CN209624669U - 铜排型导线的电流测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了铜排型导线的电流测量装置，其中一种装置包括：至少一个磁传感单元，贴近待测铜排型导线的表面固定设置，且所述磁传感单元位于所述待测铜排型导线纵向截面形状的长边的中部，所述磁传感单元的磁敏感方向与所述长边的延伸方向平行；所述待测铜排型导线的纵向截面形状为矩形或圆角矩形；信号处理模块，用于获取所述至少一个磁传感单元的输出值，并根据所述至少一个磁传感单元的输出值获取所述待测铜排型导线的电流。本实用新型实施例所提供的铜排型导线的电流测量装置，能够较为准确地输出铜排型导线通以电流时磁感应强度的测量结果。

Description

铜排型导线的电流测量装置

技术领域

本实用新型涉及电流传感器技术领域，具体涉及铜排型导线的电流测量装置。

背景技术

如图1A所示，铜排型导线是一种纵向截面(即与电流流向垂直的截面)为矩形或圆角矩形的扁平状的电连接件，本申请中的铜排型导线不限于采用铜材质，也可以是其他材质。铜排型导线的单根通流面积较大因而动稳定性和热稳定性都比电缆好，因此广泛用于高低压电器、开关触头、配电设备、母线槽等电器工程，也广泛用于金属冶炼、电化电镀、化工烧碱等超大电流电解冶炼工程。通常，电流负荷达到或超过250A的时候便会采用铜排型导线来导入或导出电流。

现有电流测量装置往往只适用于圆形截面(如钢芯铝绞线)的电流测量，而由于铜排型导线存在形状特殊、负荷电流较大、感应磁场分布不规律(有的位置磁感应强度特别弱，难以观测)的特点，传统的电流测量设备往往无法对其电流准确测量。

发明内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供了铜排型导线的电流测量装置，以解决现有方法无法准确测量铜排型导线的电流的问题。

根据第一方面，本实用新型实施例提供了一种铜排型导线的电流测量装置，包括：至少一个磁传感单元，贴近待测铜排型导线的表面固定设置，且所述磁传感单元位于所述待测铜排型导线纵向截面形状的长边的中部，所述磁传感单元的磁敏感方向与所述长边的延伸方向平行；所述待测铜排型导线的纵向截面形状为矩形或圆角矩形；信号处理模块，用于获取所述至少一个磁传感单元的输出值，并根据所述至少一个磁传感单元的输出值获取所述待测铜排型导线的电流。

可选地，所述至少一个磁传感单元至少包括：第一磁传感单元和第二磁传感单元，贴近待测铜排型导线的表面设置，且分别位于所述待测铜排型导线纵向截面形状的两个长边的中部，且所述第一磁传感单元和所述第二磁传感单元的磁敏感度和磁敏感方向均相同；相应地，所述信号处理模块用于根据所述第一磁传感单元和所述第二磁传感单元的输出值的差值获取所述待测铜排型导线的电流。

根据第二方面，本实用新型实施例提供了一种铜排型导线的电流测量装置，包括：第一磁电阻、第二磁电阻，贴近待测铜排型导线的表面设置，且分别位于所述待测铜排型导线纵向截面形状的两个长边的中部；所述待测铜排型导线的纵向截面形状为矩形或圆角矩形；所述第一磁电阻和所述第二磁电阻的磁敏感方向均与所述长边的延伸方向平行，且所述第一磁电阻和所述第二磁电阻的磁敏感方向相同；所述第一磁电阻和所述第二磁电阻串联，串联后的两端分别连接电源两端；信号处理模块，其输入端连接在所述第一磁电阻和所述第二磁电阻之间，用于获取所述第一磁电阻和所述第二磁电阻之间的电压值，并根据所述第一磁电阻和所述第二磁电阻之间的电压值获取所述待测铜排型导线的电流。

根据第三方面，本实用新型实施例提供了一种铜排型导线的电流测量装置，包括：第一磁电阻、第二磁电阻、第三磁电阻、第四磁电阻，贴近待测铜排型导线的表面设置，其中，所述第一磁电阻、所述第二磁电阻位于所述待测铜排型导线纵向截面形状的一个长边的中部，所述第三磁电阻、所述第四磁电阻位于所述纵向截面形状的另一个长边的中部；所述待测铜排型导线的纵向截面形状为矩形或圆角矩形；所述第一磁电阻、所述第二磁电阻、所述第三磁电阻、所述第四磁电阻的磁敏感方向均与所述长边的延伸方向平行，且所述第一磁电阻和所述第二磁电阻的磁敏感方向相反，所述第三磁电阻和所述第四磁电阻的磁敏感方向相反；所述第一磁电阻和所述第二磁电阻串联形成第一支路，所述第一支路的两端连接电源两端，所述第三磁电阻和所述第四磁电阻串联形成第二支路，所述第二支路的两端连接所述电源两端，其中所述第一支路和所述第二支路中连接同一电源端的两个磁电阻的磁敏感方向相同；信号处理模块，其第一输入端连接在所述第一磁电阻和所述第二磁电阻之间，用于获取所述第一磁电阻和所述第二磁电阻之间的第一电压值，其第二输入端连接在所述第三磁电阻和所述第四磁电阻之间，用于获取所述第三磁电阻和所述第四磁电阻之间的第二电压值；所述信号处理模块还用于根据所述第一电压值和所述第二电压值的差值获取所述待测铜排型导线的电流。

根据第四方面，本实用新型实施例提供了一种铜排型导线的电流测量装置，包括：第一磁电阻、第二磁电阻、第三磁电阻、第四磁电阻，贴近待测铜排型导线的表面设置，其中，所述第一磁电阻、所述第二磁电阻位于所述待测铜排型导线纵向截面形状的一个长边的中部，所述第三磁电阻、所述第四磁电阻位于所述纵向截面形状的另一个长边的中部；所述待测铜排型导线的纵向截面形状为矩形或圆角矩形；所述第一磁电阻、所述第二磁电阻、所述第三磁电阻、所述第四磁电阻的磁敏感方向均相同，且与所述长边的延伸方向平行；所述第一磁电阻和所述第三磁电阻串联形成第一支路，所述第一支路的两端连接电源两端，所述第二磁电阻和所述第四磁电阻串联形成第二支路，所述第二支路的两端连接所述电源两端，其中所述第一支路和所述第二支路中连接同一电源端的两个磁电阻的磁敏感方向相反；信号处理模块，其第一输入端连接在所述第一磁电阻和所述第二磁电阻之间，用于获取所述第一磁电阻和所述第三磁电阻之间的第一电压值，其第二输入端连接在所述第二磁电阻和所述第四磁电阻之间，用于获取所述第三磁电阻和所述第四磁电阻之间的第二电压值；所述信号处理模块还用于根据所述第一电压值和所述第二电压值的差值获取所述待测铜排型导线的电流。

可选地，第一方面、第二方面、第三方面或第四方面所述的电流测量装置中，特征在于，所述信号处理模块包括运算放大器。

可选地，第一方面、第二方面、第三方面或第四方面所述的电流测量装置中，所述待测铜排型导线与其他通电的铜排型导线沿所述长边的方向并排设置。

可选地，第一方面、第二方面、第三方面或第四方面所述的电流测量装置中，所述待测铜排型导线对应的磁传感单元的磁敏感位置位于相邻通电铜排型导线的两个短边中点的连线上。

可选地，第一方面、第二方面、第三方面或第四方面所述的电流测量装置中，所述待测铜排型导线弯折呈“Z”字型；所述“Z”字型倾斜部分的表面用于设置所述磁传感单元，且所述“Z”字型非倾斜部分在所述长边的延伸方向上对应沿直线排列。

本实用新型实施例所提供的铜排型导线的电流测量装置，将磁传感单元贴近铜排型导线的表面设置、且位于纵向截面形状的长边的中部、磁传感单元的磁敏感方向与长边的延伸方向平行，能够较为准确地输出铜排型导线通以电流时磁感应强度的测量结果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1A示出了铜排型导线的结构示意图；

图1B示出了通电的铜排型导线周围的磁场分布示意图；

图1C示出了贴近铜排型导线表面的特定位置的磁感应强度曲线；

图2A示出了根据本实用新型实施例的一种铜排型导线的电流测量方法的流程图；

图2B示出了根据本实用新型实例的磁传感单元与待测铜排型导线的一种位置关系示意图；

图3A示出了根据本实用新型实施例的另一种铜排型导线的电流测量方法的流程图；

图3B示出了根据本实用新型实例的磁传感单元与待测铜排型导线的另一种位置关系示意图；

图4A示出了根据本实用新型实施例的另一种铜排型导线的电流测量方法的流程图；

图4B示出了两个磁电阻的一种空间位置关系；

图4C示出了图4B所示两个磁电阻的电连接关系；

图4D示出了适用于图4C的一种运算放大器的电连接关系示意图；

图5A示出了根据本实用新型实施例的另一种铜排型导线的电流测量方法的流程图；

图5B示出了四个磁电阻的一种空间位置关系；

图5C示出了图5B所示四个磁电阻的电连接关系；

图5D示出了适用于图5C的一种运算放大器的电连接关系示意图；

图6A示出了根据本实用新型实施例的又一种铜排型导线的电流测量方法的流程图；

图6B示出了四个磁电阻的另一种空间位置关系；

图6C示出了图6B所示四个磁电阻的电连接关系；

图6D示出了适用于图6C的一种运算放大器的电连接关系示意图；

图7A示出了铜排型导线并排设置的一种示意图；

图7B示出了铜排型导线并排设置时相邻通电导线对待测铜排型导线的影响所导致的误差曲线；

图8A示出了相邻铜排型导线并排设置的一种细节示意图；

图8B示出了图8A中不同位置的磁感应强度的方向示意图；

图9A示出了一个铜排型导线弯折呈“Z”字型的示意图；

图9B示出了两个铜排型导线弯折呈“Z”字型的示意图；

图9C示出了待测铜排型导线未弯折时的测试结果；

图9D示出了待测铜排型导线弯折呈“Z”字型之后的测试结果。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

发明人发现，通电的铜排型导线周围的磁场分布如图1B所示，其中A表示通电的铜排型导线的纵向截面，虚线表示磁感线。此外，发明人还对特定位置处的磁场进行研究，这些特定位置贴近铜排型导线的表面，且沿铜排型导线纵向截面形状的长边分布。研究结果如图1C所示，其中横轴表示与长边中部的距离，横轴的0位置即长边的中点位置；纵轴表示对应位置的磁感应强度在预定方向上的分量的数值，该预定方向与长边的延伸方向平行。从图1C可以看出，在贴近铜排型导线的表面，且位于长边中部的位置，磁感应强度在预定方向上的分量数值较大且数值曲线较为平坦。基于图1C所示的研究结果，发明人提出了本申请所述的铜排型导线的电流测量方法及装置，下面将详细介绍本申请方案。

需要提前说明的是，本申请中的磁敏感方向为方向矢量，既包括“当该方向的磁场增大时，磁敏元件的正输出值增大的方向(也称正磁敏感方向)”，也包括“当该方向的磁场增大时，磁敏元件的正输出值减小的方向(也称负磁敏感方向)”。

本申请中还约定：当仅提及磁敏感方向时，该磁敏感方向既包括正磁敏感方向，又包括负磁敏感方向，对正、负方向不做区分；而当提及磁敏感方向相同、相反时，区分正磁敏感方向、负磁敏感方向，也即“磁敏感方向相同”是指磁敏感方向均为正磁敏感方向或均为负磁敏感方向，“磁敏感方向相反”是指一者为正磁敏感方向、另一者为负磁敏感方向。

实施例一

图2A示出了根据本实用新型实施例的一种铜排型导线的电流测量方法的流程图。如图2A所示，该方法包括如下步骤：

S101：贴近待测铜排型导线的表面设置至少一个磁传感单元，且至少一个磁传感单元位于待测铜排型导线纵向截面形状的长边的中部，待测铜排型导线的纵向截面形状为矩形或圆角矩形(可以是严格的矩形、圆角矩形，也可以是近似为矩形、圆角矩形)；磁传感单元的磁敏感方向与长边的延伸方向平行。

如图2B所示，A表示待测铜排型导线的纵向截面，“×”表示待测铜排导线内所流通的电流的方向(即从读者所在的纸面或屏幕一侧指向另一侧)；X表示磁传感单元，该磁传感单元位于纵向截面形状的长边的中部，可以是一个，也可以是(在X的位置)沿铜排型导线的电流流通方向并排设置的多个。磁传感单元X中的双向箭头表示磁传感单元的磁敏感方向，即与长边的延伸方向平行，例如可以是朝向图2B所示的左边或者右边。

本申请中的磁传感单元可以为单个的磁电阻，也可以是多个磁电阻，也可以为霍尔传感器、或者与霍尔传感器类似的能够感测磁感应强度的单元。

S102：获取至少一个磁传感单元的输出值。

S103：根据至少一个磁传感单元的输出值获取待测铜排型导线的电流。

步骤S103可以对至少两个磁传感单元的输出值取平均值，或者对输出值进行放大，从而得到最终的测量结果。

根据图1C所示的研究结果，可以看出磁传感单元X贴近铜排型导线的表面、且位于纵向截面形状的长边的中部，磁感应强度在预定方向上的分量较强，便于输出测量结果，不会由于磁感应强度太弱而无法测量；且由于图1C中位于长边中部的位置，磁感应强度在预定方向上分量的数值曲线较为平坦，则磁传感单元X设置长边的中部时即使位置稍有偏差也不会影响测量结果，测量结果较为准确。

因此，本实用新型实施例所提供的铜排型导线的电流测量方法将磁传感单元贴近铜排型导线的表面设置、且位于纵向截面形状的长边的中部，并且磁传感单元的磁敏感方向与长边的延伸方向平行，能够较为准确地得到铜排型导线通以电流时磁感应强度的测量结果。

实施例二

图3A示出了根据本实用新型实施例的另一种铜排型导线的电流测量方法的流程图。如图3A所示，该方法包括如下步骤：

S201：贴近待测铜排型导线的表面、且在待测铜排型导线纵向截面形状的两个长边中部的位置分别设置第一磁传感单元、第二磁传感单元，磁传感单元的磁敏感方向与长边的延伸方向平行，且第一磁传感单元和第二磁传感单元的磁敏感度和磁敏感方向均相同；待测铜排型导线的纵向截面形状为矩形或圆角矩形。

上述磁传感单元的“磁敏感度”是指：当磁传感单元所在位置处的磁感应强度增大一个单位时，磁传感单元的输出值的增加量。

如图3B所示，A表示待测铜排型导线的纵向截面，“×”表示待测铜排型导线内所流通的电流的方向(即从读者所在的纸面或屏幕一侧指向另一侧)；X和Y表示磁传感单元，这二者分别位于纵向截面形状的两个长边的中部。磁传感单元X和Y中的箭头表示磁传感单元X和Y的磁敏感方向均与长边的延伸方向平行，且磁敏感方向相同(即可以均朝向图3B所示的左边或右边，图3B所示为均朝向右边。

本申请中的磁传感单元可以为单个的磁电阻，也可以是多个磁电阻，也可以为霍尔传感器、或者与霍尔传感器类似的能够感测磁感应强度的单元。

S202：获取至少一个磁传感单元的输出值。

S203：根据第一磁传感单元和第二磁传感单元的输出值的差值获取待测铜排型导线的电流。

如图3B所示，当待测铜排型导线A内通以图示方向的电流时，磁感应强度的方向如图3B中的虚线所示，可以看出，在磁传感单元X和Y处的磁感应强度的方向是相反的，但是由于磁传感单元X和Y的磁敏感度和磁敏感方向均是相同的，那么磁传感单元X和Y的输出值之差的数值应当为“仅设置一个磁传感单元X(或者Y)所测得的结果”(即实施例一所测得的结果)的两倍。

因此，本实用新型实施例所提供的铜排型导线的电流测量方法通过在待测铜排型导线纵向截面形状的两个长边的中部分别设置第一磁传感单元、第二磁传感单元，磁传感单元的磁敏感方向与长边的延伸方向平行，且第一磁传感单元和第二磁传感单元的磁敏感度和磁敏感方向均相同，根据第一磁传感单元和第二磁传感单元的输出值的差值获取测量结果，能够将测量结果翻倍输出，即使对于较为微弱的磁感应强度，也能够获得可观测的测量结果。

实施例三

图4A示出了根据本实用新型实施例的另一种铜排型导线的电流测量方法的流程图。如图4A所示，该方法包括如下步骤：

S301：贴近待测铜排型导线的表面、且在待测铜排型导线纵向截面形状的两个长边中部的位置分别设置第一磁电阻、第二磁电阻，待测铜排型导线的纵向截面形状为矩形或圆角矩形；第一磁电阻和第二磁电阻的磁敏感方向均与长边的延伸方向平行，且第一磁电阻和第二磁电阻的磁敏感方向相同；第一磁电阻和第二磁电阻串联，串联后的两端分别连接电源两端。

以第一磁电阻41、第二磁电阻42为例，图4B示出了这两个磁电阻的空间位置关系，图4C示出了这两个磁电阻的电连接关系。

S302：获取第一磁电阻和第二磁电阻之间的电压值。

S303：根据第一磁电阻和第二磁电阻之间的电压值获取待测铜排型导线的电流。

步骤S303可以对第一磁电阻和第二磁电阻之间的电压值进行线性或非线性补偿，或者对第一磁电阻和第二磁电阻之间的电压值进行放大，从而得到最终的测量结果。图4D示出了步骤S303采用对第一磁电阻和第二磁电阻之间的电压值进行放大处理的一种电路图。

实施例四

图5A示出了根据本实用新型实施例的另一种铜排型导线的电流测量方法的流程图。如图5A所示，该方法包括如下步骤：

S401：贴近待测铜排型导线的表面设置第一磁电阻、第二磁电阻、第三磁电阻、第四磁电阻，其中，第一磁电阻、第二磁电阻位于待测铜排型导线纵向截面形状的一个长边的中部，第三磁电阻、第四磁电阻位于纵向截面形状的另一个长边的中部；待测铜排型导线的纵向截面形状为矩形或圆角矩形；第一磁电阻、第二磁电阻、第三磁电阻、第四磁电阻的磁敏感方向均与长边的延伸方向平行，且第一磁电阻和第二磁电阻的磁敏感方向相反，第三磁电阻和第四磁电阻的磁敏感方向相反；第一磁电阻和第二磁电阻串联形成第一支路，第一支路的两端连接电源两端，第三磁电阻和第四磁电阻串联形成第二支路，第二支路的两端连接电源两端，其中第一支路和第二支路中连接同一电源端的两个磁电阻的磁敏感方向相同。

以第一磁电阻51、第二磁电阻52、第三磁电阻53、第四磁电阻54为例，图5B示出了这四个磁电阻的空间位置关系，图5C示出了这四个磁电阻的电连接关系。需要指出的是，图中第一磁电阻51和第二磁电阻52之间的相对位置关系并没有限定，同样地，第三磁电阻53和第四磁电阻54之间的相对位置关系也没有限定。

S402：获取第一磁电阻和第二磁电阻之间的第一电压值，并获取第三磁电阻和第四磁电阻之间的第二电压值。

S403：根据第一电压值和第二电压值的差值获取待测铜排型导线的电流。

步骤S403可以对第一电压值和第二电压值的差值进行线性或非线性补偿，或者对第一电压值和第二电压值的差值进行放大，从而得到最终的测量结果。图5D示出了步骤S403采用对第一电压值和第二电压值的差值进行放大处理的一种电路图。

实施例五

图6A示出了根据本实用新型实施例的另一种铜排型导线的电流测量方法的流程图。如图6A所示，该方法包括如下步骤：

S501：贴近待测铜排型导线的表面设置第一磁电阻、第二磁电阻、第三磁电阻、第四磁电阻，其中，第一磁电阻、第二磁电阻位于待测铜排型导线纵向截面形状的一个长边的中部，第三磁电阻、第四磁电阻位于纵向截面形状的另一个长边的中部；待测铜排型导线的纵向截面形状为矩形或圆角矩形；第一磁电阻、第二磁电阻、第三磁电阻、第四磁电阻的磁敏感方向均相同，且与长边的延伸方向平行；第一磁电阻和第三磁电阻串联形成第一支路，第一支路的两端连接电源两端，第二磁电阻和第四磁电阻串联形成第二支路，第二支路的两端连接电源两端，其中第一支路和第二支路中连接同一电源端的两个磁电阻的磁敏感方向相反。

以第一磁电阻61、第二磁电阻62、第三磁电阻63、第四磁电阻64为例，图6B示出了这四个磁电阻的空间位置关系，图6C示出了这四个磁电阻的电连接关系。需要指出的是，图中第一磁电阻61和第二磁电阻62之间的相对位置关系并没有限定，同样地，第三磁电阻63和第四磁电阻64之间的相对位置关系也没有限定。

S502：获取第一磁电阻和第三磁电阻之间的第一电压值，并获取第二磁电阻和第四磁电阻之间的第二电压值。

S503：根据第一电压值和第二电压值的差值获取待测铜排型导线的电流。

步骤S503可以对第一电压值和第二电压值的差值进行线性或非线性补偿，或者对第一电压值和第二电压值的差值进行放大，从而得到最终的测量结果。图6D示出了步骤S503采用对第一电压值和第二电压值的差值进行放大处理的一种电路图。

实施例六

本实用新型实施例提供了又一种铜排型导线的电流测量方法，与实施例一至五中任一实施例的区别在于，获取至少一个磁传感单元的输出值之前，使待测铜排型导线与其他通电的铜排型导线沿长边的方向并排设置。

如图7A所示，使待测铜排型导线A与其他通电的铜排型导线B、C沿待测铜排型导线A的纵向截面形状的长边方向并排设置。

请参见图7A，虚线椭圆曲线表示通电的铜排型导线B的磁感应曲线，该曲线与并排设置的多个导线的中心线(图中的虚线OO’)是垂直的，由于磁传感单元X贴近待测铜排型导线A的表面设置，因此磁传感单元X与中心线OO’的距离d1较短。因此，在磁传感单元X位置处，通电铜排型导线B的磁感应曲线在平行于长边方向的分量几乎为零。而待测铜排型导线A表面的磁传感单元的磁敏感方向是与长边平行的，因此，当待测铜排型导线与其他通电的铜排型导线沿长边的方向并排设置时，相邻通电导线的磁场不会对测量结果有较大的影响。

对此，发明人还进行了实验验证，如图7B所示，横轴表示相邻铜排型导线间距(即相邻铜排型导线的对应位置之间的距离，例如图7A中所示的距离d2)，纵轴表示相邻通电导线对测量结果影响而导致的误差，由此可以看出即使相邻铜排型导线的间距小至3cm，误差也仅不到2.0％，该数据证实了“当待测铜排型导线与其他通电的铜排型导线沿长边的方向并排设置时，相邻通电导线的磁场不会对测量结果有较大的影响”这一结论。基于这一结论，本申请所提供的铜排型导线的电流测量方法通过使通电的铜排型导线沿长边的方向并排设置，能够降低相邻通电导线对测量结果的影响。

可选地，根据图7B，可以设置相邻铜排型导线的间距不小于3cm。

实施例七

本实用新型实施例提供了又一种铜排型导线的电流测量方法，与实施例一至六中任一实施例的区别在于，还包括：调整待测铜排型导线对应的磁传感单元的磁敏感位置位于相邻通电铜排型导线的两个短边中点的连线上。

如图8A所示，假设A为待测铜排型导线，则贴近A表面设置的磁传感单元X为待测铜排型导线A对应的磁传感单元，PP’为与该待测铜排型导线A相邻的通电铜排型导线B的两个短边中点的连线，本实施例设计将磁传感单元X的磁敏感位置调整在PP’连线上。

虽然X设置在A的表面，但是X的磁敏感位置与A的表面之间还是有一段距离的(即使很微小，也会影响磁感应强度矢量在磁敏感方向的分量)。设在B的磁感应线上，磁传感单元X的位置为XO点，A表面的位置为AO点，则本领域技术人员容易理解这两点位置处的磁感应强度如图8B所示，其中实线箭头表示磁感应强度矢量，虚线箭头表示矢量的分量(即在磁敏感方向的分量、与磁敏感方向垂直方向的分量)。从图8B中可以看出，由于XO点位于PP’连线上，因此XO点处的磁感应强度矢量与磁敏感方向垂直，因此XO点处的磁感应强度矢量在磁敏感方向上的分量为0；而由于AO点处的磁感应强度矢量与磁敏感方向不可能垂直相交，因此AO点处的磁感应强度矢量必然在磁敏感方向上有分量。由于设置磁传感单元的目的是测量待测铜排型导线在磁敏感方向上的磁场强度，因此磁传感单元磁敏感方向上所感受到的磁场强度受相邻铜排型导线的影响越小、测量结果越精确，由此可见，与设置在AO位置相比，将磁传感单元设置在XO位置能够进一步提高待测铜排型导线的测量精确度。

实施例八

本实用新型实施例提供了又一种铜排型导线的电流测量方法，与实施例一至七中任一实施例的区别在于，将待测铜排型导线弯折呈“Z”字型。“Z”字型倾斜部分的表面用于设置磁传感单元，且“Z”字型非倾斜部分在长边的延伸方向上对应沿直线排列。

图9A示出了一个铜排型导线弯折呈“Z”字型的示意图，弯折后，铜排型导线分为L、M、N三部分，其中L部分与N部分基本平行，M部分为倾斜部分。磁传感单元设置贴近M部分的表面设置，且相邻铜排型导线的L部分在长边的方向上沿直线排列，相邻铜排型导线的N部分在长边的方向上沿直线排列。图9B示出了两个铜排型导线弯折呈“Z”字型排列的示意图。

发明人还进行了实验验证，图9C示出了待测铜排型导线未弯折时的测试结果，图9D示出了待测铜排型导线弯折呈“Z”字型之后的测试结果。在图9C和图9D中，横轴表示相邻铜排型导线的相邻侧边之间的距离(即图7A中所示的距离d3)，纵轴为磁感应强度。图9C和图9D中虚线上的数值均表示“在待测铜排型导线对应的磁传感单元所在位置处，相邻铜排型导线所产生磁场的磁场强度的数值(不考虑方向分量)”，图9C和图9D中实线上的数值表示“在待测铜排型导线对应的磁传感单元所在位置处，相邻铜排型导线所产生的磁场在该磁传感单元(即待测铜排型导线所对应的磁传感单元)磁敏感方向的分量”。

例如，图7A中，A为待测铜排型导线；磁传感单元X与待测铜排型导线A对应，用于测量待测铜排型导线的电流；铜排型导线B与待测铜排型导线A相邻。则与之对应地，图9C和图9D中的虚线可以表示B所产生的磁场在X位置处的磁感应强度的数值(即不考虑方向分量)，实线可以表示B所产生的磁场在X位置处的磁感应强度在磁敏感方向上的分量。

对比图9C和图9D可以看出，相邻铜排型导线的磁场强度在磁传感单元位置处的数值(不考虑方向分量)不变的情况下，将测铜排型导线弯折呈“Z”字型之后，能够降低待测铜排型导线所对应的磁传感单元在磁敏感方向上所感受到的来自相邻通电铜排型导线的磁场强度的影响；由于设置磁传感单元的目的是测量待测铜排型导线在磁敏感方向上的磁场强度，因此磁传感单元磁敏感方向上所感受到的磁场强度受相邻铜排型导线的影响越小、测量结果越精确，也即将待测铜排型导线弯折呈“Z”字型能够提高待测铜排型导线的测量精确度。

需要补充说明的是，上述将待测铜排型导线弯折呈“Z”字型能够提高待测铜排型导线的测量精确度的原理，从磁感线分布的角度去分析是是难以解释的，本领域技术人员也难以根据磁感线分布的理论发现这一设置方式能够提高待测铜排型导线的测量精度。这一发现是发明人在大胆猜想的基础上进行大量实验研究得到的。虽然从图9C和图9D中能够看出，磁敏感方向上磁场强度的下降的数值并不是很大，但是本领域技术人员能够理解，在测量结果已足够精确的前提下，能够使测量结果的精度再提高0.1％也是对现有技术产生了较大贡献的。

实施例九

本实用新型实施例提供了一种铜排型导线的电流测量装置，该装置可以用于执行实施例一或者其任意一种可选实施方式所述的方法。该装置包括至少一个磁传感单元和信号处理模块。

至少一个磁传感单元贴近待测铜排型导线的表面固定设置，且磁传感单元位于待测铜排型导线纵向截面形状的长边的中部，磁传感单元的磁敏感方向与该长边的延伸方向平行；待测铜排型导线的纵向截面形状为矩形或圆角矩形。信号处理模块用于获取至少一个磁传感单元的输出值，并根据至少一个磁传感单元的输出值获取待测铜排型导线的电流。具体请参见图2B及实施例一。

本申请中的磁传感单元可以为单个的磁电阻，也可以是多个磁电阻，也可以为霍尔传感器、或者与霍尔传感器类似的能够感测磁感应强度的单元。

该信号处理模块可以是包括处理器芯片的模块，也可以是运算放大器及其外围电路，或者也可以是其他电子电路，本申请不做限定。

上述铜排型导线的电流测量装置，能够较为准确地输出铜排型导线通以电流时磁感应强度的测量结果。具体请参见实施例一。

可选地，通过固定装置设置磁传感单元与待测铜排型导线之间的位置关系，信号处理模块可以独立于该固定装置设置，也可以设置在该固定装置上。当信号处理模块设置在固定装置上时，固定装置上设置有PCB板，在PCB板上设置磁传感单元以及信号处理模块，测量时，只需要将PCB贴近待测铜排型导线的表面即可。

实施例十

本实用新型实施例提供了另一种铜排型导线的电流测量装置，该装置可以用于执行实施例二或者其任意一种可选实施方式所述的方法。该装置与实施例三的区别在于，磁传感单元至少包括第一磁传感单元和第二磁传感单元，二者均贴近待测铜排型导线的表面设置，且分别位于待测铜排型导线纵向截面形状的两个长边的中部，且第一磁传感单元和第二磁传感单元的磁敏感方向相同。相应地，信号处理模块用于根据第一磁传感单元和第二磁传感单元的输出值的差值获取待测铜排型导线的电流。具体请参见图3B及实施例二。

实施例十一

本实用新型实施例提供了一种铜排型导线的电流测量装置，该装置可以用于执行实施例三或者其任意一种可选实施方式所述的方法。如图4B和图4C所示，该装置包括第一磁电阻41、第二磁电阻42和信号处理模块。

第一磁电阻41和第二磁电阻42贴近待测铜排型导线的表面设置，且分别位于待测铜排型导线纵向截面形状的两个长边的中部；待测铜排型导线的纵向截面形状为矩形或圆角矩形；第一磁电阻41和第二磁电阻42的磁敏感方向均与长边的延伸方向平行，且第一磁电阻41和第二磁电阻42的磁敏感方向相同；第一磁电阻41和第二磁电阻42串联，串联后的两端分别连接电源两端。

信号处理模块的输入端连接在第一磁电阻41和第二磁电阻42之间，用于获取第一磁电阻41和第二磁电阻42之间的电压值，并根据第一磁电阻41和第二磁电阻42之间的电压值获取待测铜排型导线的电流。

具体请参见图4B、图4C及实施例三。

该信号处理模块可以是包括处理器芯片的模块，也可以是运算放大器及其外围电路，或者也可以是其他电子电路，本申请不做限定。可选地，信号处理模块可以包括如图4D所示的运算放大器，图4D中的Vo为输入端，Vout为输出端。

实施例十二

本实用新型实施例提供了一种铜排型导线的电流测量装置，该装置可以用于执行实施例四或者其任意一种可选实施方式的方法。如图5B和图5C所示，该装置包括第一磁电阻51、第二磁电阻52、第三磁电阻53、第四磁电阻54和信号处理模块。

第一磁电阻51、第二磁电阻52、第三磁电阻53、第四磁电阻54贴近待测铜排型导线的表面设置，其中，第一磁电阻51、第二磁电阻52位于待测铜排型导线纵向截面形状的一个长边的中部，第三磁电阻53、第四磁电阻54位于纵向截面形状的另一个长边的中部；待测铜排型导线的纵向截面形状为矩形或圆角矩形；第一磁电阻51、第二磁电阻52、第三磁电阻53、第四磁电阻54的磁敏感方向均与长边的延伸方向平行，且第一磁电阻51和第二磁电阻52的磁敏感方向相反，第三磁电阻53和第四磁电阻54的磁敏感方向相反；第一磁电阻51和第二磁电阻52串联形成第一支路，第一支路的两端连接电源两端，第三磁电阻53和第四磁电阻54串联形成第二支路，第二支路的两端连接电源两端，其中第一支路和第二支路中连接同一电源端的两个磁电阻的磁敏感方向相同；

信号处理模块的第一输入端连接在第一磁电阻51和第二磁电阻52之间，用于获取第一磁电阻51和第二磁电阻52之间的第一电压值，信号处理模块的第二输入端连接在第三磁电阻53和第四磁电阻54之间，用于获取第三磁电阻53和第四磁电阻54之间的第二电压值。信号处理模块还用于根据第一电压值和第二电压值的差值获取待测铜排型导线的电流。

具体请参见图5B、图5C及实施例四。

该信号处理模块可以是包括处理器芯片的模块，也可以是运算放大器及其外围电路，或者也可以是其他电子电路，本申请不做限定。可选地，信号处理模块可以是如图5D所示的运算放大器，图5D中的V+为第一输入端，V-为第二输入端，Vout为输出端。

实施例十三

本实用新型实施例提供了一种铜排型导线的电流测量装置，该装置可以用于执行实施例五或者其任意一种可选实施方式的方法。如图6B和图6C所示，该装置包括第一磁电阻61、第二磁电阻62、第三磁电阻63、第四磁电阻64和信号处理模块。

第一磁电阻61、第二磁电阻62、第三磁电阻63、第四磁电阻64，贴近待测铜排型导线的表面设置，其中，第一磁电阻61、第二磁电阻62位于待测铜排型导线纵向截面形状的一个长边的中部，第三磁电阻63、第四磁电阻64位于纵向截面形状的另一个长边的中部；待测铜排型导线的纵向截面形状为矩形或圆角矩形；第一磁电阻61、第二磁电阻62、第三磁电阻63、第四磁电阻64的磁敏感方向均相同，且与长边的延伸方向平行；第一磁电阻61和第三磁电阻63串联形成第一支路，第一支路的两端连接电源两端，第二磁电阻62和第四磁电阻64串联形成第二支路，第二支路的两端连接电源两端，其中第一支路和第二支路中连接同一电源端的两个磁电阻的磁敏感方向相反。

信号处理模块，其第一输入端连接在第一磁电阻61和第二磁电阻62之间，用于获取第一磁电阻61和第三磁电阻63之间的第一电压值，其第二输入端连接在第二磁电阻62和第四磁电阻64之间，用于获取第三磁电阻63和第四磁电阻64之间的第二电压值；信号处理模块还用于根据第一电压值和第二电压值的差值获取待测铜排型导线的电流。

具体请参见图6B、图6C及实施例五。

该信号处理模块可以是包括处理器芯片的模块，也可以是运算放大器及其外围电路，或者也可以是其他电子电路，本申请不做限定。可选地，信号处理模块可以是如图6D所示的运算放大器，图6D中的V+为第一输入端，V-为第二输入端，Vout为输出端。

虽然结合附图描述了本实用新型的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (9)

1.一种铜排型导线的电流测量装置，其特征在于，包括：

至少一个磁传感单元，贴近待测铜排型导线的表面固定设置，且所述磁传感单元位于所述待测铜排型导线纵向截面形状的长边的中部，所述磁传感单元的磁敏感方向与所述长边的延伸方向平行；所述待测铜排型导线的纵向截面形状为矩形或圆角矩形；

信号处理模块，用于获取所述至少一个磁传感单元的输出值，并根据所述至少一个磁传感单元的输出值获取所述待测铜排型导线的电流。

2.根据权利要求1所述的铜排型导线的电流测量装置，其特征在于，所述至少一个磁传感单元至少包括：

第一磁传感单元和第二磁传感单元，贴近待测铜排型导线的表面设置，且分别位于所述待测铜排型导线纵向截面形状的两个长边的中部，且所述第一磁传感单元和所述第二磁传感单元的磁敏感度和磁敏感方向均相同；

相应地，所述信号处理模块用于根据所述第一磁传感单元和所述第二磁传感单元的输出值的差值获取所述待测铜排型导线的电流。

3.一种铜排型导线的电流测量装置，其特征在于，包括：

至少一个磁传感单元，包括：第一磁电阻、第二磁电阻，贴近待测铜排型导线的表面设置，且分别位于所述待测铜排型导线纵向截面形状的两个长边的中部；所述待测铜排型导线的纵向截面形状为矩形或圆角矩形；所述第一磁电阻和所述第二磁电阻的磁敏感方向均与所述长边的延伸方向平行，且所述第一磁电阻和所述第二磁电阻的磁敏感方向相同；所述第一磁电阻和所述第二磁电阻串联，串联后的两端分别连接电源两端；

信号处理模块，其输入端连接在所述第一磁电阻和所述第二磁电阻之间，用于获取所述第一磁电阻和所述第二磁电阻之间的电压值，并根据所述第一磁电阻和所述第二磁电阻之间的电压值获取所述待测铜排型导线的电流。

4.一种铜排型导线的电流测量装置，其特征在于，包括：

至少一个磁传感单元，包括：第一磁电阻、第二磁电阻、第三磁电阻、第四磁电阻，贴近待测铜排型导线的表面设置，其中，所述第一磁电阻、所述第二磁电阻位于所述待测铜排型导线纵向截面形状的一个长边的中部，所述第三磁电阻、所述第四磁电阻位于所述纵向截面形状的另一个长边的中部；所述待测铜排型导线的纵向截面形状为矩形或圆角矩形；所述第一磁电阻、所述第二磁电阻、所述第三磁电阻、所述第四磁电阻的磁敏感方向均与所述长边的延伸方向平行，且所述第一磁电阻和所述第二磁电阻的磁敏感方向相反，所述第三磁电阻和所述第四磁电阻的磁敏感方向相反；所述第一磁电阻和所述第二磁电阻串联形成第一支路，所述第一支路的两端连接电源两端，所述第三磁电阻和所述第四磁电阻串联形成第二支路，所述第二支路的两端连接所述电源两端，其中所述第一支路和所述第二支路中连接同一电源端的两个磁电阻的磁敏感方向相同；

信号处理模块，其第一输入端连接在所述第一磁电阻和所述第二磁电阻之间，用于获取所述第一磁电阻和所述第二磁电阻之间的第一电压值，其第二输入端连接在所述第三磁电阻和所述第四磁电阻之间，用于获取所述第三磁电阻和所述第四磁电阻之间的第二电压值；所述信号处理模块还用于根据所述第一电压值和所述第二电压值的差值获取所述待测铜排型导线的电流。

5.一种铜排型导线的电流测量装置，其特征在于，包括：

至少一个磁传感单元，包括：第一磁电阻、第二磁电阻、第三磁电阻、第四磁电阻，贴近待测铜排型导线的表面设置，其中，所述第一磁电阻、所述第二磁电阻位于所述待测铜排型导线纵向截面形状的一个长边的中部，所述第三磁电阻、所述第四磁电阻位于所述纵向截面形状的另一个长边的中部；所述待测铜排型导线的纵向截面形状为矩形或圆角矩形；所述第一磁电阻、所述第二磁电阻、所述第三磁电阻、所述第四磁电阻的磁敏感方向均相同，且与所述长边的延伸方向平行；所述第一磁电阻和所述第三磁电阻串联形成第一支路，所述第一支路的两端连接电源两端，所述第二磁电阻和所述第四磁电阻串联形成第二支路，所述第二支路的两端连接所述电源两端，其中所述第一支路和所述第二支路中连接同一电源端的两个磁电阻的磁敏感方向相反；

信号处理模块，其第一输入端连接在所述第一磁电阻和所述第二磁电阻之间，用于获取所述第一磁电阻和所述第三磁电阻之间的第一电压值，其第二输入端连接在所述第二磁电阻和所述第四磁电阻之间，用于获取所述第三磁电阻和所述第四磁电阻之间的第二电压值；所述信号处理模块还用于根据所述第一电压值和所述第二电压值的差值获取所述待测铜排型导线的电流。

6.根据权利要求1至5任一项所述的铜排型导线的电流测量装置，其特征在于，所述信号处理模块包括运算放大器。

7.根据权利要求1至5任一项所述的铜排型导线的电流测量装置，其特征在于，所述待测铜排型导线与其他通电的铜排型导线沿所述长边的方向并排设置。

8.根据权利要求1至5任一项所述的铜排型导线的电流测量装置，其特征在于，所述待测铜排型导线对应的磁传感单元的磁敏感位置位于相邻通电铜排型导线的两个短边中点的连线上。

9.根据权利要求1至5任一项所述的铜排型导线的电流测量装置，其特征在于，所述待测铜排型导线弯折呈“Z”字型；所述“Z”字型倾斜部分的表面用于设置所述磁传感单元，且所述“Z”字型非倾斜部分在所述长边的延伸方向上对应沿直线排列。