CN219245654U - 一种低温漂电压传感器 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种低温漂电压传感器，包括：线路板组件模块、线圈、霍尔元件，其中：所述线路板组件模块包括第一线路板组件单元和第二线路板组件单元；所述第一线路板组件单元将被测电压信号转换成电流信号；所述线圈包括磁芯，所述磁芯设置有截断气隙，所述霍尔元件设置在所述截断气隙内；所述磁芯用于接收所述电流信号，并将所述电流信号转化为磁场信号；所述霍尔元件用于将所述磁场信号转化为电压信号；所述第二线路板组件单元用于处理所述电压信号并输出相应的电压值。本申请具有的技术效果是：降低温度对电压传感器测量效果的影响，提高测量结果的准确率。

Description

一种低温漂电压传感器

技术领域

本申请涉及霍尔电压传感器技术领域，具体涉及一种低温漂电压传感器。

背景技术

电压传感器可以实现检测电路的输入和输出完全电隔离。在测量的过程中，被测电路和检测电路几乎不存在相互的影响。并且具有精度高、功耗小、结构牢固、体积小、重量轻等特点。

目前的技术中，现有的电压传感器在工作过程中，当被测电压过大时，尤其是在额定输入电压下工作时，功率很大。

针对上述相关技术，发明人认为，由于在额定输入电压下工作时，电压传感器的功率很大，自身会造成相对较大的温度变化，导致电压传感器的精度随着温度变化存在一定的漂移，测量结果不准确。

实用新型内容

为了降低温度对电压传感器测量效果的影响，提高测量结果的准确率，本申请提供了一种低温漂电压传感器。

本申请提供的一种低温漂电压传感器，采用如下技术方案：一种低温漂电压传感器，包括：线路板组件模块、线圈、霍尔元件，其中：所述线路板组件模块包括第一线路板组件单元和第二线路板组件单元；所述第一线路板组件单元将被测电压信号转换成电流信号；所述线圈包括磁芯，所述磁芯设置有截断气隙，所述霍尔元件设置在所述截断气隙内；所述磁芯用于接收所述电流信号，并将所述电流信号转化为磁场信号；所述霍尔元件用于将所述磁场信号转化为电压信号；所述第二线路板组件单元用于处理所述电压信号并输出相应的电压值。

通过采用上述技术方案，磁芯接收电流信号，将电流信号转化为磁场信号；随后霍尔元件将磁场信号转化为电压信号，最后经过第二线路板组件单元处理后输出相对应的电压值；被测电压信号通过内部采样电阻即第一线路板组件单元转换成电流信号，然后用磁芯将此电流信号转化的磁场作用于霍尔元件，再由霍尔元件将磁场信号转换为电压信号，电压信号经过第二线路板组件单元进行信号处理并输出相应的电压值，且降低了温度变化对传感器测量效果的影响，不仅提升了电压传感器的温漂性能，也降低了成本。

可选的，所述第一线路板组件单元包括线路板和若干个金属膜电阻，所述若干个金属膜电阻串联，且所述若干个金属膜电阻均焊接在所述线路板上；所述金属膜电阻为高精度低温漂电阻。

通过采用上述技术方案，第一线路板组件单元由线路板和若干个金属膜电阻串联组成，串联后焊接在线路板上，且金属膜电阻为高精度低温漂电阻。通过采用低温漂电阻，可以有效降低温度对传感器的测量效果的影响，提升了电压传感器的温漂性能，从而提高测量结果的准确率。

可选的，所述金属膜电阻设置有等间距的若干引脚。

通过采用上述技术方案，将金属膜电阻的引脚之间保持预设距离，不仅保障了低温漂电压传感器的耐压性能，同时由于金属膜电阻的引脚之间存在间距，可以有效预防温度升高对第一电路板组件单元的影响，从而降低温度对传感器的测量效果的影响。

可选的，所述第二线路板组件单元接有比较放大器，所述比较放大器用于在所述第二线路板组件单元接收所述霍尔元件将所述磁场信号转化成的电压信号时，处理所述电压信号并输出相应的电压值。

通过采用上述技术方案，第二线路板组件单元组连接比较器，通过比较器可以对霍尔元件发出的信号进行鉴别和比较，可以有效将磁场信号转化为电压信号，然后通过第二线路板组件单元处理该电压信号后输出电压值；通过上述技术，有效提高了电压传感器的检测效率和检测的准确率。

可选的，所述第一线路板组件单元下方设有接线螺栓模块，所述接线螺栓模块包括第一接线螺栓单元、第二接线螺栓单元、第三接线螺栓单元、第四接线螺栓单元及第五接线螺栓单元；所述第一接线螺栓单元为电压输入端的正极；所述第二接线螺栓单元为所述电压输入端的负极；所述第三接线螺栓单元为电压输出端的正极；所述第四接线螺栓单元为所述电压输出端的负极；所述第五接线螺栓单元为接入信号输出端。

通过采用上述技术方案，通过设置多个螺栓，有效接入电压输入端的正极和负极、电压输出端的正极和负极、信号输入端，每个信号之间不互相影响，实现检测电路的输入和输出完全电隔离，尽可能保证了在测量过程中，被测电路和监测电路几乎不存在相互的影响。

可选的，所述第一线路板组件单元正上方设有散热片；所述散热片吸收所述低温漂电压传感器内部高热量电子元件发出的热量，将吸收到的热量由内部传导到所述散热片的各个部分，将热量散失到空气当中。

通过采用上述技术方案，散热片主要吸收传感器内部高热量电子元件发出的热量，使他们不会因为热量的堆积而导致温度急剧上升，从而导致相关故障。同时将吸收到的热量由内部传导到散热片的各个部分，充分利用较大的热容量和表面积进行导热。通过表面积的各种热交换途径将热量散失到空气之中，避免传感器由于过热造成设备故障。

可选的，所述低温漂电压传感器内部含有灌胶层；所述灌胶层用于固定所述低温漂电压传感器的内部组件。

通过采用上述技术方案，低温漂电压传感器内部含有灌胶层，可以用于固定传感器的内部组件，同时灌胶层也能有效的进行散热，避免传感器由于过热造成设备故障。

可选的，所述低温漂电压传感器还包括：外壳，所述外壳用于固定所述低温漂电压传感器。

通过采用上述技术方案，外壳可根据现场应用需求，在满足用户安装需求的同时可以在一定程度上提高传感器的防护等级，并可以防止一定的外部冲击。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.整个测量过程中各元器件不互相影响，降低了温度变化对传感器测量效果的影响，不仅提升了电压传感器的温漂性能，也降低了成本；

2.通过采用低温漂电阻，可以有效降低温度对传感器的测量效果的影响，提升了电压传感器的温漂性能，从而提高测量结果的准确率。

附图说明

图1是本申请实施例的一种低温漂电压传感器的整体结构示意图；

图2是本申请实施例的一种低温漂电压传感器的局部结构示意图。

附图标记：1、线圈；2、第一线路板组件单元、3、第二线路板组件单元； 4、金属膜电阻；5、接线螺栓模块；6、散热片；7、灌胶层；8、外壳；9、散热片固定螺丝。

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，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、系统、产品或设备固有的其它步骤或单元。

首先，在对本申请实施例进行描述的过程中出现的部分名词或术语适用于如下解释：

电压传感器：电压传感器可以感知被测电压，并将其转换成可用的输出信号，在多种自动化检测与控制系统中，经常需要对直流电压、交流高速电压信号进行跟踪、采集、分析复杂电压波形。

图1是本申请实施例的一种低温漂电压传感器的整体结构示意图，如图1所示，该传感器的结构包括线圈1、第一线路板组件单元2、第二线路板组件单元3、金属膜电阻4、接线螺栓模块5、散热片6、灌胶层7、外壳8散热片固定螺丝9。

在一个示例中，被测电压信号通过第一线路板组件单元2转换成电流信号，然后用磁芯将此电流信号转化的磁场作用于霍尔元件，再由霍尔元件将磁场信号转化为电压信号，电压信号经过第二线路板组件单元3进行信号处理并输出电压值。其中，磁芯有截断气隙，截断气隙是磁芯交合处留的缝隙，截断气隙中含有霍尔元件，磁芯上缠绕有线圈1，线圈1分为原边线圈和副边线圈，原边线圈和副边线圈产生磁场，原边线圈和副边线圈电流的安匝数可以表征电流产生的磁场。磁芯上的霍尔元件将磁场信号转化为电压信号并传递至第二线路板组件单元3，第二线路板组件单元3处理接收到的电压信号，并输出相应的电压值。

在一个示例中，外壳8主要依据现场应用需求设计，在满足安装需求的同时亦可在一定程度上提高低温漂传感器的防护等级，并可防止一定的外部冲击。接线螺栓模块5设有五个，分别为第一接线螺栓单元、第二接线螺栓单元、第三接线螺栓单元、第四接线螺栓单元、第五接线螺栓单元；对应接入电压输入端的正极和负极、电压输出端的正极和负极及信号输出端。第二线路板组件单元3连接比较放大器，接收霍尔元件发出的信号；其中，副边线圈的安匝数与在磁场中产生原边线圈电流安匝数相等的电流，截断气隙中的霍尔元件能够检测磁场信号。

散热片6吸收传感器内部高热量电子元器件发出的热量，将吸收到的热量由内部传导到散热片6的各个部分，利用较大的热容量和表面积进行导热。通过表面的各种热交换途径将热容量散失到空气中，避免传感器由于过热造成设备故障。

灌胶层7可以实现低温漂电压传感器内部组件的固定，保护了内部的电子元器件，实现了低温漂电压传感器在各种复杂的环境下稳定工作。

散热片固定螺丝9用于固定散热片6，使散热片6能够更好实现散热效果。

图2是本申请实施例的一种低温漂电压传感器的局部结构示意图，如图2所示，第一线路板组件单元2由线路板和金属膜电阻4组成，同时设计金属膜电阻4引脚间距保证足够的电气距离，该电气距离可以为2到3厘米，充分保证传感器的耐压性能。以额定输入5415V，额定输出50mA为例，其中线圈原副边匝比29550:1000，由原副边匝比及输入的额定电压时，原边电流为1.69mA，原边总功率P=UI≈9W；原边电阻为：R=U/I=3.2M，选型中需要选择多个额定消耗功率3W的金属膜电阻4进行串联，为保证每个金属膜电阻4都可以长期稳定的工作，选用实际工作为额定功率1/5的电阻，额定输入时，电流为1.69mA，则每个电阻的阻值为R≈300K，因为电压传感器在额定输入电压下工作时功率很大，因此选用16个200K的低温漂电阻进行串联，总阻值3.2M，原边输入电压时，每个电阻消耗的功率为P1≈0.3W，占电阻额定消耗的功率的1/10。

上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本申请的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上所述者，仅为本公开的示例性实施例，不能以此限定本公开的范围。即但凡依本公开教导所作的等效变化与修饰，皆仍属本公开涵盖的范围内。本领域技术人员在考虑说明书及实践这里的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未记载的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的范围和精神由权利要求限定。

Claims (8)

1.一种低温漂电压传感器，其特征在于，包括：线路板组件模块、线圈（1）、霍尔元件，其中：

所述线路板组件模块包括第一线路板组件单元（2）和第二线路板组件单元（3）；

所述第一线路板组件单元（2）将被测电压信号转换成电流信号；

所述线圈（1）包括磁芯，所述磁芯设置有截断气隙，所述霍尔元件设置在所述截断气隙内；

所述磁芯用于接收所述电流信号，并将所述电流信号转化为磁场信号；

所述霍尔元件用于将所述磁场信号转化为电压信号；

所述第二线路板组件单元（3）用于处理所述电压信号并输出相应的电压值。

2.根据权利要求1所述的一种低温漂电压传感器，其特征在于，所述第一线路板组件单元（2）包括线路板和若干个金属膜电阻（4），所述若干个金属膜电阻（4）串联，且所述若干个金属膜电阻（4）均焊接在所述线路板上；

所述金属膜电阻（4）为高精度低温漂电阻。

3.根据权利要求2所述的一种低温漂电压传感器，其特征在于，所述金属膜电阻（4）设置有等间距的若干引脚。

4.根据权利要求1所述的一种低温漂电压传感器，其特征在于，所述第二线路板组件单元（3）接有比较放大器，所述比较放大器用于在所述第二线路板组件单元（3）接收所述霍尔元件将所述磁场信号转化成的电压信号时，处理所述电压信号并输出相应的电压值。

5.根据权利要求1所述的一种低温漂电压传感器，其特征在于，所述第一线路板组件单元（2）下方设有接线螺栓模块（5），所述接线螺栓模块（5）包括第一接线螺栓单元、第二接线螺栓单元、第三接线螺栓单元、第四接线螺栓单元及第五接线螺栓单元；

所述第一接线螺栓单元为电压输入端的正极；

所述第二接线螺栓单元为所述电压输入端的负极；

所述第三接线螺栓单元为电压输出端的正极；

所述第四接线螺栓单元为所述电压输出端的负极；

所述第五接线螺栓单元为接入信号输出端。

6.根据权利要求1所述的一种低温漂电压传感器，其特征在于，所述第一线路板组件单元（2）正上方设有散热片（6）；

所述散热片（6）吸收所述低温漂电压传感器内部高热量电子元件发出的热量，将吸收到的热量由内部传导到所述散热片的各个部分，将热量散失到空气当中。

7.根据权利要求1所述的一种低温漂电压传感器，其特征在于，所述低温漂电压传感器内部含有灌胶层（7）；

所述灌胶层（7）用于固定所述低温漂电压传感器的内部组件。

8.根据权利要求1所述的一种低温漂电压传感器，其特征在于，所述低温漂电压传感器还包括：

外壳（8），所述外壳（8）用于固定所述低温漂电压传感器。

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