CN216084573U - 一种具有磁屏蔽抗干扰功能的tmr电流传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有磁屏蔽抗干扰功能的TMR电流传感器，包括TMR电流传感器、电磁屏蔽结构和壳体；所述电磁屏蔽结构内开设有空腔，所述TMR电流传感器设置于电磁屏蔽结构的空腔内，所述电磁屏蔽结构外部设置有壳体；所述电磁屏蔽结构包括n个磁性屏蔽罩，所述n为大于等于2的整数；所述n个磁性屏蔽罩沿一轴线均匀对称分布，且相互配合够构成一个电磁屏蔽结构。本实用新型的电磁屏蔽结构由多个半包围的磁性屏蔽罩沿一轴线均匀对称分布构成，有效解决了TMR电流传感器易受低频噪声影响的问题，达到了对TMR电流传感器抗干扰的效果。

Description

一种具有磁屏蔽抗干扰功能的TMR电流传感器

技术领域

本实用新型涉及电流测量技术领域，具体涉及一种具有磁屏蔽抗干扰功能的TMR电流传感器。

背景技术

电参量测量技术不仅是电力计量的关键技术之一，也是能源互联网感知层的基础。随着电网向智能化和数字化的转型，传统电力测量设备逐渐显现出在测量精度、可靠性和适应性上的技术瓶颈，亟需在新型测量原理和新型材料方面寻求突破。对于传统的电流测量，针对不同的电流类型，由于被测电流特性的不同，采用不同的测量装置。与传统电流测量装置相比，磁传感器只要在磁场中就可以输出电信号，存在同时测量直流电流、交流电流、冲击电流的可行性。磁传感芯片主要包括霍尔(Hall)传感芯片、各向异性磁电阻(AMR)传感芯片、巨磁电阻(GMR)传感芯片、隧道磁电阻(TMR)传感芯片。磁传感器的本质是将被测量转换为磁场供磁传感器测量。霍尔传感器灵敏度低，测量误差大，利用聚磁环结构来对磁场进行放大以提高元件输出灵敏度，但是将增大传感器的体积重量，且霍尔元件功耗较大，线性度和温度特性较差；AMR/GMR线性范围小，灵敏度较低；TMR电流传感器灵敏度高，测量范围广，功耗低，但TMR传感器的输出信号频率一般较低，因而受低频噪声影响较为严重。因此，为了保证TMR传感器测量的准确性，对TMR传感器的抗干扰技术显得十分必要。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是TMR电流传感器的输出信号频率较低，受低频噪声影响较为严重的问题，目的在于提供一种电磁屏蔽结构及具有抗干扰功能的TMR电流传感器，解决上述的问题。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种具有磁屏蔽抗干扰功能的TMR电流传感器，包括TMR电流传感器、电磁屏蔽结构和壳体；所述电磁屏蔽结构内开设有空腔，所述TMR电流传感器设置于电磁屏蔽结构的空腔内，所述电磁屏蔽结构外部设置有壳体；

所述电磁屏蔽结构包括n个磁性屏蔽罩，所述n为大于等于2的整数；所述n个磁性屏蔽罩沿一轴线均匀对称分布，且相互配合够构成一个电磁屏蔽结构。

进一步地，所述磁性屏蔽罩包括屏第一屏蔽面、第二屏蔽面和第三屏蔽面；所述第一屏蔽面和第三屏蔽面形状相同，第一屏蔽面和第三屏蔽面上下平行且对称设置，所述第一屏蔽面和第三屏蔽面远离轴线的一侧通过第二屏蔽面连接。

进一步地，所述第一屏蔽面和第三屏蔽面为形状相同的两个扇形屏蔽面。

进一步地，所述第一屏蔽面和第三屏蔽面远离轴线的一侧通过第二屏蔽面连接具体为：第一屏蔽面和第三屏蔽面远离轴线的一侧通过第二屏蔽面垂直连接。

进一步地，所述第二屏蔽面为弧面结构。

进一步地，所述n个磁性屏蔽罩沿一轴线均匀对称分布，具体为：八个磁性屏蔽罩沿一轴线均匀对称分布；八个磁性屏蔽罩相互配合够构成一个电磁屏蔽结构。经过试验验证，磁性屏蔽罩的数量为八个时，就可以达到最佳效果；磁性屏蔽罩的数量也可以是八个以上，如九个、十个等，但为了节约成本，优选为八段。

进一步地，所述八个磁性屏蔽罩相互配合够构成一个电磁屏蔽结构，具体为：八个磁性屏蔽罩沿一轴线均匀对称分布，且相互配合够构成中部开设有空腔的圆柱形电磁屏蔽结构。结构上通过将屏蔽体分割为八段，截断一次电流在屏蔽体内产生强大涡流的途径，并使屏蔽体不致因强磁场饱和而失去屏蔽能力。

进一步地，所述磁性屏蔽罩的材质为高磁导率的1J85坡莫合金。1J85坡莫合金具有极高的磁导率，可提供足够高的屏蔽效能。

进一步地，所述磁性屏蔽罩为半包围的圆弧状屏蔽体。

进一步地，所述八个磁性屏蔽罩沿一轴线均匀对称分布，通过焊接加工拼合为圆柱形半包裹电磁屏蔽结构。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本实用新型提供的一种具有磁屏蔽抗干扰功能的TMR电流传感器，电磁屏蔽结构由多个半包围的磁性屏蔽罩沿一轴线均匀对称分布构成，有效解决了TMR电流传感器易受低频噪声影响的问题，达到了对TMR电流传感器抗干扰的效果。

2、本实用新型提供的一种具有磁屏蔽抗干扰功能的TMR电流传感器，通过对TMR电流传感器进行抗干扰处理，可提高电流精密测量技术，推广应用于电力行业设备宽频暂态电流的现场检测、防雷设备性能评估，提高宽频电流测量能力并推进高可靠、小型化、模块化的非接触式电流传感器的发展，具有规模应用和产业化推广前景。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型电磁屏蔽结构俯视图；

图2为本实用新型电磁屏蔽结构的单个磁性屏蔽罩俯视图；

图3为本实用新型电磁屏蔽结构的单个磁性屏蔽罩立体结构图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-磁性屏蔽罩，11-第一屏蔽面，12-第二屏蔽面，13-第三屏蔽面。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例1

本实施例1提供一种具有磁屏蔽抗干扰功能的TMR电流传感器，包括TMR电流传感器、电磁屏蔽结构和壳体；所述电磁屏蔽结构内开设有空腔，所述TMR电流传感器设置于电磁屏蔽结构的空腔内，所述电磁屏蔽结构外部设置有壳体；

如图1所示，所述电磁屏蔽结构包括八个磁性屏蔽罩1，所述八个磁性屏蔽罩1沿一轴线均匀对称分布，且相互配合够构成中部开设有空腔的圆柱形电磁屏蔽结构。所述磁性屏蔽罩1为半包围的圆弧状屏蔽体。所述八个磁性屏蔽罩1沿一轴线均匀对称分布，通过焊接加工拼合为圆柱形半包裹电磁屏蔽结构。

如图1所示，图1为单个磁性屏蔽罩1的俯视图，第一屏蔽面11和第三屏蔽面13形状相同，均为扇形形状的屏蔽面。

如图3所示，所述磁性屏蔽罩1包括屏第一屏蔽面11、第二屏蔽面12和第三屏蔽面13；所述第一屏蔽面11和第三屏蔽面13形状相同，第一屏蔽面11和第三屏蔽面13上下平行且对称设置，所述第一屏蔽面11和第三屏蔽面13远离轴线的一侧通过第二屏蔽面12垂直连接。所述第一屏蔽面11和第三屏蔽面13为形状相同的两个扇形屏蔽面。所述第二屏蔽面12为弧面结构。本实施例中的八个磁性屏蔽罩1的材质均为高磁导率的1J85坡莫合金。1J85坡莫合金板材通过切割及焊接加工为8段半包围的圆弧状屏蔽体，使用焊接加工很好的保证了屏蔽体的一体性，降低各屏蔽体组件分件的磁阻。8段圆弧可拼合为完整的圆柱形半包裹屏蔽体。屏蔽壳安装在壳体内通过3D打印支架固定，距离TMR阵列/线圈20mm以先上，并均匀对称分布包裹在TMR阵列/线圈外围，以获得腔体内较为均匀的磁场。

本实用新型使用高磁导率的1J85坡莫合金加工成8段半包裹TMR阵列及反馈线圈的屏蔽体，对称等距地安装在TMR阵列(线圈)外圆周处达到所需屏蔽效果。材料选用1J85坡莫合金着重考虑其极高的磁导率，可提供足够高的屏蔽效能。结构上通过将电磁屏蔽结构分割为8段，截断一次电流在屏蔽体内产生强大涡流的途径，并使电磁屏蔽结构不致因强磁场饱和而失去屏蔽能力。安装位置选择上，电磁屏蔽结构离TMR阵列(线圈)一定距离，减少电磁屏蔽结构对测量部分磁路影响；同时对称等距安装可保证电磁屏蔽结构内磁场具有对称性，使屏蔽腔内部磁场的分布更合理。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有磁屏蔽抗干扰功能的TMR电流传感器，其特征在于，包括TMR电流传感器、电磁屏蔽结构和壳体；所述电磁屏蔽结构内开设有空腔，所述TMR电流传感器设置于电磁屏蔽结构的空腔内，所述电磁屏蔽结构外部设置有壳体；

所述电磁屏蔽结构包括n个磁性屏蔽罩(1)，所述n为大于等于2的整数；所述n个磁性屏蔽罩(1)沿一轴线均匀对称分布，且相互配合够构成一个电磁屏蔽结构。

2.根据权利要求1所述的一种具有磁屏蔽抗干扰功能的TMR电流传感器，其特征在于，所述磁性屏蔽罩(1)包括屏第一屏蔽面(11)、第二屏蔽面(12)和第三屏蔽面(13)；所述第一屏蔽面(11)和第三屏蔽面(13)形状相同，第一屏蔽面(11)和第三屏蔽面(13)上下平行且对称设置，所述第一屏蔽面(11)和第三屏蔽面(13)远离轴线的一侧通过第二屏蔽面(12)连接。

3.根据权利要求2所述的一种具有磁屏蔽抗干扰功能的TMR电流传感器，其特征在于，所述第一屏蔽面(11)和第三屏蔽面(13)为形状相同的两个扇形屏蔽面。

4.根据权利要求3所述的一种具有磁屏蔽抗干扰功能的TMR电流传感器，其特征在于，所述第一屏蔽面(11)和第三屏蔽面(13)远离轴线的一侧通过第二屏蔽面(12)连接具体为：第一屏蔽面(11)和第三屏蔽面(13)远离轴线的一侧通过第二屏蔽面(12)垂直连接。

5.根据权利要求4所述的一种具有磁屏蔽抗干扰功能的TMR电流传感器，其特征在于，所述第二屏蔽面(12)为弧面结构。

6.根据权利要求5所述的一种具有磁屏蔽抗干扰功能的TMR电流传感器，其特征在于，所述n个磁性屏蔽罩(1)沿一轴线均匀对称分布，具体为：八个磁性屏蔽罩(1)沿一轴线均匀对称分布；八个磁性屏蔽罩(1)相互配合够构成一个电磁屏蔽结构。

7.根据权利要求6所述的一种具有磁屏蔽抗干扰功能的TMR电流传感器，其特征在于，所述八个磁性屏蔽罩(1)相互配合够构成一个电磁屏蔽结构，具体为：八个磁性屏蔽罩(1)沿一轴线均匀对称分布，且相互配合够构成中部开设有空腔的圆柱形电磁屏蔽结构。

8.根据权利要求1～7任意一项所述的一种具有磁屏蔽抗干扰功能的TMR电流传感器，其特征在于，所述磁性屏蔽罩(1)的材质为高磁导率的1J85坡莫合金。

9.根据权利要求7所述的一种具有磁屏蔽抗干扰功能的TMR电流传感器，其特征在于，所述磁性屏蔽罩(1)为半包围的圆弧状屏蔽体。

10.根据权利要求7所述的一种具有磁屏蔽抗干扰功能的TMR电流传感器，其特征在于，所述八个磁性屏蔽罩(1)沿一轴线均匀对称分布，通过焊接加工拼合为圆柱形半包裹电磁屏蔽结构。

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