号处理模块用于接收所述GMR芯片转换的所述电压信号，还用于对所述电压信号进行放大、滤波和调零处理；

所述AD转换模块用于将经所述信号处理模块放大、滤波和调零处理后的电压信号转换为数字信号；

所述MCU用于接收所述AD转换模块转换的所述数字信号，还用于对所述数字信号进行处理从而得到所述被测电流对应的数字数据；

所述无线通信模块用于接收所述MCU得到的所述数字数据后，通过无线通信方式传输至所述数据收集单元；

所述温湿度传感芯片用于采集所述GMR芯片的使用环境温度，还用于基于预先获取的所述GMR芯片内的桥臂电阻与温度的变化关系及其所述使用环境温度对所述GMR芯片的温漂进行补偿。

优选地，所述集磁磁环采用1J85坡莫合金材料制成。

优选地，所述信号处理模块包括信号调理电路和滤波电路；

所述信号调理电路包括三运放仪表放大器和零漂调理电路；

所述三运放仪表放大器用于对所述电压信号进行放大处理；

所述零漂调理电路用于对所述电压信号进行调零处理；

所述滤波电路采用无限增益二阶低通滤波器，用于对所述电压信号进行滤波处理。

优选地，所述MCU采用nRF52832芯片。

优选地，所述无线通信方式采用蓝牙通信方式。

优选地，该传感器装置还包括电磁屏蔽壳，所述电磁屏蔽壳采用导磁材料层和导电材料层组合制成，所述集磁磁环、所述GMR芯片、所述信号处理模块、所述AD转换模块、所述MCU和所述无线通信模块均集于所述电磁屏蔽壳内。

优选地，该传感器装置还包括供电模块，用于为传感器各个模块进行供电；

所述供电模块包括取能线圈、整流桥、超级电容、限流模块、稳压模块和保护模块；

所述取能线圈设于所述被测电流所在的被测线路上，用于获取所述被测线路上的感应电流；

所述整流桥用于将所述取能线圈获取的所述感应电流整流成直流电流，从而为所述超级电容进行充电；

所述限流模块用于对所述超级电容输出的电流进行限流；

所述稳压模块用于将经所述限流模块限流后的电流进行稳压后提供给传感器各个模块；

所述保护模块包括电流冲击保护电路、过流保护电路和过热保护电路；

所述电流冲击保护电路连接于所述取能线圈与所述整流桥之间，用于当所述感应电流出现电流冲击时，泄放电流冲击能量；

所述过流保护电路连接于所述整流桥与所述超级电容之间，用于接收所述整流桥输出的直流电流，还用于当所述直流电流超过预设电流值时，则切断电路；

所述过热保护电路连接于所述整流桥与所述超级电容之间，用于接收所述整流桥输出的直流电流，还用于当所述直流电流的温度超过预设温度值时，则切断电路。

优选地，所述供电模块还包括定时模块，用于根据预设的供电周期控制所述供电模块的供电状态。

第二方面，本申请还提供一种如上述的基于巨磁阻效应的微型电流传感器装置的使用方法，包括以下步骤：

通过温湿度传感芯片采集GMR芯片的使用环境温度，基于预先获取的所述GMR芯片内的桥臂电阻与温度的变化关系及其所述使用环境温度对所述GMR芯片的温漂进行补偿，并通过GMR芯片获取被测电流后，将所述被测电流转换为对应的电压信号；

通过信号处理模块接收所述GMR芯片转换的所述电压信号后，对所述电压信号进行放大、滤波和调零处理；

通过AD转换模块将经所述信号处理模块放大、滤波和调零处理后的电压信号转换为数字信号；

通过MCU接收所述AD转换模块转换的所述数字信号后，对所述数字信号进行处理从而得到所述被测电流对应的数字数据；

通过无线通信模块接收所述MCU得到的所述数字数据后，通过无线通信方式传输至数据收集单元。

优选地，所述信号处理模块包括信号调理电路和滤波电路，所述信号调理电路包括三运放仪表放大器和零漂调理电路；所述通过信号处理模块接收所述GMR芯片转换的所述电压信号后，对所述电压信号进行放大、滤波和调零处理的步骤具体包括：

通过所述三运放仪表放大器对所述电压信号进行放大处理；

通过所述零漂调理电路对所述电压信号进行调零处理；

通过所述滤波电路对所述电压信号进行滤波处理。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

本发明提供的一种基于巨磁阻效应的微型电流传感器装置及使用方法，通过集磁磁环将被测电流产生的磁场放大后，GMR芯片在集磁磁环的空气隙处获得电磁信号，并将电磁信号转换成电压信号，信号处理模块对GMR芯片的电压信号进行放大、滤波、调零处理，随后输出电压信号，电压信号再经过AD转换模块转换成数字信号后，MCU对数字信号进行处理，从而得到所需的数字数据，再通过无线通信模块传输给数据收集单元，从而查看数字数据进行判别被测电流的信息状态。各模块连接利于电流传感器的微型化，通过集磁磁环提高传感的灵敏度，也使得测量范围较宽。同时，通过温湿度传感芯片对GMR芯片进行温度补偿，提高温度温度性，使得温漂较小。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种基于巨磁阻效应的微型电流传感器装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的信号处理模块的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的信号调理电路的电路示意图；

图4为本申请实施例提供的信号调理电路的另一电路示意图；

图5为本申请实施例提供的供电模块的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的供电模块的电路示意图；

图7为本申请实施例提供的一种基于巨磁阻效应的微型电流传感器装置的使用方法的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

为了便于理解，请参阅图1，本申请提供的一种基于巨磁阻效应的微型电流传感器装置，包括：集磁磁环100、GMR芯片200、信号处理模块300、AD转换模块400、MCU500、无线通信模块600、数据收集单元700与温湿度传感芯片800；

GMR芯片200设于集磁磁环100的环内，用于获取被测电流后，将被测电流转换为对应的电压信号；

需要说明的是，GMR芯片200具体采用THSC1芯片，由于GMR芯片200对磁场方向敏感，而集磁磁环100能很好地保证气隙处的磁场不随外界导线偏移变化，这样能够简化测量过程，减小GMR芯片200对电流位置和角度的敏感性。

同时，集磁磁环100采用1J85坡莫合金材料制成，其外径半径为44mm，内径半径为34mm，高度长度为10mm，开口宽度为5mm。

信号处理模块300用于接收GMR芯片200转换的电压信号，还用于对电压信号进行放大、滤波和调零处理；

AD转换模块400用于将经信号处理模块300放大、滤波和调零处理后的电压信号转换为数字信号；

MCU500用于接收AD转换模块400转换的数字信号，还用于对数字信号进行处理从而得到被测电流对应的数字数据；

在本实施例中，MCU500采用nRF52832芯片，该芯片内置512KB的Flash+64KB的RAM，内核主频高达64MHz，拥有强大的运算能力以及浮点运算的技术，可以适配电流传感器数据处理需求。

无线通信模块600用于接收MCU500得到的数字数据后，通过无线通信方式传输至数据收集单元700；

在本实施例中，无线通信方式采用蓝牙通信方式。

需要说明的是，电流传感器无线传输速率需求应保持在5Kbps及其以上，通信距离一般为10m，本实施例采用功耗较低的蓝牙通信方式作为无线通信方式，可满足电流传感器的无线通信及低功耗需求。

温湿度传感芯片800用于采集GMR芯片200的使用环境温度，还用于基于预先获取的GMR芯片200内的桥臂电阻与温度的变化关系及其使用环境温度对GMR芯片200的温漂进行补偿。

需要说明的是，GMR芯片200输出电压随环境温度的升高而降低，因此，需采取进行温度补偿以提高温度稳定性。本实施例采用的GMR芯片200相对其他类型的传感芯片，其温漂较小，同时，通过温湿度传感芯片800可以对GMR芯片200温漂进行补偿。

在本实施例中，温湿度传感芯片800具体采用SHT20温湿度传感芯片，相对湿度工作范围0-100％，温度测量范围为－40℃～125℃，可涵盖电流传感器应用温度区间。

在本实施例中，通过集磁磁环100将被测电流产生的磁场放大后，GMR芯片200在集磁磁环100的空气隙处获得电磁信号，并将电磁信号转换成电压信号，信号处理模块300对GMR芯片200的电压信号进行放大、滤波、调零处理，随后输出电压信号，电压信号再经过AD转换模块400转换成数字信号后，MCU500对数字信号进行处理，从而得到所需的数字数据，再通过无线通信模块600传输给数据收集单元700，从而查看数字数据进行判别被测电流的信息状态。本实施例各模块连接利于电流传感器的微型化，通过集磁磁环100提高传感的灵敏度，也使得测量范围较宽。同时，通过温湿度传感芯片800对GMR芯片200进行温度补偿，提高温度温度性，使得温漂较小。

进一步地，如图2所示，信号处理模块300包括信号调理电路301和滤波电路302；

信号调理电路301可以将GMR芯片200中的电桥结构的两路输出信号进行差分放大，消除共模电压从而减小测量的误差，如图3～4所示，信号调理电路301包括三运放仪表放大器和零漂调理电路；

三运放仪表放大器用于对电压信号进行放大处理；

可以理解的是，三运放仪表放大器可有效抵抗共模干扰且提高了输入电阻，有效提高信噪比，在一个具体实施例中，如图3～4所示，采用单片集成的三运放仪表放大器，使其具有较好的匹配参数和杂散电容，也使电感更小，体积更小，功耗更低，由于集成度更高，减小了三运放仪表放大器由电阻造成的误差。

零漂调理电路用于对电压信号进行调零处理；

需要说明的是，如图3所示，图中的放大器A1、A2以及电阻R3、R5的连接线路构成零漂调理电路。

滤波电路302采用无限增益二阶低通滤波器，用于对电压信号进行滤波处理。

在本实施例中，滤波电路302设置上限频率为10MHz。

进一步地，该装置还包括电磁屏蔽壳，电磁屏蔽壳采用导磁材料层和导电材料层组合制成，集磁磁环100、GMR芯片200、信号处理模块300、AD转换模块400、MCU500和无线通信模块600均集于电磁屏蔽壳内。

可以理解的是，本实施例采用了无线通信方式，因此，需对该装置进行电磁兼容设计，以保证处理高频信号的抗干扰能力。本实施例采用电磁屏蔽壳对传感器装置进行电磁屏蔽设计，可有效减少外界磁场对芯片的干扰，并避免外界电磁场在电路板上引起耦合电压。其中，导磁材料层具有高磁导率，用于屏蔽磁场干扰；导电材料层具有高电导率，用于屏蔽电场干扰。

进一步地，该装置还包括供电模块，用于为传感器各个模块进行供电；

如图5～6所示，供电模块包括取能线圈801、整流桥802、超级电容803、限流模块804、稳压模块805和保护模块；

取能线圈801设于被测电流所在的被测线路上，用于获取被测线路上的感应电流；

整流桥802用于将取能线圈801获取的感应电流整流成直流电流，从而为超级电容803进行充电；

限流模块804用于对超级电容803输出的电流进行限流；

稳压模块805用于将经限流模块804限流后的电流进行稳压后提供给传感器各个模块；

保护模块包括电流冲击保护电路806、过流保护电路807和过热保护电路808；

电流冲击保护电路806连接于取能线圈801与整流桥802之间，用于当感应电流出现电流冲击时，泄放电流冲击能量；

过流保护电路807连接于整流桥802与超级电容803之间，用于接收整流桥802输出的直流电流，还用于当直流电流超过预设电流值时，则切断电路；

过热保护电路808连接于整流桥802与超级电容803之间，用于接收整流桥802输出的直流电流，还用于当直流电流的温度超过预设温度值时，则切断电路。

可以理解的是，在一般示例中，被测线路为高压线路，通过取能线圈801可以获取被测线路上的感应电流，而高压线路可能出现雷击电流冲击，因此，本实施例采用电流冲击保护电路806以使得当出现雷击电流冲击，泄放电流冲击能量，从而保护整个供电模块，通过整流桥802对感应电流整流后，由超级电容803滤波并存储，再经过限流模块804进行限流成±5V电源后，经过稳压模块805对限流后的电流进行稳压后为传感器各个模块进行供电，电路原理图如图6所示。同时，为了保护整个供电模块，在整流桥802与超级电容803之间还设有过流保护电路807和过热保护电路808，从而防止供电模块过流或过热。

在本实施例中，整流桥802具体采用DB107整流器件，其耐压达到1000V，额定同流达到1A，具有较高的安全系数；稳压模块805具体采用LM805三端稳压集成电路，其所需的外围元件极少；同时，电流冲击保护电路806具体采用SMBJ系列的TVS管，可有效保护电源电路。

进一步地，供电模块还包括定时模块，用于根据预设的供电周期控制供电模块的供电状态。

在本实施例中，该传感器装置的工作功耗为44.7mW，为了控制传感器装置的整体功耗，采用“休眠-信号采集-无线发送-休眠”的工作方式，通过定时模块每隔12秒定时唤醒采集并发送一次数据，采集和无线发送时间为100ms，从而使得待机功耗仅为0.2mA，平均功耗为1.2mW。

以上为本发明提供的一种基于巨磁阻效应的微型电流传感器装置的实施例的详细描述，以下为本发明提供的一种基于巨磁阻效应的微型电流传感器装置的使用方法的实施例的详细描述。

为了方便理解，请参阅图7，本申请提供了一种如上述实施例的基于巨磁阻效应的微型电流传感器装置的使用方法，包括以下步骤：

S101：通过温湿度传感芯片采集GMR芯片的使用环境温度，基于预先获取的GMR芯片内的桥臂电阻与温度的变化关系及其使用环境温度对GMR芯片的温漂进行补偿，并通过GMR芯片获取被测电流后，将被测电流转换为对应的电压信号；

需要说明的是，GMR芯片输出电压随环境温度的升高而降低，因此，需采取进行温度补偿以提高温度稳定性。本实施例采用的GMR芯片相对其他类型的传感芯片，其温漂较小，同时，通过温湿度传感芯片可以对GMR芯片温漂进行补偿。

S102：通过信号处理模块接收GMR芯片转换的电压信号后，对电压信号进行放大、滤波和调零处理；

S103：通过AD转换模块将经信号处理模块放大、滤波和调零处理后的电压信号转换为数字信号；

S104：通过MCU接收AD转换模块转换的数字信号后，对数字信号进行处理从而得到被测电流对应的数字数据；

S105：通过无线通信模块接收MCU得到的数字数据后，通过无线通信方式传输至数据收集单元。

进一步地，信号处理模块包括信号调理电路和滤波电路，信号调理电路包括三运放仪表放大器和零漂调理电路，步骤S102具体包括：

S1021：通过三运放仪表放大器对电压信号进行放大处理；

可以理解的是，三运放仪表放大器可有效抵抗共模干扰且提高了输入电阻，有效提高信噪比。

S1022：通过零漂调理电路对电压信号进行调零处理；

S1023：通过滤波电路对电压信号进行滤波处理。

进一步地，该传感器装置包括供电模块，供电模块包括取能线圈、整流桥、超级电容、限流模块、稳压模块和保护模块，取能线圈设于被测电流所在的被测线路上，保护模块包括电流冲击保护电路、过流保护电路和过热保护电路，电流冲击保护电路连接于取能线圈与整流桥之间，过流保护电路和过热保护电路均连接于整流桥与超级电容之间；在步骤S101之前包括：

S201：通过取能线圈获取被测线路上的感应电流；

S202：当感应电流出现电流冲击时，通过电流冲击保护电路泄放电流冲击能量，当感应电流为正常时，则执行下一步；

S203：通过整流桥将取能线圈获取的感应电流整流成直流电流，通过过流保护电路接收整流桥输出的直流电流后，判断直流电流是否超过预设电流值，当直流电流超过预设电流值时，则切断电路；还通过过热保护电路接收整流桥输出的直流电流后，判断直流电流的温度是否超过预设温度值，当直流电流的温度超过预设温度值时，则切断电路；当上述的直流电流及其温度均未超过预设电流值和预设温度值时，则为超级电容进行充电；

S204：通过限流模块对超级电容输出的电流进行限流；

S205：通过稳压模块将经限流模块限流后的电流进行稳压后供电给传感器各个模块。

在本实施例中，通过集磁磁环将被测电流产生的磁场放大后，GMR芯片在集磁磁环的空气隙处获得电磁信号，并将电磁信号转换成电压信号，信号处理模块对GMR芯片的电压信号进行放大、滤波、调零处理，随后输出电压信号，电压信号再经过AD转换模块转换成数字信号后，MCU对数字信号进行处理，从而得到所需的数字数据，再通过无线通信模块传输给数据收集单元，从而查看数字数据进行判别被测电流的信息状态。本实施例各模块连接利于电流传感器的微型化，通过集磁磁环提高传感的灵敏度，也使得测量范围较宽。同时，通过温湿度传感芯片对GMR芯片进行温度补偿，提高温度温度性，使得温漂较小。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于巨磁阻效应的微型电流传感器装置，其特征在于，包括：集磁磁环、GMR芯片、信号处理模块、AD转换模块、MCU、无线通信模块、数据收集单元和温湿度传感芯片；

所述GMR芯片设于所述集磁磁环的环内，用于获取被测电流后，将所述被测电流转换为对应的电压信号；

所述信号处理模块用于接收所述GMR芯片转换的所述电压信号，还用于对所述电压信号进行放大、滤波和调零处理；

所述AD转换模块用于将经所述信号处理模块放大、滤波和调零处理后的电压信号转换为数字信号；

所述MCU用于接收所述AD转换模块转换的所述数字信号，还用于对所述数字信号进行处理从而得到所述被测电流对应的数字数据；

所述无线通信模块用于接收所述MCU得到的所述数字数据后，通过无线通信方式传输至所述数据收集单元；

所述温湿度传感芯片用于采集所述GMR芯片的使用环境温度，还用于基于预先获取的所述GMR芯片内的桥臂电阻与温度的变化关系及其所述使用环境温度对所述GMR芯片的温漂进行补偿。

2.根据权利要求1所述的基于巨磁阻效应的微型电流传感器装置，其特征在于，所述集磁磁环采用1J85坡莫合金材料制成。

3.根据权利要求1所述的基于巨磁阻效应的微型电流传感器装置，其特征在于，所述信号处理模块包括信号调理电路和滤波电路；

所述信号调理电路包括三运放仪表放大器和零漂调理电路；

所述三运放仪表放大器用于对所述电压信号进行放大处理；

所述零漂调理电路用于对所述电压信号进行调零处理；

所述滤波电路采用无限增益二阶低通滤波器，用于对所述电压信号进行滤波处理。

4.根据权利要求1所述的基于巨磁阻效应的微型电流传感器装置，其特征在于，所述MCU采用nRF52832芯片。

5.根据权利要求1所述的基于巨磁阻效应的微型电流传感器装置，其特征在于，所述无线通信方式采用蓝牙通信方式。

6.根据权利要求1所述的基于巨磁阻效应的微型电流传感器装置，其特征在于，还包括电磁屏蔽壳，所述电磁屏蔽壳采用导磁材料层和导电材料层组合制成，所述集磁磁环、所述GMR芯片、所述信号处理模块、所述AD转换模块、所述MCU和所述无线通信模块均集于所述电磁屏蔽壳内。

7.根据权利要求1所述的基于巨磁阻效应的微型电流传感器装置，其特征在于，还包括供电模块，用于为传感器各个模块进行供电；

所述供电模块包括取能线圈、整流桥、超级电容、限流模块、稳压模块和保护模块；

所述取能线圈设于所述被测电流所在的被测线路上，用于获取所述被测线路上的感应电流；

所述整流桥用于将所述取能线圈获取的所述感应电流整流成直流电流，从而为所述超级电容进行充电；

所述限流模块用于对所述超级电容输出的电流进行限流；

所述稳压模块用于将经所述限流模块限流后的电流进行稳压后提供给传感器各个模块；

所述保护模块包括电流冲击保护电路、过流保护电路和过热保护电路；

所述电流冲击保护电路连接于所述取能线圈与所述整流桥之间，用于当所述感应电流出现电流冲击时，泄放电流冲击能量；

所述过流保护电路连接于所述整流桥与所述超级电容之间，用于接收所述整流桥输出的直流电流，还用于当所述直流电流超过预设电流值时，则切断电路；

所述过热保护电路连接于所述整流桥与所述超级电容之间，用于接收所述整流桥输出的直流电流，还用于当所述直流电流的温度超过预设温度值时，则切断电路。

8.根据权利要求7所述的基于巨磁阻效应的微型电流传感器装置，其特征在于，所述供电模块还包括定时模块，用于根据预设的供电周期控制所述供电模块的供电状态。

9.一种如权利要求1所述的基于巨磁阻效应的微型电流传感器装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过温湿度传感芯片采集GMR芯片的使用环境温度，基于预先获取的所述GMR芯片内的桥臂电阻与温度的变化关系及其所述使用环境温度对所述GMR芯片的温漂进行补偿，并通过GMR芯片获取被测电流后，将所述被测电流转换为对应的电压信号；

通过信号处理模块接收所述GMR芯片转换的所述电压信号后，对所述电压信号进行放大、滤波和调零处理；

通过AD转换模块将经所述信号处理模块放大、滤波和调零处理后的电压信号转换为数字信号；

通过MCU接收所述AD转换模块转换的所述数字信号后，对所述数字信号进行处理从而得到所述被测电流对应的数字数据；

通过无线通信模块接收所述MCU得到的所述数字数据后，通过无线通信方式传输至数据收集单元。

10.根据权利要求9所述的基于巨磁阻效应的微型电流传感器装置的使用方法，所述信号处理模块包括信号调理电路和滤波电路，所述信号调理电路包括三运放仪表放大器和零漂调理电路；其特征在于，所述通过信号处理模块接收所述GMR芯片转换的所述电压信号后，对所述电压信号进行放大、滤波和调零处理的步骤具体包括：

通过所述三运放仪表放大器对所述电压信号进行放大处理；

通过所述零漂调理电路对所述电压信号进行调零处理；

通过所述滤波电路对所述电压信号进行滤波处理。

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