CN218240382U - 工频磁场实验硬连接结构 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种工频磁场实验硬连接结构，包括单相费控智能电能表的PCB板，所述PCB板上开设有焊盘，所述焊盘用以焊接锰铜分流器，所述PCB板上还焊接有采样芯片，所述锰铜分流器和采样芯片之间还设置有U型插针，所述锰铜分流器的第一针脚通过第一连接线连接U型插针的第一连接脚，所述锰铜分流器的第二针脚通过第二连接线连接到采样芯片，所述U型插针的第二连接脚通过第三连接线连接到采样芯片，从而形成工频磁场实验采样线路。采用U型插针的形式是采用人为增加能够产生感应电压的环形面积，达到抑制磁场干扰的目的。

Description

工频磁场实验硬连接结构

技术领域

本申请涉及电子式电能表领域，具体涉及一种工频磁场实验硬连接结构。

背景技术

在电子式电能表技术领域中，单相表实验中有0.5mT工频磁场影响量实验，该实验要求在外部0.5mT工频磁场影响下，电表的基本误差变化不超过一定范围，验证电表在实际使用时对工频磁场的抗干扰能力。

当前，单相电子式电能表的电流采样方案，都是使用锰铜分流器作为电流采样器件，该分流器实际上是由锰铜材质做成的固定阻值的电阻。被采样的电流信号经过该分流器，转换成电压信号，然后被计量芯片获取。被分流器转换成的电压信号一般都是通过分流器上的软导线连接到PCB上，然后通过PCB上的布线传输到计量芯片中。

使用软导线连接的方式，外部0.5mT工频磁场会在分流器的导线以及分流器本体上产生感应电压，从而影响电流采样的准确性。为此，分流器厂家采用锰铜穿孔或者双绞线的形式，从而使得0.5mT磁场在电流采样回路中产生的感应的电压最小化，达到满足批量生产的需要。

软导线连接方案缺陷和不足：在生产使用该方案的电表时，锰铜采样导线需要人工焊接到PCB上，工艺性比较差，另外在组装时，导线在表内的位置不确定，有可能产生电磁兼容性问题，影响电表的正常工作。

为解决工艺性差的问题，电表行业都采用硬连接方案，代替软导线连接方案。具体的，在锰铜分流器上伸出两根引脚来代替软导线，直接插入PCB上的焊盘上。但是使用该方案时，0.5mT工频磁场会在锰铜本体、锰铜引脚、PCB组成的封闭面积上产生感应电压，造成干扰。

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提供一种工频磁场实验硬连接结构，消除外部磁场在走线中的干扰。

为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

本申请实施例提供一种工频磁场实验硬连接结构，包括单相费控智能电能表的PCB板，所述PCB板上开设有焊盘，所述焊盘用以焊接锰铜分流器，所述PCB板上还焊接有采样芯片，所述锰铜分流器和采样芯片之间还设置有U型插针，所述锰铜分流器的第一针脚通过第一连接线连接U型插针的第一连接脚，所述锰铜分流器的第二针脚通过第二连接线连接到采样芯片，所述U型插针的第二连接脚通过第三连接线连接到采样芯片，从而形成工频磁场实验采样线路。

所述U型插针插入PCB板中，U型插针与锰铜分流器的针脚所在平面平行。

所述U型插针采用能够产生感应电压的金属环插针或标准间距的pin针。

所述锰铜分流器、U型插针、第一连接线、第二连接线以及第三连接线组成8字形走线。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本申请采用8字形走线和U型插针来抵消外部磁场产生的感应电压，其中8字形走线用于抑制外部磁场干扰措施，而采用U型插针的形式是采用人为增加能够产生感应电压的环形面积，达到抑制磁场干扰的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为现有工频磁场实验连接结构示意图；

图2为本实用新型工频磁场实验硬连接结构示意图；

图3为本实用新型U型插针结构示意图。

具体实施方式

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描述。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

术语“第一”、“第二”等仅用于将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

如图2所示，针对现有技术中存在的不足，本申请实施例提供一种工频磁场实验硬连接结构，包括单相费控智能电能表的PCB板1，所述PCB板1上开设有焊盘2，所述焊盘2用以焊接锰铜分流器3，所述PCB板1上还焊接有采样芯片4，所述锰铜分流器3和采样芯片4之间还设置有U型插针5，所述锰铜分流器3的第一针脚通过第一连接线6连接U型插针5的第一连接脚，所述锰铜分流器3的第二针脚通过第二连接线7连接到采样芯片4，所述U型插针5的第二连接脚通过第三连接线8连接到采样芯片4，从而形成工频磁场实验采样线路。所述锰铜分流器3、U型插针5、第一连接线6、第二连接线7以及第三连接线8组成8字形走线。所述U型插针5插入PCB板1中，U型插针5与锰铜分流器3的针脚所在平面平行。

如图3所示，所述U型插针5采用能够产生感应电压的金属环插针或标准间距的pin针。

在做外部0.5mT工频磁场实验时，要求磁场分别垂直于电表的三个面做实验，保证磁场施加于电表的任何一个方向时都满足实验要求。以图1作为说明，表内与采样有关的结构如图所示。使用锰铜分流器作为电流采样元件，锰铜本体垂直于PCB，通过伸出的两根针脚插入PCB两个焊盘中，然后通过PCB板上的走线将锰铜分流器针脚的电流采样信号(通过锰铜已转化成电压信号)接入采样芯片中。

磁场垂直于电表正面时(也就是磁场垂直于图1中的PCB方向)，磁场方向与锰铜面平行，垂直于PCB板上的由走线组成的环形面积，从而在走线上形成感应电压造成采样信号失真；当磁场垂直于电表底面时(也就是磁场垂直于图1中锰铜面方向)，磁场方向与PCB板面平行，垂直于由锰铜与PCB组成的环形面积，从而在锰铜上形成感应电压造成采样信号失真；当磁场垂直于电表侧面时(也就是磁场垂直于图1中PCB板厚度方向)，磁场在采样电路中形成感应电压比较小，该感应电压与板材厚度有关，不作补偿。

根据以上描述：1)当磁场方向垂直于电表正面和底面时都会在采样线路中产生感应电压从而造成电流采样信号的失真，本申请旨在通过一定的方式来抵消外部0.5mT工频磁场在采样线路中产生的感应电压，同时不会影响在不施加0.5mT磁场时电表的正常采样。2)当磁场垂直于电表正面时，会在PCB走线上产生感应电压，通过让走线以8字形走线来抵消产生的感应电压；当磁场垂直于电表底面时，通过采用U型插针5来抵消锰铜面上产生的感应电压，该U型插针5平行于锰铜面插入PCB板中，同时也是串联接入采样电路中的。

更改后的结构如图2所示。在采样走线其中一根线中，将U型插针5串连接入其中，使U型插针5平面平行于锰铜面。同时，U型插针5将原本的采样走线变成了类似于双绞线的8字形式。具体实际调整时，在0.5mT工频磁场分别垂直于正面和底面时，电表不加电流的情况下，通过电表液晶显示功率情况来移动U型插针5的位置，当功率显示越接近于0时，说明8字走线形成的两个环面积越接近，感应电压也越小。

具体的，当磁场垂直于正面时，第二连接线7以及第三连接线8、采样芯片4、U型插针5形成一个环形面积；第一连接线6、第二连接线7、锰铜分流器3的第一针脚、锰铜分流器3的第二针脚、U型插针5形成一个环形面积，两个环形面积组成8字形。当磁场垂直于这两个环路面积时，根据电磁感应定律，会在两个环路面积上产生互相抵消的感应电压，从而消除外部磁场在走线中的干扰。

同理，当磁场垂直于锰铜分流器3所在的平面时，U型插针5与PCB板1组成一个环形面积，锰铜分流器3、锰铜分流器3的第一针脚、锰铜分流器3的第二针脚、PCB板1组成一个环形面积，两个环形面积所在的平面互相平行，面积相当，当外部磁场垂直于该平面时，会在两个环形面积上形成一个大小相当的感应电压，这两个电压通过第一连接线6、第二连接线7相互抵消，从而达到抵消外部磁场在垂直于锰铜面所产生的影响。

以上实例只是介绍了当磁场垂直于电表底面时正好也垂直于锰铜分流器的情况，实际情况中锰铜分流器的位置是可以变化的，可以相应的移动U型插针的位置，达到抑制磁场干扰的目的，U型插针的位置根据锰铜分流器的位置不同而不同。U型插针是用来补偿0.5mT磁场在由锰铜与PCB面组成的封闭环路上产生的感应电压的。因此U型插针必须始终与锰铜分流器本体面积平行。比如锰铜分流器移动到当磁场垂直于电表侧面时，正好也垂直于锰铜分流器平面。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种工频磁场实验硬连接结构，包括单相费控智能电能表的PCB板(1)，所述PCB板(1)上开设有焊盘(2)，所述焊盘(2)用以焊接锰铜分流器(3)，所述PCB板(1)上还焊接有采样芯片(4)，其特征在于，所述锰铜分流器(3)和采样芯片(4)之间还设置有U型插针(5)，所述锰铜分流器(3)的第一针脚通过第一连接线(6)连接U型插针(5)的第一连接脚，所述锰铜分流器(3)的第二针脚通过第二连接线(7)连接到采样芯片(4)，所述U型插针(5)的第二连接脚通过第三连接线(8)连接到采样芯片(4)，从而形成工频磁场实验采样线路。

2.根据权利要求1所述的一种工频磁场实验硬连接结构，其特征在于，所述U型插针(5)插入PCB板(1)中，U型插针(5)与锰铜分流器(3)的针脚所在平面平行。

3.根据权利要求1所述的一种工频磁场实验硬连接结构，其特征在于，所述U型插针(5)采用能够产生感应电压的金属环插针或标准间距的pin针。

4.根据权利要求1所述的一种工频磁场实验硬连接结构，其特征在于，所述锰铜分流器(3)、U型插针(5)、第一连接线(6)、第二连接线(7)以及第三连接线(8)组成8字形走线。

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