TW201435355A - 電流感測裝置與方法 - Google Patents

Abstract

本發明揭示一種低成本且高度精密電流感測裝置及其使用與製造方法。在一個實施例中，該電流感測設備包含一羅哥斯基型線圈，其以區段製造以便促進製造程序。在一示例性實施例中，該等電流感測設備區段包含數個線軸元件，該等線軸元件經捲繞並且隨後形成為諸如環面型形狀之複雜幾何形狀。在一替代實施例中，使用接合繞組以允許該等區段在無一線軸或線圈架之情況下得以形成。在另一替代實施例中，該等上述電流感測裝置以兩個或兩個以上之群組堆疊。亦揭示製造並且使用該上述電流感測設備之方法。

Description

電流感測裝置與方法 優先權

本申請案主張具有相同標題之申請於2010年11月24日之美國專利申請案第12/954,546號之優先權，該申請案第12/954,546號為具有相同標題之申請於2010年1月7日之美國專利申請案第12/684,056號之部分接續申請案且主張其優先權，該申請案第12/684,056號為具有相同標題之申請於2009年9月25日美國專利申請案第12/567,622號之部分接續申請案且主張其優先權，該申請案第12/567,622號主張具有相同標題之申請於2009年7月31日之美國臨時專利申請案第61/230,474號之優先權，該等申請案中之每一者皆以引用之方式全部併入本文。

版權

本專利文件之揭示內容之一部分含有受制於版權保護之材料。當專利文件或專利揭示案出現在專利商標局專利檔案或記錄中時，版權所有者不反對任何人對該專利文件或該專利揭示案進行傳真複製，但在其他方面不論任何情況皆保留所有版權之權利。

本發明大體而言係關於電路元件，且更具體言之在一個示例性態樣中係關於用於感測電流之裝置，以及使用及製造該裝置之方法。

在先前技術中已知各種不同配置之電流感測裝置。製造電流感測裝置之一種通用方法係經由使用所謂的「羅哥斯基線圈」(Rogowski coil)。羅哥斯基線圈為用於量測交流電(「AC」)之電氣裝置。其通常由導線之螺旋形線圈(helical coil)組成，其中引線自一端返回穿過線圈之中心並且通過導線之螺旋形線圈至另一端。隨後，導線之整個螺旋形線圈定位於攜帶交流電之導體周圍，該導體之電流係待量測。在線圈中感應之電壓與導體中之電流變化率成比例，以使得羅哥斯基線圈之輸出指示通過導體之電流量。

羅哥斯基線圈可製成開端式(open-ended)且具有可撓性，從而允許其纏繞在載流導體周圍而不會反而直接干擾通過該導體之電流。羅哥斯基線圈通常利用空氣而不是磁性可滲透(permeable)核心，因此給予羅哥斯基線圈具有相對較低電感以及回應相對快速變化之電流之特性。此外，羅哥斯基線圈之輸出通常為高度線性，甚至在經受諸如用於輸電、焊接或其他脈衝功率應用中之彼等大電流時亦具有高度線性。此外，經適當建構之羅哥斯基線圈亦時常很大程度上不受電磁干擾之影響，藉此使其可抵抗外部破壞。然而，歸因於所涉及之相對複雜之繞組配置，在嘗試製造羅哥斯基型線圈之先前技術已存在勞動密集且成本 過高之問題。

在先前技術中存在用於生產羅哥斯基線圈之許多方法，例如包括在以下專利中所揭示之彼等方法：Mercure等人發佈於1986年10月7日且標題為「Dynamic current transducer」之美國專利第4,616,176號；Gris等人發佈於1995年5月9日且標題為「Rogowski coil」之美國專利第5,414,400號；Baudart發佈於1995年8月15日且標題為「Device for measuring an electrical current in a conductor using a Rogowski coil」之美國專利第5,442,280號；Von Skarczinski等人發佈於1999年11月9日且標題為「Current-detection coil for a current transformer」之美國專利第5,982,265號；Kustera等人發佈於2000年7月25日且標題為「AC current sensor having high accuracy and large bandwidth」之美國專利第6,094,044號；Kojovic等人發佈於2001年11月6日且標題為「High precision Rogowski coil」之美國專利第6,313,623號；Ray發佈於2003年9月2日且標題為「Current measuring device」之美國專利第6,614,218號；Meier等人發佈於2004年5月4日且標題為「Printed circuit board-based current sensor」之美國專利第6,731,193號；Saito等人發佈於2004年11月23日且標題為「Current transformer」之美國專利第6,822,547號；Skendzic等人發佈於2007年6月5日且標題為「Precision Rogowski coil and method for manufacturing same」之美國專利第7,227,441號；Kovanko等人發佈於2007年8月7日且標題為「Current sensor arrangement」 之美國專利第7,253,603號；Kojovic發佈於2009年5月26日且標題為「Split Rogowski coil current measuring device and methods」之美國專利第7,538,541號；Dupraz等人公開於2005年11月10日且標題為「Current transformer with Rogowski type windings comprising an association of partial circuits forming a complete circuit」之美國專利公開案第20050248430號；Skendzic公開於2006年10月5日且標題為「Precision printed circuit board based Rogowski coil and method for manufacturing same」之美國專利公開案第20060220774號；Mahon公開於2007年12月20日且標題為「Method and Apparatus for Measuring Current」之美國專利公開案第20070290695號；Wilkerson等人公開於2008年1月10日且標題為「Precision,Temperature-compensated,shielded current measurement device」之美國專利公開案第20080007249號；Rea等人公開於2008年4月3日且標題為「High-precision Rogowski current transformer」之美國專利公開案第20080079418號；Kojovic公開於2008年5月8日且標題為「Shielded Rogowski coil assembly and methods」之美國專利公開案第20080106253號；以及HOWELL等人公開於2008年9月4日且標題為「Flexible current transformer assembly」之美國專利公開案第20080211484號。

儘管存在廣泛之各種電流感測配置之先前技術，但仍顯著存在對於電流感測裝置(包括羅哥斯基線圈)同時具有低製造成本，並且提供優於先前技術之裝置之改良或至 少比得上的電氣效能之需求，該低成本係尤其藉由解決與先前技術之電流感測裝置之複雜的線圈配置相關聯之困難來賦能。理想情況下，該解決方案將不僅為電流感測裝置提供非常低之製造成本以及改良之電氣效能，而且藉由限制在該裝置之製造期間出現錯誤或其他缺陷之機會來提供高水準之效能一致性及可靠性。

此外，理想解決方案亦將至少在某種程度上為可縮放，並且能夠假定各種所需之形狀因數。

在本發明之第一態樣中，揭示一種改良型電流感測感應裝置。在一個實施例中，該電流感測感應裝置包括多個分段繞組元件。迴路導體將分段繞組元件之首端(leading)元件與分段繞組元件之末端(trailing)元件電氣耦合。

在一個實施例中，分段繞組元件包含分段線軸(bobbin)元件，在該等分段線軸元件上安置數個繞組。

在另一實施例中，該等繞組可有效地自力支撐(free-standing)，以使得不需要線軸或其他內部支撐結構。

在本發明之第二態樣中，揭示一種改良型無線圈模(form-less)電流感測感應裝置。在一個實施例中，感應裝置包括多個無線圈模捲繞空氣線圈。隨後，該等空氣線圈經置放在位於封裝集管之上的各別空腔之內。迴路導體將無線圈模線圈之首端線圈與無線圈模線圈之末端線圈耦合。

在本發明之第三態樣中，揭示一種併入上述電流感測感應裝置之系統設備。在一個實施例中，系統設備包含配 電公用設施箱，其併入改良型電流感測感應裝置。該配電公用設施箱包括一網路介面，該網路介面將由電流感測感應裝置收集之資料經由網路發送至用於監測、計費及/或控制應用之裝置或位置(例如，集中式儲存庫或控制中心)。

在本發明之第四態樣中，揭示製造上述裝置之方法。在一個實施例中，該方法包含在多個分段線軸元件之上連續捲繞絕緣導體。迴路導體在分段線軸元件中之每一者之間經導引(route)。然後，迴路導體與絕緣導體電氣耦合以便形成電流感測感應裝置。

在本發明之第五態樣中，揭示使用上述設備之方法。

在本發明之第六態樣中，揭示一種可縮放感應裝置。在一個實施例中，該裝置包含數個繞組區段，並且繞組區段之數目(及/或每區段之匝數)可根據所需而變化，以便在較高效能與較高製造成本之間達成所要之取捨。

在本發明之第七態樣中，揭示一種低成本且高精密度感應裝置。在一個實施例中，係使用數個區段以等效地近似一圓形、連續之羅哥斯基線圈裝置。

在本發明之第八態樣中，揭示一種使用者可調諧多線圈總成。在一個實施例中，兩個或兩個以上分段線圈經堆疊(亦即，以一共用中心軸並列佈置)，以使得安裝者或使用者可改變環繞共用軸線之線圈之角度佈置(旋轉)，及/或存在之線圈之數目。當一個線圈之區段經置放在相對於其他線圈之區段之不同位置中(及/或線圈之數目增加或減少)時，裝置之輸出將改變，藉此允許安裝者/使用者將線圈總成之等效輸出「調諧」至所需之效能水準。

在另一實施例中，兩個或兩個以上線圈大體彼此同心(concentric)，以使其具有不同半徑。類似地，當線圈之相對位置改變(及/或線圈之數目改變)時，線圈之輸出亦將改變，並且可經調諧或調整至所需之效能水準。

此外，在另一實施例中，可改變不同線圈之垂直間距或佈置(無論在「堆疊」還是「同心」配置中)，藉此增加/減少線圈之耦合或互相感應。

在本發明之第九態樣中，揭示一種具有導體接收插入件(insert)之線圈裝置。在一個實施例中，該裝置包含上文提及之類型之分段線圈，其進一步包括經調適成定向且將受監測的一或多個導體之中心部分置放在線圈之中心區域之內的規定位置處。

在本發明之第十態樣中，揭示一種供上述電流感測感應裝置使用之支撐結構。在一個實施例中，該支撐結構包括多個線軸元件。線軸元件之至少一部分亦包括連接特徵結構，該等連接特徵結構用於將一線軸元件接合至一相鄰線軸元件。

在本發明之第十一態樣中，揭示一種用於上述電流感測感應裝置中之線軸元件。在一個實施例中，該線軸元件包括一捲軸(spool)元件，其界定內部體積並且進一步具有與捲軸元件相關聯之外部繞組直徑。亦將一對凸緣特徵結構安置在捲軸元件之相對兩端上。

在一變型中，該對凸緣特徵結構中之至少一者包括安置於其中之導電夾片。

在另一變型中，該內部體積包括迴路導體支撐特徵結 構，其將迴路導體定位於相對於捲軸元件之一預定位置處。

在本發明之第十二態樣中，揭示一種電流感測感應裝置。在一個實施例中，該裝置包含：複數個線軸元件，每一元件具有一或多個端子，一或多個端子上捲繞有導電繞組之；及在其中存在一孔之印刷電路板。該複數個線軸元件安置在孔周圍並且經由印刷電路板彼此經電氣耦合。

在一變型中，該裝置進一步包含：一迴路導體，其將該複數個線軸元件之首端元件與該等線軸元件之末端元件電氣耦合。

在另一變型中，該複數個線軸元件中之至少兩者經由鉸鏈耦合彼此實體耦合。

在另一變型中，該複數個線軸元件中之至少三者分別經由複數個鉸鏈耦合中之一或多者彼此實體耦合，其中第一鉸鏈耦合安置在第一線軸元件之繞線槽之第一側上，並且第二鉸鏈耦合安置在該第一線軸元件之繞線槽之第二側上。

在另一變型中，線軸元件中之每一者包含一對凸緣，且捲繞捲軸大體安置於該對凸緣之間，以及捲繞至捲繞捲軸上之導電繞組。一或多個端子包含例如併入該對凸緣中之至少一者之至少一側壁中的自引線(self-leaded)端子。

在另一變型中，該複數個線軸元件包含三個或三個以上線軸元件，其中導電繞組之起始部分及結束部分安置在該三個或三個以上線軸元件之一非末端元件上。

在另一變型中，導電繞組包含安置在線軸元件之一或多個捲筒上之複數個層，並且該等層中之至少一者包含可 操作以減輕外部電磁場之效應之屏蔽層。

在另一變型中，該複數個層包含：兩個或兩個以上屏蔽層；及兩個或兩個以上電流感測層。該等兩個或兩個以上屏蔽層及該等兩個或兩個以上電流感測層彼此交錯。

在另一實施例中，電流感測感應裝置包含：複數個線性捲繞感應元件，每一元件包含：一對凸緣；安置在該對凸緣之間的繞線槽；安置在繞線槽中之導電繞組之複數層；及一或多個鉸鏈特徵結構；及包含一導體接收孔之外殼。該複數個線性捲繞感應元件以大體交替或鋸齒形之方式集體安置在導體接收孔之周圍。

在一變型中，繞組之該複數層中之至少一者包含一屏蔽層，並且該屏蔽層之繞組之方向在相鄰安置之線性捲繞感應裝置之間交替。

在另一變型中，導體接收孔包括待由線性捲繞感應元件感測之整合導體。

在另一變型中，外殼進一步包含與印刷電路板電氣介面連接之複數個端子。

在再一變型中，外殼包括當接收線性捲繞感應元件時以交替或鋸齒形方式配置線性捲繞感應元件之複數個對準特徵結構。

在本發明之第十三態樣中，揭示一種製造電流感測感應裝置之方法。在一個實施例中，該方法包含：將導電繞組之第一端固定至複數個分段繞組元件中之一者；將導電繞組依順序次序(sequential order)連續捲繞至該複數個分段繞組元件上；及將導電繞組之第二端固定至該複數個 分段繞組元件中之一者。

在一個變型中，固定導電繞組之第一端及第二端經固定至該複數個分段繞組元件中之相同元件。該順序次序包含例如：自該複數個分段繞組元件中之一中間元件橫穿至該複數個分段繞組元件之第一端分段繞組元件；自該複數個分段繞組元件之第一端分段繞組元件橫穿至該複數個分段繞組元件之第二端分段繞組元件；及自該複數個分段繞組元件之第二端分段繞組元件橫穿回至該複數個分段繞組元件中之中間元件。

在另一變型中，將第一端固定之動作包含將導電繞組端接(terminating)至自引線端子上，該自引線端子存在於該複數個分段繞組元件中之一者上。

100‧‧‧電流感測設備/羅哥斯基線圈裝置

102‧‧‧線圈區段/捲繞線圈

110‧‧‧分段集管

104‧‧‧貫穿或迴路導體

114‧‧‧固持特徵結構

112‧‧‧空腔

120‧‧‧黏合劑

116‧‧‧支柱特徵結構

185‧‧‧重疊端

180‧‧‧電流感測設備

210‧‧‧線軸元件

200‧‧‧電流感測設備

214‧‧‧導引柱

212‧‧‧繞線槽

218‧‧‧凸緣

216‧‧‧對準柱

222‧‧‧突出部分

220‧‧‧鉸鏈耦合

230‧‧‧中心通道/孔

224‧‧‧收容部分

240‧‧‧間隙器

232‧‧‧導引槽

310‧‧‧繞線槽

300‧‧‧線軸元件

314‧‧‧導引槽

312‧‧‧導引柱

320‧‧‧中心空腔

315‧‧‧槽

350‧‧‧電流感測裝置

330‧‧‧凸緣元件

362‧‧‧特徵結構

360‧‧‧心軸

400‧‧‧電流感測設備

370‧‧‧軸環

412‧‧‧繞線槽

410‧‧‧線軸元件

418‧‧‧凸緣

416‧‧‧對準柱

430‧‧‧中心通道

422‧‧‧導引特徵結構

434‧‧‧特徵結構

432‧‧‧替代通道/孔

460‧‧‧環形集管

440‧‧‧間隙器

480‧‧‧軸環

464‧‧‧空腔

512‧‧‧繞線槽

510‧‧‧線軸元件

518‧‧‧外部捲繞凸緣

514‧‧‧導引柱

530‧‧‧導線導引孔

522‧‧‧鉸鏈元件

536‧‧‧平坦表面

534‧‧‧中心孔

560‧‧‧心軸

550‧‧‧鉸鏈耦合/鉸鏈點

610‧‧‧線軸元件

570‧‧‧平坦表面

614‧‧‧導引柱

612‧‧‧繞線槽

622‧‧‧鉸鏈元件

618‧‧‧外部捲繞凸緣

631‧‧‧外部槽

630‧‧‧導線導引槽/空腔

650‧‧‧鉸鏈點

634‧‧‧中心孔

710‧‧‧繞組

700‧‧‧線軸元件

730‧‧‧迴路導體

720‧‧‧迴路導體

750‧‧‧迴路導體

740‧‧‧迴路導體

810‧‧‧電流感測設備

760‧‧‧迴路導體

830‧‧‧中心開口

820‧‧‧載流導體

852‧‧‧分段線軸元件

850‧‧‧電流感測設備

856‧‧‧對準元件

854‧‧‧導電繞組

872‧‧‧側向線圈區段

870‧‧‧端部線圈區段

876‧‧‧側向線圈區段

874‧‧‧端部線圈區段

880‧‧‧硬殼/外殼

878‧‧‧匯流排條

920‧‧‧電流感測設備

910‧‧‧繞線槽

940‧‧‧載流導體

930‧‧‧饋通導體

1010‧‧‧步驟

1000‧‧‧方法

1030‧‧‧步驟

1020‧‧‧步驟

1050‧‧‧步驟

1040‧‧‧步驟

1070‧‧‧步驟

1060‧‧‧步驟

1110‧‧‧步驟

1100‧‧‧方法

1130‧‧‧步驟

1120‧‧‧步驟

1150‧‧‧步驟

1140‧‧‧步驟

1170‧‧‧步驟

1160‧‧‧步驟

1200‧‧‧方法

1180‧‧‧步驟

1220‧‧‧步驟

1210‧‧‧步驟

1240‧‧‧步驟

1230‧‧‧步驟

1260‧‧‧步驟

1250‧‧‧步驟

1310‧‧‧步驟

1300‧‧‧實施例

1330‧‧‧步驟

1320‧‧‧步驟

1350‧‧‧步驟

1340‧‧‧步驟

1370‧‧‧步驟

1360‧‧‧步驟

1400‧‧‧方法

1380‧‧‧步驟

1420‧‧‧步驟

1410‧‧‧步驟

1440‧‧‧步驟

1430‧‧‧步驟

1460‧‧‧步驟

1450‧‧‧步驟

1510‧‧‧線圈元件或區段/頂部分段捲繞線圈

1470‧‧‧步驟

1520‧‧‧線圈元件或區段/底部分段捲繞線圈

1530‧‧‧調諧罩

1534‧‧‧旋轉

1532‧‧‧鉸鏈

1540‧‧‧堆疊羅哥斯基線圈設備/總成/導電電鍍表面

1536‧‧‧中心孔

1548‧‧‧導電襯墊

1550‧‧‧導電槽

1560‧‧‧保護罩

1562‧‧‧輸出端子

1564‧‧‧孔

1566‧‧‧突起部分

1570‧‧‧堆疊羅哥斯基線圈設備

1572‧‧‧圓周方向

1577‧‧‧繞組/繞組部分

1575‧‧‧外部線圈/外部羅哥斯基線圈

1580‧‧‧內部線圈/內部羅哥斯基線圈

1579‧‧‧未被佔用的中間區段

1584‧‧‧繞組/繞組部分

1582‧‧‧未被佔用的中間區段

1610‧‧‧分段線軸元件

1600‧‧‧電流感測設備/羅哥斯基線圈裝置

1613‧‧‧捲軸/捲筒

1618‧‧‧凸緣

1612‧‧‧繞線槽

1621‧‧‧鉸鏈特徵結構

1616‧‧‧導電夾片孔

1630‧‧‧迴路導體通道

1620‧‧‧鉸鏈耦合

1634‧‧‧迴路導體對準特徵結構

1623‧‧‧鉸鏈特徵結構

1632‧‧‧通孔

1638‧‧‧繞組對準突起

1636‧‧‧對準孔

1660‧‧‧繞組

1650‧‧‧鉸鏈耦合銷/零件

1680‧‧‧底部外殼罩

1670‧‧‧頂部外殼罩

1684‧‧‧鉸鏈銷收容特徵結構

1682‧‧‧凸緣支撐特徵結構

1688‧‧‧中心孔

1686‧‧‧凸緣支撐特徵結構

1710‧‧‧分段線軸元件

1700‧‧‧電流感測設備/羅哥斯基線圈裝置

1713‧‧‧捲筒/捲軸

1718‧‧‧凸緣

1712‧‧‧繞線槽

1720‧‧‧鉸鏈耦合

1716‧‧‧導電夾片孔

1722‧‧‧捲繞捲軸孔

1719‧‧‧外表面

1725‧‧‧可撓性鉸鏈特徵結構

1721‧‧‧捲繞捲軸部分

1730‧‧‧迴路導體通道

1723‧‧‧可插入部分

1734‧‧‧迴路導體對準特徵結 構

1727‧‧‧捲軸空腔

1731‧‧‧外表面

1738‧‧‧繞組對準突起

1736‧‧‧對準孔

1811‧‧‧外壁

1810‧‧‧線軸元件/始端線軸區 段

1850‧‧‧迴路導線

1860‧‧‧聚合物電線

1813‧‧‧凹槽

1863‧‧‧過渡特徵結構

1852‧‧‧完工導線

1866‧‧‧導線之一部分

1862‧‧‧導線/繞組

1872‧‧‧捲繞銷

1864‧‧‧屏蔽層

1882‧‧‧迴路導線凹槽

1870‧‧‧捲帶/捲繞心軸

1884‧‧‧完工導線凹槽

1880‧‧‧外殼

1887‧‧‧中間孔壁

1883‧‧‧頂部外殼

1889‧‧‧空腔

1886‧‧‧空腔

1891‧‧‧彎曲

1888‧‧‧環氧樹脂

1893‧‧‧貫穿導體通道

1890‧‧‧始端夾片/起始夾片

1910‧‧‧凸緣

1892‧‧‧終端夾片/末端夾片

1914‧‧‧上(或下)表面

1900‧‧‧線軸元件

1918‧‧‧導引特徵結構

1912‧‧‧自引線端子

1922‧‧‧繞組

1916‧‧‧凸緣

1930‧‧‧內端子

1920‧‧‧繞線槽

1950‧‧‧總成

1924‧‧‧側壁

1970‧‧‧基板

1932‧‧‧內端子

2002‧‧‧第一端

1960‧‧‧孔

2030‧‧‧鉸鏈耦合

2000‧‧‧線軸元件

2100‧‧‧基板總成/電路總成

2004‧‧‧遠端

2112‧‧‧下部基板/印刷電路板基板

2050‧‧‧自引線線軸元件總成

2110‧‧‧上部基板/印刷電路板基板

2220‧‧‧內部鉸鏈耦合

2250‧‧‧中心線軸元件

2200‧‧‧雙鉸鏈線軸總成

2320‧‧‧向上線軸元件/成對配置

2240‧‧‧外部鉸鏈耦合

2300‧‧‧線軸元件

2332‧‧‧端部

2330‧‧‧內部鉸鏈耦合

2360‧‧‧外部鉸鏈耦合

2350‧‧‧匯流排條

2412‧‧‧外部鉸鏈耦合

2410‧‧‧線軸元件

2422‧‧‧內部鉸鏈耦合

2420‧‧‧線軸元件對

2460‧‧‧外殼

2450‧‧‧匯流排條

2500‧‧‧線軸元件

2470‧‧‧對準特徵結構

2560‧‧‧導體

2550‧‧‧替代電流感測裝置

2610‧‧‧外殼

2600‧‧‧電流感測裝置

2660‧‧‧整合導體/整合匯流排條

2620‧‧‧電流感測端子

2700‧‧‧裝置

2710‧‧‧外殼

2712‧‧‧中心孔

2720‧‧‧表面安裝端子

2750‧‧‧完工封裝選擇物總成

2800‧‧‧多感測器裝置

2810‧‧‧外殼

2850‧‧‧電流感測裝置

2900‧‧‧中心開始/中心結束捲

2910‧‧‧繞組端子/起始終端 繞技術

2930‧‧‧端子

2920‧‧‧繞組端子

3000‧‧‧繞組配置

2960‧‧‧返回

3010‧‧‧第一層

3002‧‧‧線軸元件

3030‧‧‧第三層

3020‧‧‧第二層

3050‧‧‧繞組排

3040‧‧‧繞組排

3100‧‧‧電流感測裝置

3060‧‧‧繞組排

3120‧‧‧第二方向

3110‧‧‧第一方向

3140‧‧‧方向

3130‧‧‧方向

3160‧‧‧方向

3150‧‧‧方向

3202‧‧‧捲繞線軸元件

3200‧‧‧交錯屏蔽繞組配置

3210‧‧‧第一層/頂層

3204‧‧‧端子柱

3230‧‧‧第三層

3220‧‧‧第二層

3310‧‧‧線軸/捲繞線軸元件

3300‧‧‧線軸元件總成

3400‧‧‧羅哥斯基裝置

3320‧‧‧屏蔽層

3410‧‧‧銅(或其他適當屏蔽材料)層

3402‧‧‧中心孔

3420‧‧‧整合外殼

3500‧‧‧基板總成實施例/多線 圈羅哥斯基線圈裝置

3510‧‧‧上部基板

3514‧‧‧中間基板

3512‧‧‧下部基板

3530‧‧‧中心基板

3520‧‧‧線軸元件

3552‧‧‧第一線軸元件

3550‧‧‧第一線軸元件

3556‧‧‧線軸元件

3554‧‧‧第二線軸元件

3558‧‧‧線軸元件

當結合圖式時，本發明之特徵結構、目的及優點將由上文闡述之詳細描述可更加明白，其中：第1圖為圖示根據本發明之原理之羅哥斯基線圈裝置之第一實施例的透視圖；第1A圖為圖示根據本發明之原理之第1圖之羅哥斯基線圈集管的透視圖；第1B圖為沿第1A圖之線1B-1B截取之透視剖視圖；第1C圖為圖示根據本發明之原理藉由分段或連續塗覆黏合劑形成之羅哥斯基線圈的透視圖；第1D圖為圖示根據羅哥斯基線圈之原理具有重疊導體端之現場安裝型羅哥斯基線圈裝置的頂部正視圖； 第1E圖為圖示根據羅哥斯基線圈之原理具有相鄰導體端之現場安裝型羅哥斯基線圈裝置的頂部正視圖；第2圖為圖示根據本發明之原理之羅哥斯基線圈裝置之第二實施例之一部分的透視圖；第2A圖為沿第2圖之線2A-2A截取之透視剖視圖；第2B圖為根據本發明之原理之如第2圖中所示之單一羅哥斯基線圈區段的透視圖；第2C圖為自一不同視角圖示之第2B圖中所示之單一羅哥斯基線圈區段的透視圖；第3圖為圖示根據本發明之原理用於羅哥斯基線圈裝置之第三實施例之單一羅哥斯基線圈區段的透視圖；第3A圖為在第3圖中圖示之羅哥斯基線圈區段之側視圖；第3B圖為圖示根據本發明之原理形成羅哥斯基線圈裝置之二分之一的四個(4)裝配之羅哥斯基線圈區段(如第3圖中所示)之透視圖；第3C圖為圖示根據本發明之原理安裝在捲繞心軸上之四個(4)第3B圖之裝配之羅哥斯基線圈區段的透視圖；第3D圖為安裝捲繞心軸之圖示於第3C圖中之羅哥斯基線圈區段的側視圖；第4圖為圖示根據本發明之原理用於羅哥斯基線圈裝置之第四實施例之單一羅哥斯基線圈區段的透視圖；第4A圖為圖示根據本發明之原理安裝在兩個集管區段之間的兩個捲繞羅哥斯基線圈區段(如第4圖中所示) 之透視圖；第4B圖為圖示根據本發明之原理安裝在捲繞心軸上之八個(8)第4圖之裝配之羅哥斯基線圈區段的透視圖；第5圖為圖示根據本發明之原理用於羅哥斯基線圈裝置之第五實施例之單一羅哥斯基線圈區段的透視圖；第5A圖為圖示第5圖之單一羅哥斯基線圈元件之側視圖；第5B圖為圖示根據本發明之原理可安裝在一起之兩個第5圖之羅哥斯基線圈區段之透視圖；第5C圖為圖示根據本發明之原理安裝在捲繞心軸上之八個(8)第5圖之裝配之羅哥斯基線圈區段的透視圖；第6圖為圖示根據本發明之原理用於羅哥斯基線圈裝置之第六實施例之單一羅哥斯基線圈區段的透視圖；第6A圖為圖示第6圖之單一羅哥斯基線圈元件之側視圖；第6B圖為圖示根據本發明之原理可安裝在一起之兩個第6圖之羅哥斯基線圈區段的透視圖；第6C圖為圖示根據本發明之原理經調適成接收周邊電線之線圈區段之另一實施例的透視圖；第7圖為圖示根據本發明之原理之電流感測裝置之貫穿導體之各種位置的側視圖；第8圖為圖示根據本發明之原理用於定位在矩形功率導體周圍之羅哥斯基線圈裝置之交替配置的頂部正視圖；第8A圖為圖示根據本發明之原理具有併入其上之對 準特徵結構以防止偏斜及偏置之第8圖的羅哥斯基線圈裝置之第一示例性實施例的頂部正視圖；第8B圖為本發明之感測裝置之另一實施例的頂部正視圖，該感測裝置適合於在4側(例如，矩形)匯流排條(外罩已被移除)上使用；第8B-1圖為第8B圖之裝置之橫截面，其沿線8B-1-8B-1截取並且該裝置已安裝外罩；第9圖為圖示根據本發明之原理用於羅哥斯基線圈裝置之交替配置的側視圖；第10圖為根據本發明之原理用於製造第1圖至第1B圖之電流感測設備的製程流程圖；第11圖為根據本發明之原理用於製造第2圖至第2C圖及第4圖至第4B圖之電流感測設備的製程流程圖；第12圖為根據本發明之原理用於製造第3圖至第3D圖之電流感測設備的製程流程圖；第13圖為根據本發明之原理用於製造第5圖至第5C圖之電流感測設備的製程流程圖；第14圖為根據本發明之原理用於製造第6圖至第6B圖之電流感測設備的製程流程圖；第15A圖為根據本發明之原理之示例性堆疊羅哥斯基線圈裝置的透視圖；第15B圖為第15A圖之堆疊羅哥斯基線圈裝置之頂部正視圖；第15C圖為第15A圖之堆疊羅哥斯基線圈裝置之可調 諧實施的透視圖；第15D圖為根據本發明之原理之可調諧堆疊羅哥斯基線圈裝置之第二示例性實施例的透視剖視圖；第15E圖為根據本發明之原理之同心堆疊羅哥斯基線圈裝置的頂部正視圖；第16圖為圖示根據本發明之原理之羅哥斯基線圈區段之第七實施例之一部分的透視圖；第16A圖為圖示第16圖之羅哥斯基線圈區段與其他類似區段連接在一起以形成羅哥斯基線圈裝置之透視圖；第16B圖為羅哥斯基線圈裝置及外殼之第七實施例之分解圖的透視圖；第16C圖為沿第16B圖之線16C-16C截取之剖視圖；第16D圖為與第16B圖中所示之羅哥斯基線圈裝置相關聯之底部外殼部分的頂部正視圖；第17圖為圖示根據本發明之原理之羅哥斯基線圈區段之第八實施例的透視圖；第17A圖為圖示第17圖之羅哥斯基線圈區段與其他類似區段連接在一起以形成羅哥斯基線圈裝置之透視圖；第17B圖為沿第17A圖之線17B-17B截取之剖視圖；第18A圖為圖示根據本發明之一實施例用於羅哥斯基線圈區段之起始夾片之插入的透視圖；第18B圖為圖示根據本發明之一實施例用於羅哥斯基線圈區段之末端夾片之插入的透視圖；第18C圖為圖示根據本發明之一實施例將羅哥斯基線 圈區段插入至捲繞心軸上之透視圖；第18D圖為圖示根據本發明之一實施例將核心總成安裝至線軸區段凹槽中之透視圖；第18E圖為圖示根據本發明之原理開始捲繞製程之一實施例的透視圖；第18F圖為圖示根據本發明之一實施例安置在第一羅哥斯基線圈區段上之分層繞組的橫斷面圖；第18G圖為圖示根據本發明之一實施例在羅哥斯基線圈區段之間的繞組通道之透視圖；第18H圖為根據本發明之一實施例安裝在捲繞心軸上並且捲繞之羅哥斯基線圈區段之透視圖；第18I圖為圖示根據本發明之一實施例繞組終止於起始夾片之透視圖；第18J圖為圖示根據本發明之一實施例在第一羅哥斯基線圈區段上之屏蔽層繞組之橫斷面圖；第18K圖為根據本發明之一實施例安裝在捲繞心軸上並且捲繞有屏蔽層之羅哥斯基線圈區段之透視圖；第18L圖為圖示根據本發明之一實施例在繞組之屏蔽層之上的帶層之繞組之透視圖；第18M圖為圖示根據本發明之一實施例繞組終止於末端夾片之透視圖；第18N圖為圖示根據本發明之一實施例插入迴路導體之透視圖；第18O圖為圖示根據本發明之一實施例插入終端導線 導體之透視圖；第18P圖為圖示根據本發明之一實施例將羅哥斯基線圈區段插入至集管中之頂部正視圖；第18Q圖為圖示根據本發明之一實施例將導線導體安裝在羅哥斯基集管中之透視圖；第18R圖為圖示根據本發明之一實施例將環氧樹脂沈積至羅哥斯基裝置之頂部集管中之透視圖；第18S圖為圖示使用在第18A圖至第18R圖中所示之製程製造之羅哥斯基線圈裝置的透視圖；第19A圖為根據本發明之一實施例用於羅哥斯基線圈裝置中之表面可安裝線軸元件之透視圖；第19B圖為利用第19A圖之表面可安裝線軸元件之示例性羅哥斯基線圈裝置的俯視圖；第19C圖為在第19B圖中所示之羅哥斯基線圈裝置之透視圖；第20A圖為根據本發明之另一實施例之表面可安裝線圈總成之透視圖；第20B圖為圖示個別線軸元件之鉸鏈特性之第20A圖之表面可安裝線圈總成的透視圖；第21圖為利用兩個基板及第19A圖之表面可安裝線軸元件之羅哥斯基線圈裝置的透視圖；第22圖為根據本發明之一實施例之雙鉸鏈線軸總成之透視圖；第23A圖為根據本發明之原理安置在匯流排條周圍之 「鋸齒形」線軸配置之第一實施例的俯視圖；第23B圖為根據本發明之一實施例安置在匯流排條周圍之鋸齒形線軸配置之第二實施例的俯視圖；第24圖為根據本發明之一實施例之封閉迴路鋸齒形線軸羅哥斯基線圈裝置的俯視圖；第25A圖為根據本發明之一實施例之非封閉迴路感測器及線軸配置之第一實施例的俯視圖；第25B圖為根據本發明之一實施例之非封閉迴路感測器及線軸配置之第二實施例的俯視圖；第26圖為根據本發明之一實施例之具有整合匯流排條之羅哥斯基線圈裝置的透視圖；第27A圖為根據本發明之一實施例之表面可安裝羅哥斯基線圈裝置的透視圖；第27B圖為安裝至基板上之第27A圖之表面可安裝羅哥斯基線圈裝置的透視圖；第28圖為根據本發明之一實施例具有內建式串擾補償之多感測器模組的俯視圖；第29A圖為圖示根據本發明之一實施例具有定位在中心線軸上之引出線之第一示例性羅哥斯基線圈裝置捲繞技術的製程流程圖；第29B圖為圖示根據本發明之一實施例具有定位在中心線軸上之引出線之第二示例性羅哥斯基線圈裝置捲繞技術的製程流程圖；第30圖為根據本發明之一實施例之一排繞組配置的 正視圖；第31圖為圖示根據本發明之原理之交替方向屏蔽繞組的製程流程圖；第32圖為圖示根據本發明之一實施例安置在第一羅哥斯基線圈區段上之交錯屏蔽繞組的橫斷面圖；第33圖為圖示根據本發明之一實施例之個別線軸區段之屏蔽的俯視圖；第34圖為圖示根據本發明之一實施例在電流感測器之內徑上屏蔽的俯視圖；第35A圖為根據本發明之一實施例之安裝電路板的多線圈電流感測設備之第一實施例之透視圖；第35B圖為根據本發明之一實施例之安裝電路板的多線圈電流感測設備之第二實施例之透視圖；第35C圖為圖示第35A圖或第35B圖之多線圈電流感測設備之替代繞組配置的製程流程圖。

本文揭示之所有圖式版權2009-2010歸Pulse Engineering,Inc.所有。保留所有權利。

現參考圖式，其中相同元件符號始終代表相同部件。

如本文中所使用，術語「線軸」及術語「線圈模」(或「線圈架」)之使用，代表但不限於安置在感應裝置上或在感應裝置之內或作為感應裝置之一部分的任何結構或組件，該結構或組件有助於形成或保持該裝置之一或多個繞組。

如本文中所使用，術語「電氣組件」(electrical component)及術語「電子組件」(electronic component)可互換地使用，並且代表經調適成提供一些電氣及/或訊號調節功能之組件，包括但不限於感應電抗器(inductive reactor)(「抗流線圈(choke coils)」)、變壓器、濾波器、電晶體、帶氣隙的鐵心環狀線、電感器(耦合或以其他方式)、電容器、電阻器、運算放大器及二極體，該等組件可為離散組件或積體電路，亦可為單獨形式或結合形式。

如本文中所使用，術語「感應裝置」代表使用或實施感應之任何裝置，其包括但不限於電感器、變壓器及感應電抗器(或「抗流線圈」)。

如本文中所使用，術語「網路」及術語「承載網路」通常代表任何類型之資料、電信或其他網路，包括但不限於資料網路(包括MAN、PAN、WAN、LAN、WLAN、微型網路、微微網路、網際網路及企業內部網路)、併合光纖同軸(HFC)網路、衛星網路、蜂巢式網路及電信網路。該等網路或其部分可利用任何一或多個不同拓撲(例如，環狀、匯流排、星狀、迴路等等)、傳輸媒體(例如，有線/射頻電纜、射頻無線、毫米波、光學等等)及/或通訊或網路連接協定(例如，SONET、DOCSIS、IEEE標準802.3及802.11、ATM、X.25、訊框中繼、3GPP、3GPP2、WAP、SIP、UDP、FTP、RTP/RTCP及H.323等等)。

如本文中所使用，術語「網路介面」或「介面」通常代表具有組件、網路或程序之任何訊號、資料或軟體介面，其包括但不限於以下：火線(FireWire)(例如，FW400、FW800 等等)、USB(例如，USB2、USB 3.0、移動(On-the-Go)USB等等)、乙太網路(例如，10/100、10/100/1000(十億位元乙太網路)、10-Gig-E等等)、MoCA、光學(例如，PON、DWDM等等)、串列ATA(例如，SATA、e-SATA、SATAII)、Ultra-ATA/DMA、Coaxsys(例如，TVnet^TM)、射頻調諧器(例如，帶內或OOB、纜線數據機等等)、WiFi(802.11a/b/g/n)、WiMAX(802.16)、PAN(802.15)、IrDA或其他無線族。

如本文中所使用，應理解術語「訊號調節」或「調節」包括但不限於訊號電壓變換、濾波及雜訊減輕、訊號分離、阻抗控制及修正、電流限制、電容控制及時間延遲。

如本文中所使用，術語「頂部」、「底部」、「側面」、「上」、「下」及其類似術語僅意謂一組件對於另一組件之相對位置或幾何形狀，並且決不意謂絕對參考標架或任何所需方位。舉例而言，當將組件安裝至另一裝置時，組件之「頂部」部分可實際位於「底部」部分之下(例如，PCB之下側)。

如本文中所使用，術語「無線」意謂任何無線訊號、資料、通訊或其他介面，包括但不限於Wi-Fi、藍芽、3G(例如，3GPP、3GPP2及UMTS)、HSDPA/HSUPA、TDMA、CDMA(例如，IS-95A、WCDMA等等)、FHSS、DSSS、GSM、PAN/802.15、WiMAX(802.16)、802.20、窄頻帶/FDMA、OFDM、PCS/DCS、類比蜂巢式、CDPD、衛星系統、毫米波或微波系統、光學、聲學及紅外線(亦即，IrDA)。

綜述

本發明尤其提供改良型低成本電流感測設備及用於製造並利用該設備之方法。在一個實施例中，該電流感測設備以區段形成，在示例性實施例中，該等區段通常在本質上為線性以便促進設備之捲繞。所形成之區段隨後經定位成複雜之幾何形狀，諸如圓形、多角形或橢圓環面/環形之類似幾何形狀。當環面幾何形狀通用時，所形成之區段可經調適成以多種幾何形狀之方式使用，其中該等區段在其周圍形成之導體在本質上是不規則的。除大體固定之形狀之外，本文揭示之額外實施例亦可適合於可撓性總成。

上述「分段」線圈方法有利地允許控制裝置之製造成本，以與所需效能或精密水準保持平衡。因為對於給定應用需要較大精密度，所以可使用較大數目之區段(及/或較大的每區段匝數)，其亦通常對應於較大之製造成本。在低精密度應用中，可利用具有較少區段及/或匝數之較低精密度裝置，藉此對於所需精密水準提供最低可能的成本。

在一個示例性實施中，區段由具有某些特徵結構及/或幾何形狀之線軸元件形成，該等特徵結構及/或幾何形狀有利地協助其裝配成為最終完成之電流感測設備。該等線軸元件包括一或多個鉸鏈耦合、對準特徵結構、模製可撓性網狀物等等以協助裝配。在一替代實施例中，區段由自持接合線繞組形成，隨後將其置放至保護集管元件中。亦利用與繞組電氣耦合之一或多個迴路導體或貫穿導體以形成電流感測設備。

此外，本文揭示之一些實施例包括嵌入成形或後插式 導電夾片，該導電夾片不但可用於導線纏繞(亦即，為了在將繞組捲繞至線軸元件上之前將其固定)，而且可用於將外部引線電氣耦合至線軸元件繞組，從而協助形成羅哥斯基線圈裝置所需之電氣連接。亦可揭示在一些實施例中使用在線軸元件之外部凸緣上形成之突起。該等突起具有相應成對孔以在捲繞操作期間提供對準及穩定性。

在裝置之示例性實施例中，集管及/或線軸元件係以有利於併入裝置之幾何形狀之特徵結構形成，以便支撐迴路導體並且將其相對於裝置上之繞組精確地定位。迴路導體之定位可在效能考量與製造考量兩者之間權衡以提供高效能且低成本之電流感測設備。導體之定位甚至可在本質上變化；例如，經由支撐導體之多個不同位置之結構。

亦揭示裝置之「自由空間」(free space)或「無線圈模」實施例，其中繞組之線匝(及其自身區段)在無線軸或其他支撐結構之情況下經形成及使用。在一變型中，使用所謂的「接合」導線，其中繞組之個別線匝可選擇性地彼此接合(例如，經由熱活性黏合劑或其他物質)以便保持線匝在相對於彼此之一所需之位置及方位，藉此除去線軸並且降低製造成本。在另一變型中，繞組(及中心導體)經封裝在聚合物或其他封裝化合物中，該聚合物或其他封裝化合物將繞組及導體「填充」於相對位置，並且增加了機械穩定性及剛性。

亦揭示利用例如表面安裝端接(surface mount termination)之自引線實施例，該等表面安裝端接允許區段中之每一者得以接合(電氣地及機械地)至下層電路板。

亦可設想以下操作之「可調諧」實施例：將兩個(2)或兩個前述電流感測設備彼此相鄰置放，以對關於區段的電氣效能缺陷作出修正，及/或允許藉由使用者或安裝者選擇性調諧線圈效能。在一個實施例中，兩個或兩個以上線圈以堆疊或並列方位配置，並且相對於彼此置放以便消除或減輕與在線圈區段之間的間隙相關聯之漏磁(flux leakage)。在另一變型中，該兩個或兩個以上線圈大體同心。

亦揭示「開放式」實施例(亦即，不形成封閉式結構之彼等實施例)。

此外，亦描述了各種裝置封裝選項(諸如包括整合匯流排條連接之封裝選項)以及可與本文描述之分段線軸及線軸總成之各種實施例一起使用的各種繞組及屏蔽配置。

示例性實施例之詳細描述

現在提供本發明之設備及方法之各種實施例及變型的詳細描述。雖然主要以電流感測裝置為背景而論述，且具體言之係針對根據羅哥斯基原理操作之電流感測裝置的一個實施例中，但是本文論述之各種設備及方法並不如此受限。事實上，本文描述之許多設備及方法在製造可受益於本文描述之分段製造方法及設備之任何數目的複雜線圈配置(諸如，捲繞環面形狀)時很有用，包括不利用或不需要貫穿或迴路導體之裝置。

此外，應進一步瞭解，在許多實例中，針對特定實施例論述之某些特徵結構，可輕易地調適以在本文描述之一 或多個其他實施例中使用。其將可被在本發明領域中具有通常知識者輕易瞭解，由於在本揭示案中，許多本文描述之特徵結構具有超出描述該等特徵結構使用之特定實例及實施之範圍外的更廣泛用途。

羅哥斯基線圈原理

為了更佳理解如本文隨後描述之，在實施用於製造示例性線圈之方法時的各種設計考量，理解決定羅哥斯基型線圈之行為之基本原理是有用的。如在電子技術中被充分理解之，由羅哥斯基線圈產生之電壓係藉由以下方程式(1)推得：

其中：A=小迴路中之一者之面積；N=匝數；l=繞組之長度；μ_o=磁性常數；以及dI/dt=迴路中電流之變化率。

為了使實際實施之操作更接近於方程式(1)中闡述之理論行為，進行了各種假定，其包括將線匝均勻間隔，並且裝置半徑比線匝自身之半徑大。因此，應在下文闡述之各種線圈裝置之後續論述中牢記該等假定，及其如何影響羅哥斯基線圈自身之敏感度。

電流感測設備

現參考第1圖至第1B圖，圖示且詳細描述了電流感測設備100之第一實施例。具體言之，在第1圖至第1B圖之實施例中圖示羅哥斯基型電流感測設備。第1圖圖示與電流感測設備相關聯之主要元件，其包括捲繞線圈102、貫穿或迴路導體104及分段集管110。

如第1圖中可顯然地看出此裝置100優於其他先前技術之羅哥斯基線圈之第一顯著優勢。具體言之，典型先前技術之羅哥斯基線圈強調在全裝置迴路中線圈繞組的均勻分佈，為了達成裝置之足夠電氣效能，此舉被認為是必要的。然而，受讓人已發現，該先前技術構造不僅難以製造(產生相對高的裝置銷售價格)，而且並非為了達成裝置之所要水準之電氣效能所必需的。相反的，藉由將電流感測設備100分段成多個大體均勻之捲繞線圈區段102，下層裝置不僅易於製造，而且提供類似甚至優於傳統羅哥斯基線圈裝置的電氣效能。

在一示例性實施例中，線圈區段102使用接合線繞組捲繞在線性心軸(mandrel)上。此外，亦可結合接合/膠接製程使用的規則的絕緣導線。接合線係用以生產所謂「空氣線圈」之公認的產品/製程。空氣線圈其自身為電感器，並且已習知用於RFID標籤、音圈、感測器及其類似物。用於生產接合線之材料及製造裝備可購自為一般技術者所已知的各種來源。接合線本質上為具有(藉由導線供應商或裝置製造商)塗覆於瓷漆之外表面之額外塗層的塗有瓷 漆的導線。通常，在捲繞期間，接合線塗層可經活化(通常藉由加熱，然而其他類型之製程包括輻射通量、化學試劑等等)以使塗覆導線黏合/接合在一起。此方法在電子組件生產之情境中提供一些利益及成本經濟性。藉由使用接合線，線圈區段102自身成為一自持結構。接合線之使用通常為眾所熟知，並且其在建構感應裝置中之使用已在例如申請於2004年7月6日並且標題為「Form-less Electronic Device and Methods of Manufacturing」之共同擁有之美國專利申請案第10/885,868號中詳細描述，其全部內容以引用之方式併入本文。

第1圖之裝置100僅圖示安裝在分段集管110中之單一線圈區段102，然而應瞭解裝置100意欲使用如圖所示之八個(8)線圈區段進行操作。此外，雖然圖示八個(8)線圈區段，但是應瞭解可增加較多或較少之區段，其主要取決於電流感測設備100之整體尺寸及其所要之形狀/輪廓。可修改線圈區段之數目之能力提供了優於製造電流感測設備之先前技術方法之明顯競爭優勢。具體言之，隨著線圈區段之數目增加(亦即，向理論上為無限量之區段而增長)，該電流感測設備之行為將傾向於執行如更類似一理想線圈，然而此舉是以製造複雜性及成本為代價。然而，相反地，亦可減少區段之數目直到已達成最小可接受水準之電氣效能為止，藉此將製造複雜性以及製造成本減到最少。

現參考第1A圖及第1B圖，更容易看到分段集管110之示例性實施例之構造。在所示實施例中之分段集管110包含八個(8)空腔112，每個空腔112皆與線圈區段102之 個別區段相關聯。較佳地，分段集管110係由射出成形的聚合物材料建構而成，然而其他構造材料包括但不限於複合物、纖維材料(例如，紙)及上述組合以及替代方法(例如，轉注成形或裝配/黏合製程)將為已知本揭示案之一般技術者顯而易見。在示例性實施例中，多個貫穿導體固持特徵結構114經定位在沿著分段集管之多個點處，且定位在相鄰空腔112之間，並且用於將貫穿導體(或多個導體)104(第1圖)固持在相對於定位線圈區段102之所需位置處。在所示實施例中，固持特徵結構114將貫穿導體104沿著線圈區段中之每一者之縱軸定位，然而應認識到貫穿導體之定位可能改變(並且在可能使用多個導體之狀況下，其可實際佔據區段之內的不同位置)。例如參見本文隨後第7圖之論述。此外，支柱特徵結構116提供用於在區段之間進行互連線繞線之位置。

雖然，第1圖至第1B圖中所示之電流感測設備特別調適於一些應用，在該等應用中，最終感測電流之導體將能夠貫穿設備100之中心部分，應認識到分段集管可經製造因而使其並非為一靜態均勻結構。舉例而言，已認識到設備100可經絞接因而使分段集管110能夠為了安裝之目的纏繞在載流導體周圍，或允許藉由在現場中之操作者/安裝者量測/測試。此外，鉸鏈分段集管亦可容易地經調適，以便集管之可撓性特性以大於僅一個單一旋轉自由度操作。舉例而言，分段集管可不僅經調適以便允許裝置之封閉迴路開啟且關閉，而且允許裝置之封閉迴路樞轉及扭轉以便協助分段集管容納至現場中之任何數目之困難安裝位置的 能力。

相對端(亦即，未絞接之部分)可隨後進一步經調適以具有一固持機構(諸如按扣及其類似物)，該固持機構將鉸鏈設備以其封閉形式固持。可以進一步認識到，此可在無鉸鏈之情況下(例如經由使用定位銷、按扣、貫穿導體之張力等等)或經由將集管110分割成兩個或兩個以上可分離或可活動部分來完成，其取決於將最終安裝設備於其中之系統之需要。亦可認識到在第1圖至第1B圖中描述之電流感測設備100之可分離或可活動的分段實施例同樣適用於本文隨後描述之其他電流感測設備之實施例。

亦應注意，在某些應用中，集管110可輕易經修改以協助將電流感測設備安裝至外部基板上(無論經由表面安裝或通孔應用)。舉例而言，在通孔應用中，集管110將孔(未圖示)併入，該等孔將用於電流感測設備中之導體之端部以預定間距保持且定位。該等導體較佳由具有足夠厚度之導線形成，以使該導線在安裝之前不太可能發生變形。在表面安裝應用中，集管輕易經調適而具有兩個或兩個以上導電區域。該等導電區域可由附著至集管之離散金屬板形成，或者經由任何數目之熟知聚合物電鍍製程併入。然後，可經由焊接、電阻法焊接等等電氣將導體之端部耦合至導電區域，以便在電流感測設備繞組與導電區域之間形成電氣連接，該等導電區域將經由表面安裝製程安裝在外部基板上。

電流感測設備(無論是靜態或以其他方式)亦可視情況裝入蛤殼罩(clamshell cover)中或以其他封裝/模製/過 模製等等方式保護其不受污垢及碎片之損壞，以及提供對來自例如由電流感測設備量測之導體之高電壓的增強抗力。此外，在某些實施中已經發現，電流感測設備之效能對線圈區段102之變形極為敏感。因此，藉由將電流感測設備裝入蛤殼罩中或以其他方式將繞組封裝，可在對於終端用戶之相對低廉成本下得以保護電流感測設備之效能。除靜態實施例(亦即，其中裝入的設備100大體為剛性之實施例)之外，應認識到可撓性實施例可輕易地藉由使用可撓性外殼實施。在一示例性變型中，該可撓性裝置係藉由利用安置在集管110之至少一部分周圍的橡膠收縮管形成。

現參考第1C圖，圖示且詳細描述了第1圖至第1B圖中所示之電流感測設備之一替代實施例。具體言之，第1C圖之實施例圖示一連續建構之螺旋形線圈，其使用或不使用如第1圖中所示之集管或線軸元件。第1C圖之電流感測設備180經由使用安置在例如線圈之內周邊上之一滴黏合劑120而等效地分成區段102。取決於特定應用，所使用之黏合劑之類型可非常廣泛。舉例而言，在個別區段102之內需要一些可撓性之情況下，可撓性黏合劑(諸如矽樹脂)可用以允許在區段102之內的導線之個別線匝之間的一些移動。或者，在不需要可撓性之情況下，硬化黏合劑(諸如雙組份環氧樹脂)可用以限制在區段之內的導線之個別線匝之間的移動量。

在所示之實施例中，電流感測設備形成於一連續繞組之心軸上。然後使用自動分配設備將黏合劑置放在完工電 流感測設備之內徑上之分段部分102中，藉此大體自動化電流感測設備之製造。亦注意，在捲繞之前將迴路導體(未圖示)在線圈之內部導引。雖然主要將黏合劑設想為置放在完工電流感測設備之內徑上，但是可以認識到在替代實施例中，可輕易將黏合劑置放在繞組上之任何其他位置(諸如外徑)並且甚至在繞組上之多個位置處(以進一步在任何給定區段中將相鄰繞組固定並且將相鄰繞組之間的移動減到最少)。此外，雖然主要將黏合劑設想為安置在離散區段中之繞組上，但是可以認識到，置放在繞組上之該滴黏合劑可沿著繞組之長度連續塗覆，尤其是在所使用之黏合劑以可撓性形式固化之狀況下。

有利地，上述製程亦有助於大量、並行製造作業。舉例而言，可以使用一個長心軸，在其上形成(並且若適用固化)許多線圈之區段，並且將上述黏合劑以一個動作沿著心軸向下快速塗覆。個別線圈隨後可在心軸上經切斷(或在移除來自心軸之整個總成之後，若為需要)，並且將個別經切斷之線圈形成為所要之形狀(例如，大體圓形或多角形)並且端接。類似地，多個該等心軸可由並行且高達製造裝備之限制之方式被處理。該大量製造方式更提供了超過單獨線圈設計提供之規模經濟之額外規模經濟。

若需要，第1C圖之裝置亦可封裝在主體化合物(例如，填充化合物、矽樹脂等等)之內，以使得至少在臨界尺寸中大體保持機械剛性。具體言之，發明者已認識到，本文描述之線圈可在許多狀況下對於每一區段之線匝之截面積或輪廓中的變化敏感(在效能降級方面)。舉例而言， 若第1C圖之裝置中之區段的線圈經壓碎或扭曲，則裝置之總體精確度可顯著降級。此尺寸較例如總體上保持裝置之「圓形度」，以及保持導體在線圈/多角形之幾何中心之內得以監測更加重要，該裝置主要有利地容許後者。因此，線圈線匝之至少該截面積之機械穩定性為許多應用中之一顯著考量。無論該穩定性係經由使用硬性或剛性外部「殼體」(例如，殼或者替代地套管或掩蓋線圈之外部的其他該配置)，或經由封裝或經由諸如線軸或集管之內部支撐件來加以維持，皆是主要的一設計選擇。

第1D圖圖示如例如第1C圖中所示之電流感測設備100之俯視圖，其不具有如第1圖至第1B圖中所示之集管元件。具體言之，第1D圖圖示製造在導體周圍現場安裝型電流感測設備之第一示例性方法(無需將導體自該導體附著至之裝置移除)。在第1D圖中所示之電流感測設備具有可在導體周圍導引之重疊端185。然後，重疊端可經由黏合劑及其類似物附著至線圈之另一「端」。以此方式，線圈裝置之自由端可在現存導體裝置周圍經導引，並且兩端重疊且固定於適當位置，藉此形成一等效完整的迴路。雖然將瞭解該「重疊」配置的精密度較類似的「完整」裝置(例如，該裝置本身無端部，而是製造為連續迴路)小，但是其亦提供上述無需分解之現場安裝能力，以及亦提供非常低之製造成本(如下文將詳細描述)。

應注意，雖然第1D圖之裝置圖示線圈之兩端在垂直面(亦即，垂直於圖的平面)中重疊，但是重疊端可以徑向重疊，同時保持一「平坦」垂直剖面(亦即，一端以小於 另一端之半徑安置)。

第1C圖之裝置之兩個自由端可使用任何數目之不同技術加以接合，其包括(但不限於)：(1)僅利用線圈裝置之現有剛性或可鍛性(若適用)以保持兩端在所需之最近關係(亦即，使該裝置「彎曲」成形)；(2)用以接合兩端之黏合劑；(3)在電氣及環境密封技術中熟知之類型之一段收縮管(例如，當加熱時收縮)；(4)塑膠或其他紮帶；(5)使用膠帶(例如，電氣或管膠帶)；或(6)安置在兩個各別端部上之模製或成形按扣配合總成。上述技術中之每一者(在不同程度上)提供成本非常低之利益，尤其當結合用於裝置本身之成本低成效大的成形技術使用時。

第1E圖圖示裝置之替代現場安裝型實施例，其中電流感測設備100之自由端在190處彼此鄰接。預期第1E圖之實施例之製造成本比第1D圖中所示實施例之製造成本要高，但是其提供了比第1C圖中所示之先前實施例更好之電氣/磁性效能(精密度)，其主要歸因於鄰接端有效地允許線圈在形狀上幾乎「完美」之事實，並且除去任何重疊(其會導致磁場畸變及漏磁)。電流感測設備之端部可使用任何數目之裝配技術加以鄰接，其包括但不限於：(1)定位銷耦合；(2)磁耦合；(3)擰緊式耦合；(4)收縮管耦合；及(5)按扣/樞軸型耦合。就使用磁耦合而言，應注意使用磁鐵不會影響待量測之電流之變化(亦即，dI/dt)，並且因此可有利地不影響裝置之電氣效能之能力。第1D圖之實施例之製造與第1C圖之實施例相比成本略高昂(大部分歸因於對耦合之鄰接要求之成本)，但亦提供較大精密度。

亦將認識到第1D圖及第1E圖之實施例可經使用以在多個尺寸中具有可撓性。舉例而言，在一變型中，線圈端部可歸因於線圈之可撓性(具體言之，在區段之間的間隙)而被稍微拉開(以便允許在安裝導體或匯流排條周圍纏繞)，但亦相對於彼此垂直變化(亦即，當將扭轉力施加於兩端時，保持相同半徑，且仍相對於彼此移動)。在另一變型中，僅一規定部分之線圈(例如，「鉸鏈」區域；未圖示)被允許大量彎曲。此可由許多不同的方式完成，諸如藉由使用較薄覆蓋材料，或在絞鏈區域中使用實際機械鉸鏈，以使其在該區域中優先彎曲。

現參看第2圖至第2C圖，圖示且詳細描述了基於集管或線軸之電流感測設備200之第二示例性實施例。具體言之，第2圖至第2C圖之電流感測設備200包含分段線軸元件210中之多個元件。該等線軸元件210中之每一者經由可選的鉸鏈耦合220彼此緊靠安置。在一個示例性實施例中，該鉸鏈耦合220包括固持相鄰分段線軸元件之特徵結構(諸如按扣及其類似物)以便其保持與彼此附著，然而，應認識到在替代實施例中，鉸鏈耦合可僅提供樞轉，其與樞轉及固持功能完全不同。在一替代實施例中，鉸鏈耦合可藉由在線軸元件210之相鄰元件之間模製連接材料之薄片條來完成。該配置可置於靜態(諸如供在已知最終應用幾何形狀之實施例中使用)或具有可撓性(如本文先前所述)。耦合亦可變得易碎；亦即，在有限次的負載循環之後可切斷(若需要)，以便協助組件之選擇性分離。

現參考第2圖及第2A圖，圖示電流感測設備200之部 分區段。具體言之，僅圖示三百六十度(360°)設備200之四十五度(45°)區段。因此，如所示實施例中可以看出，完整設備200將由八個(8)分段線軸元件210組成。雖然在此考量為八個元件，但是此數目係藉由電流感測設備應用之下層幾何形狀以及定義之效能參數來任意定義的。因此，可以輕易認識到，可在替代實施例中使用較多或較少之元件或者具有不同形狀或配置(亦包括兩個或兩個以上不同線軸元件配置之非均勻「混合物」)之元件。

第2圖至第2C圖中所示實施例亦包括中心通道230，中心通道230意欲將貫穿導體在分段線軸元件中之每一者之內的一精確位置處定位。在所示配置中，通道係沿著圓柱形線軸元件210中之每一者之縱軸(亦即，幾何中心)定位；然而，如本文別處所述，中心導體之位置可(i)相對於通道230或線軸元件之橫截面為非對稱；(ii)為可變化或可改變；及/或(iii)可位於其他位置處。

第2B圖及第2C圖圖示根據一實施例之單一分段線軸元件210之不同透視圖。線軸元件210之特徵在於具有經調適以接收一或多層繞組之繞線槽212，同時凸緣218將繞組固持在繞線槽212中，從而在線軸元件210之內產生均勻分佈之繞組。雖然繞線槽圖示為具有平滑捲筒，但應瞭解可將凹槽形成於捲筒中以提供用以導引繞組之額外特徵結構，以便其捲繞地更加均勻。此外，該「捲筒」之橫截面無需為對稱，及/或亦可包括分割(亦即，可在橫截面中包含八角形、橢圓形、多角形等等)。

定位在凸緣之相對端上之部件為定位於間隙器240之 上的對準柱216。該等對準柱216是可選的，但可用於協助將線軸元件210個別置放在封裝集管之內(例如參見本文隨後描述之第4A圖中之460)。導引柱214係用於在心軸上自動捲繞期間協助導引在線軸元件210之個別元件之間的繞組，如將在本文隨後更加充分地論述。該等導引柱214作為捲繞在繞線槽212之內的導線之入口點/出口點。

回想關於第2A圖之鉸鏈耦合220之論述。如第2B圖及第2C圖中可以看出，鉸鏈耦合包含突出部分222及各別收容部分224，收容部分224經定尺寸以容納自相鄰線軸元件210之突出部分。亦可視情況使用導引槽232將最後區段之出口導線導引至線圈內部之迴路導線。應注意，在圖示之實施例中，鉸鏈耦合220不包括允許相鄰元件210保持彼此活動耦合之元件。相反地，與各別繞組及貫穿導體相關聯之張力實際上係用以將裝配電流感測裝置固持於其完工環面型形狀。然而，應認識到替代實施例可輕易包括使用黏合劑或其他黏結劑將相鄰元件210彼此實體耦合之特徵結構。

現參考第3圖至第3D圖，圖示羅哥斯基型電流感測裝置350之另一實施例。第3圖圖示單一線軸元件300，其中需要八個(8)線軸元件(對於所示實施例)以建立單一電流感測裝置350。應認識到，較多或較少之線軸元件(彼等線軸元件具有非均勻配置等等)可用於先前關於其他實施例所述之替代實施例。不同於第2圖至第2C圖之線軸元件210，第3圖之線軸元件300不需要鉸鏈耦合。相反地，第3圖之線軸元件300經建構以便當線軸元件300彼此相 鄰置放時其集體形成電流感測裝置350之環面型結構。舉例而言，參見第3B圖，其圖示剛好一半的電流感測裝置350(亦即，四個(4)線軸元件)。每一線軸元件包括繞線槽310，繞線槽310藉由各別凸緣元件330界定。該等凸緣元件保持並且界定繞線槽310之捲繞寬度。線軸元件300進一步包含導引柱312，導引柱312再次用作當繞組退出且進入繞線槽310時繞組之出口點/入口點。此外，該等出口點/入口點亦可用以在捲繞之前錨定(anchor)貫穿導體或迴路導體。包括與導引柱312相鄰之可選貫穿導體導引槽314。導引槽314經調適成容納置放在繞線槽310之內的繞組之下方的一或多個貫穿導體。因此，經由槽315導引之貫穿導體有利地有助於當經由施加於貫穿導體(未圖示)之張力裝配時保持裝配裝置350之結構完整性。

在一替代實施例中，貫穿導體可改為經由中心空腔320(亦即，沿著中心空腔之內徑)經導引。此外，線軸元件300可輕易地經調適成經由在中心空腔320之內建構之中心通道容納(類似於在第2B圖中之230所圖示)。該等及其他實施例將顯然於已知本揭示案之一般技術者。

第3A圖圖示第3圖中所示之線軸元件300之側視圖。具體言之，如第3A圖中可以看出，儘管線軸元件300具有彎曲幾何形狀，但是在所示實施例中，中心空腔320以直線穿過線軸元件之主體。此舉協助了線軸元件之自動捲繞(例如參見第3C圖至第3D圖)。楔形凹口322亦沿著中心空腔320之內壁線性通過，藉此提供可被接收於在心軸上的各別槽之內的特徵結構(參見第3D圖之362)，其使 線軸元件300在捲繞製程期間精密地旋轉。

第3C圖及第3D圖圖示安裝在心軸360上之四個(4)該等線軸元件300。應注意因為線軸元件300以線性方式配置，所以最終「環面型」形狀之自動捲繞與真實環面(圓形)形狀相較非常簡化。軸環370安裝在心軸360之端部上並且將線軸元件固定至心軸360上。隨後，在第3圖至第3D圖中所示之實施例可視情況裝入集管或外殼中，諸如重疊蛤殼型集管(未圖示)或其他外殼。

現參看第4圖至第4B圖，圖示且詳細描述了電流感測設備400之第四示例性實施例。具體言之，第4圖至第4B圖之電流感測設備400包含多個分段線軸元件410。該等線軸元件410中之每一者經由使用外部環形集管460(第4A圖)與彼此緊靠安置。第4圖圖示第4A圖之電流感測設備400之部分區段。具體言之，僅圖示三百六十度(360°)設備400之四十五度(45°)區段。因此，在所示實施例中，完整設備400將由八個(8)分段線軸元件410組成，如可藉由數在第4A圖之環形集管460上之空腔464的數目可知。第4圖中所示之線軸元件410包括中心通道430，其意欲將貫穿導體定位在分段線軸元件中之每一者之內的一精確位置處。在所示實施例中，通道沿著圓柱形線軸元件410之縱軸定位。第4圖之線軸元件410亦包括替代通道432，其可用於為了協助裝配之目的經由線軸區段之中心導引迴路導線。線軸元件410之特徵在於具有適合於接收一或多層繞組之繞線槽412，同時凸緣418將繞組固持在繞線槽412中，從而在線軸元件410之內產生均勻分佈之繞組。 定位在凸緣之相對端上之部件為定位於間隙器440之上的對準柱416。該等對準柱416是可選的，但可用於協助將線軸元件410個別置放在集管460之內。導引特徵結構422係用於在心軸上自動捲繞期間協助導引在線軸元件410之個別元件之間的繞組，如將在本文隨後關於第4B圖更加充分地論述。該等導引特徵結構422作為捲繞在繞線槽412之內的導線之入口點/出口點。

第4B圖圖示為了自動捲繞個別線軸元件之目的，安裝在心軸470上之個別線軸元件410。從圖中可以看出，在捲繞心軸470中加工或以其他方式形成槽472。此槽472經定尺寸以容納個別線軸元件上之各別特徵結構434(第4圖)，該特徵結構可協助捲繞操作。將軸環480置放在心軸470之一端之上以將個別線軸元件410沿著心軸之軸以一可靠位置固定且定位。此方法允許在捲繞製程期間之重複性及一致性，而無需藉由使用視覺裝備來幫助定位自動捲繞機之輸送端。

亦應注意，用於形成電流感測設備之所有八個(8)區段410皆安置在單一捲繞心軸470上。雖然先前實施例(第3C圖)已圖示在任一時間在心軸上形成之整個感測設備之僅一部分，但是第4B圖之實施例圖示所有區段皆可由單一捲繞操作捲繞之實施例。接著，可隨後將該等捲繞區段自心軸移除並且置放至如第4A圖中所示之集管460中。

現參看第5圖至第5C圖，圖示且詳細描述了在電流感測裝置中使用之線軸元件510之另一實施例。在第5圖中圖示之線軸元件在構造上類似於先前在第2圖至第2C圖中 圖示之鉸鏈實施例。具體言之，在第5圖中圖示之實施例的類似之處在於其具有由外部捲繞凸緣518界定之繞線槽512。此外，所示之實施例進一步包括用於協助導引在相鄰繞線槽之間的磁線之導引柱514(參見第5C圖)。鉸鏈元件522亦經調適成接收進位於相鄰線軸元件510上之各別特徵結構，並且作為線軸元件之樞軸點，其類似於如關於第2圖至第2C圖描述之功能性。亦參見第5B圖中所示之鉸鏈點550。此外，集中的線軸元件可隨後視情況置放在蛤殼型罩(未圖示)或其他外殼之內，或置放在一對集管元件之間(類似於第4A圖中之460所示)。

然而，不同於先前論述之實施例，在第5圖中圖示之線軸元件510之實施例的不同之處在於貫穿或迴路導體(未圖示)並不經由中心孔534經導引，如在第2圖至第2C圖之先前實施例中圖示；而是使用導線導引孔530達到此目的。導線導引孔530定位在捲筒之主體之內，其外徑界定繞線槽512。該配置在裝配方面具有優勢，因為貫穿導體位於完工電流感測裝置之內徑上。因為貫穿導體位於內徑上，所以在個別線軸元件510形成為其最終環面形狀時，貫穿導體之長度有利地無需經顯著延長。此尤其允許在製造及裝配方面更加簡單及高效率。

此外，因為貫穿導體並非定位在中心孔534之內，所以在每一個別線軸元件510安裝於心軸560之上的情況下，貫穿導體可在心軸捲繞製程期間得以輕易地被容納。亦應注意平坦表面536(如可能最佳圖示於第5A圖中)對應於位於心軸560上之平坦表面570。此幾何形狀有助於 確保線軸元件510隨著心軸旋轉而旋轉。

第6圖至第6B圖圖示第5圖至第5C圖之電流感測設備之另一變型。第6圖至第6B圖之實施例的類似之處在於其由在電流感測裝置中使用之線軸元件610組成。線軸元件610包含類似於第2圖至第2C圖中所示之鉸接總成。線軸元件進一步具有由外部捲繞凸緣618界定之繞線槽612，並且進一步包括用於協助導引在相鄰繞線槽之間的磁線之導引柱614(參見第6B圖)。鉸鏈元件622亦經調適成接收進位於相鄰線軸元件610上之各別特徵結構，並且作為線軸元件之樞軸點，其類似於如關於第2圖至第2C圖及第5圖至第5C圖描述之功能性。亦參見第6B圖中所示之鉸鏈點650。此外，集中的線軸元件610可隨後視情況置放在蛤殼型罩(未圖示)或其他外殼之內，或置放在一對集管元件之間(類似於第4A圖中之460所示)。

第6圖中所示之線軸元件610之實施例在一個顯著態樣中與先前所示之實施例不同；亦即，迴路導體(未圖示)並非經由貫穿捲筒之中心孔634或導線導引孔(第5A圖之530)導引，如已在先前實施例中所圖示。相反的，導線導引槽630可用於此目的。導線導引槽630定位在繞線槽之外部周邊或外徑上。該配置在裝配方面具有優勢，因為迴路導體不但位於完工電流感測裝置之內徑上，而且無需穿過孔，藉此簡化了裝配。

亦應注意導引槽可用以穿引迴路導線(導體)及/或軟線嵌入物(非導體)。舉例而言，在一變型(參見第6C圖)中，捲繞在線軸周圍之導線會將外部槽631中之上述電線 (未圖示)擷取且固定至個別線軸元件，以便在其間提供一可撓性鉸鏈，並且增加機械穩定性(以及在裝配期間保護交叉導線)。此電線之橫截面不必為圓形；實際上，其確實可以具有任何橫截面形狀，該橫截面形狀包括但不限於正方形、矩形、多角形、卵形/橢圓形，或甚至包括多個離散股線之複合物(例如編織物)。

此外，因為迴路導體位於內徑上，所以在個別線軸元件610形成為其環面形狀時，迴路導體之長度無需經顯著延長，如先前所述。此外，因為迴路導體並非定位在中心孔634之內，所以在每一個別線軸元件610安裝於第5C圖中所示之心軸560之上的情況下，迴路導體可在心軸捲繞製程期間得以輕易地容納。

現參看第7圖，圖示在線軸元件700上之迴路或迴路導體之各種示例性位置。具體言之，第7圖圖示用於將迴路導體相對於線軸元件700及安置在該元件上之各別繞組710定位之各種選擇。雖然同時圖示多個迴路導體(720、730、740、750、760)，但是應認識到在大部分實施例中，迴路導體在同時間僅將存在單一位置處。各種圖示之選擇如下(該等選擇不意欲限制，並且存在其他選擇)：選擇(1)迴路導體720可置放在線軸元件700之內徑半徑處，類似於在第5圖至第5C圖之實施例中所述之定位；選擇(2)迴路導體730亦可置放在繞組710之外部。雖然為非習知置放，但是已發現該配置是有效的，只要迴路導體730與繞組710實體接觸。應瞭解迴路導體730可實際上置放在沿著繞組710之外部周邊之任何位置處； 選擇(3)貫穿導體740可置放在線軸元件700之幾何中心處(亦即，沿著縱向捲繞軸線)，例如，如第2圖至第2C圖中所述；選擇(4)貫穿導體750可沿著在繞組710之內部的線軸元件700之外徑半徑定位；及/或選擇(5)貫穿導體760可經定位偏離相對於如上文(1)及(4)中所述之內部導體720及外部導體750之位置的平面。

上文針對第7圖論述之各種選擇具有各種電氣效能-可製造性之取捨。舉例而言，在一些應用中，藉由將饋通導體置放於更靠近完成的電流感測設備之內徑上，電流感測設備經歷之電氣效能之降級不夠顯著以抵消在易於製造方面之利益(如上文關於例如第5圖至第5C圖所論述)。或者，在高效能及/或高精密度應用中，對於高層級之效能/精密度而言，額外製造成本證明是合理的。該等取捨將由已知本揭示案之一般技術者容易地理解，並且因此本文不再進一步論述。

現參照第8圖，圖示且詳細描述了電流感測設備810之另一實施例。具體言之，第8圖之實施例解決了待感測之載流導體820在形狀上為長橢圓形(oblong)或其他不規則形狀之特殊狀況。該圖示之長橢圓形形狀在例如許多電力公用事業公司應用(諸如在電力分配配電盤、配電站及變電站中使用之所謂的匯電條中)中共用。如上所述，先前實施例之電流感測設備最初預期為在先前技術中習知之大體環面型形狀。然而，已發現藉由拉長電流感測設備810 以使得其現包含用以容納長橢圓形形狀之導體820之大體卵形或橢圓形的形狀，可達成改良之電氣效能。從上文可回想，羅哥斯基線圈之電壓靈敏度可由方程式(1)得出，其中：

因此，藉由具有大體卵形形狀，電流感測設備具有相對較短長度(與先前技術之圓形羅哥斯基線圈相比)，藉此增加載流導體820中經歷之電壓位準。除彎曲配置之外，亦應認識到亦可以利用正方形及矩形配置。

在利用分段線軸元件(例如第2圖之分段線軸元件210)或者替代地集管元件(第1圖之110)之實施例中，應瞭解中心開口830可經定尺寸以容納導體820，而無需實體改變分段繞組自身之形狀。換言之，線軸元件或集管元件自身可在實體上經定尺寸以容納導體。第8A圖圖示該示例性實施。具體言之，第8A圖圖示由許多分段線軸元件852形成之電流感測設備850，每一分段線軸元件852皆具有捲繞於其上之數個導電繞組854。隨後，將該等分段線軸元件與對準元件856一起使用以便將線軸元件對準待量測之導體820周圍。以此方式，當置放在導體周圍時，對準元件防止了電流感測設備850之偏斜及偏置，並且進一步提供精確且可重複之置放(確保安裝在現場中之電流感測設備的電氣效能一致)。

此外，在其他實施例中，對準元件是可互換的，諸如以容納具有不同形狀及尺寸之匯流排條，及/或將導體置放 在線圈之中心開口之不同部分之內。

類似地，對於本文別處描述之自由空間或無線圈架實施例，可使用中心對準元件，其將感測設備明確地置放(且定向)在導體周圍。

第8B圖及第8B-1圖圖示本發明之感測線圈之另一實施例，其以具有對應於矩形導體之四側中之每一側之四個(4)(或2之倍數個)區段的大體矩形形狀因數再現。如第8B圖中所示，四個區段870、872、874及876以90度相對於彼此安置，並且對應於匯流排條878之四側。側向線圈區段872、側向線圈區段876在長度上比端部線圈區段870、端部線圈區段874要長(且具有更多線匝)，然而應瞭解可以使用其他配置(包括四個相同區段、具有相同長度但不同線匝密度之區段、具有不同長度但相同線匝密度之區段等等)。此外，第8B圖之配置可用於正方形導體(未圖示)，或複合輪廓形成有效矩形或正方形之多個導體。

第8B圖及第8B-1圖之裝置868在所示之實施例中，安置在硬殼或外殼880(圖示為在第8B圖中移除之外殼「蛤殼」之一部分)之內，然而亦可使用其他方法(包括例如封裝，或使用用於支撐之集管或線軸)。

第9圖圖示與典型先前技術之電流感測設備相關聯之大體圓形繞線槽910之替代。如第9圖中可以看出，電流感測設備920之截面長度已沿著期望感測電流之導體940之路徑延長。考慮到各種設計取捨，可將饋通導體930置放在電流感測設備920之內的任何數目之位置中，如上文第7圖之論述中所述。因此，因為橫截面積(A)已經增加(如 上文方程式(1)中所述)，所以量測載流導體940之電壓位準亦增加。雖然先前技術之羅哥斯基型線圈歸因於擔心背離圓形及環面型形狀將不利地影響線圈之電氣效能而通常已保持其該等傳統形狀，但是已經發現在許多典型應用中，該等偏差在實施中是可接受的。

在本發明之另一實施例中，可使用兩個或兩個以上「層」之繞組以形成線圈及迴路導體。舉例而言，在一個變型中，將第一層之繞組施加於線軸或集管區段之頂部上，以便有效地提供對分段線軸或集管元件之完全覆蓋。在完成第一層時，相同繞組本身並且在第一層之頂部上「按原路返回(doubled back)」以便形成第二層。第一層實際上作為在第二層之內的迴路導體，然而迴路導體層未必為第一層。應瞭解亦可將更多層用於迴路及/或「頂」(第二)層(若需要)。此外，繞組密度及拓撲對於每一層可能不同，諸如(例如)在迴路導體層以比頂層密度低之密度(較大的線匝間間隔)捲繞之情況下。

亦應瞭解上述「分層」方法的使用完全不必結合線軸或集管。舉例而言，在一個「獨立式」變型中，本文先前論述之類型之接合線係用以形成第一層及後續層(例如，捲繞在心軸或其他可移除結構之頂上，且隨後接合並且將心軸/結構移除)。或者，在移除心軸/支撐件之前，可使用非接合線並且隨後使用黏合劑將其封裝或固定於適當位置。無數其他變化將由已知本揭示案之一般技術者所瞭解。

現參看第16圖至第16D圖，圖示並且詳細描述了基於集管或線軸之電流感測設備1600之另一示例性實施例。類 似於其他揭示之實施例，第16圖至第16D圖之電流感測設備1600包含多個分段線軸元件1610中。第16圖詳細圖示該等分段線軸元件1610中之單一元件，所圖示之線軸元件1610經調適成經由鉸鏈耦合1620耦合至另一分段線軸元件。其他耦合類型亦可與此實施例一致地使用。

在所示之實施例中，此鉸鏈耦合1620包括一對鉸鏈特徵結構1621、1623，其具有安置在該等特徵結構中之每一者上的通孔1632，通孔1632經定尺寸以容納插銷(第16A圖之零件1650)。結合插銷之鉸鏈耦合有些類似於在典型門鉸鏈上所見之鉸鏈耦合。該等鉸鏈耦合包括經設計以便固持相鄰分段線軸元件的外鉸鏈耦合對1623及內鉸鏈耦合對1621。具體言之，外鉸鏈耦合對1623以一定距離間隔開，在該距離中各別內鉸鏈耦合對1621可裝配於其間。應認識到每一分段元件1610(亦即，其每一側面或介面部分)可包括(i)外鉸鏈對、(ii)內鉸鏈對或(iii)一些上述之混合。在一個變型中，為了便於裝配及降低成本將每一分段元件製造為與彼此相同，然而此絕非為一需求。此外，分段元件可至少具有二維對稱性，以使得其可由兩個不同方位插入至總成中，藉此按照自動化或手動裝配製程不必在全三維空間中準確定向部件以裝配之觀點將裝配簡化(實情為，僅相對於二維空間)。

在第16圖中所示之鉸鏈耦合對中之每一者亦併入通孔1632之刻槽入口。此刻槽入口可協助插銷插入以便於裝配。

此外，並且類似於本文先前論述之其他圖示之線軸實 施例，第16圖之線軸元件1610亦包括具有凸緣1618之繞線槽1612，凸緣1618安置在該繞線槽之每一側上。繞線槽進一步由捲軸或捲筒1613界定，捲軸或捲筒1613對絕緣繞組提供徑向機械支撐。

線軸元件亦包括迴路導體通道1630，其定位在迴路導體對準特徵結構1634之內。迴路導體通道1630意欲將貫穿導體定位在分段線軸元件中之每一者之內的精確位置處。在圖示之配置中，通道係沿著圓柱形線軸元件1610中之每一者之縱軸(亦即，幾何中心)而定位；然而，如在本文別處所述，中心導體之位置可(i)相對於通道1630或線軸元件之橫截面為非對稱；(ii)可能變化或改變；及/或(iii)可位於其他位置。

第16圖亦圖示不存在於一些其他圖示之線軸元件實施例中之一些額外特徵結構，然而應認識到該等其他圖示之實施例可容易地併入該等特徵結構。該等特徵結構包括繞組對準突起1638以及相關聯對準孔1636。該等突起及孔在捲繞製程期間用以確保在相鄰線軸元件1610之間保持適當對準(亦即，以防止當導線正在捲繞心軸上捲繞時出現相對扭轉等等)，並且以在線軸元件高速旋轉時保持穩定性。

在凸緣之圖示之實施例上亦包括導電夾片孔1616。該等孔1616經定尺寸以容納各別夾片(未圖示)，其然後用以協助將與繞線槽1612位於一起之繞組連接至迴路導體，並且連接至外部連接(參見例如尤其與第18A圖至第18S圖有關之製造論述)。應注意線軸元件1610之圖示之 實施例包括兩個(2)大體相同之夾片孔1616，夾片孔1616位於相對凸緣1618上。然而，替代實施例可利用不同之「楔形」夾片孔，以便(例如)防止插入不適當夾片(亦即，在羅哥斯基線圈裝置之「開始」繞組端與「結束」繞組端之間的夾片不同之情況下)。

此外，雖然圖示為所謂的柱插入配置，但應認識到導電夾片亦可嵌入成形至凸緣中(亦即，在線軸元件自身之射出成形期間)，藉此將夾片固定至線軸元件。亦可使用已知本揭示案之一般技術者所認識之其他技術。

第16A圖圖示在單一裝置1600中之總的或集中數目之線軸元件1610，該等線軸元件經由其各別鉸鏈耦合銷1650耦合在一起。亦應注意繞組1660現已添加至如第16A圖中所示之線軸元件中之每一者。如本文先前所論述，線軸元件1610之特徵在於具有適合於接收一或多層繞組之繞線槽，同時凸緣將繞組固持在繞線槽中，從而在線軸元件1610中之每一者之內產生至少大體均勻分佈之繞組。雖然繞線槽圖示為具有平滑捲筒或捲軸，但應瞭解可將凹槽形成至捲筒中以提供在捲繞製程期間進一步導引繞組之構件，以便其更加均勻地捲繞。此外，雖然圖示為對稱及圓形捲筒，但是應認識到該「捲筒」之橫截面不必為對稱，及/或亦可包括如本文先前所述之分割(亦即，可在橫截面中包含八角形、橢圓形、多角形等等)。

第16B圖圖示羅哥斯基線圈裝置1600之分解圖，其中線軸元件中之每一者皆即將被安裝在外殼之內。在此實施例中之外殼由頂部外殼罩1670及底部外殼罩1680組成， 然而可使用其他配置。

第16C圖至第16D圖圖示線軸元件1610之每一者如何在外殼之內被支撐。如第16D圖中可以看出，底部外殼罩1680包括協助裝置裝配之數個特徵結構。更具體言之，該等特徵結構有助於將線軸元件1610準確置放在外殼之內。鉸鏈銷收容特徵結構1684經調適成容納存在於線軸元件1610之裝配群組上之鉸鏈銷1650。該等特徵結構有助於確保線軸元件1610中之每一者得以精確隔開，以確保來自下層羅哥斯基線圈裝置1600之可重複電氣效能，並且藉由將核心之各種組件歸入一所需位置來幫助裝配製程。凸緣支撐特徵結構1682、凸緣支撐特徵結構1686亦可經定尺寸以容納線軸元件之形狀，並且確保其在底部外殼1680之內得以充分地被支撐。該底部外殼亦包括中心孔1688，其經設計成容納待由羅哥斯基線圈裝置1600量測之電導體。如先前所述，此中心孔可(i)具有非圓形及/或非對稱之形狀；及/或(ii)可進行替換以容納不同導體截面(例如，圓形、並列、矩形「條」等等)。

現參看第17圖至第17C圖，圖示並且詳細描述了基於集管或基於線軸之電流感測設備1700之另一示例性實施。此實施例併入所謂的「活動鉸鏈」設計，如下文更詳細描述。第17圖圖示單一分段線軸元件1710，該單一分段線軸元件與其他線軸元件(例如，在圖示之實施例中為六個(6))結合，形成在第17A圖中所示之羅哥斯基線圈裝置1700。類似於本文先前論述之實施例，在第17圖至第17C圖中所示之每一線軸區段經由鉸鏈耦合1720在共用平 面中彼此緊靠安置。然而，在圖示之實施例中，此鉸鏈耦合1720包括可撓性鉸鏈特徵結構1725，其將線軸元件之凸緣1718與耦合部分連接，該耦合部分由捲繞捲軸部分1721以及可插入部分1723組成，可插入部分1723經定尺寸以配合在位於相鄰線軸元件之繞線槽1712上之相關聯孔1722之內。捲繞捲軸部分1721包括一彎曲表面，其經成形以具有與下層捲繞捲軸之直徑大體相同之直徑。此外，鉸鏈耦合之捲繞捲軸部分之厚度與捲軸空腔1727之深度近似相同，以使得當鉸鏈耦合經耦合至相鄰線軸元件時，該耦合提供幾乎無縫之配合。

類似於本文先前論述之其他圖示之線軸實施例，第17圖之線軸元件1710包括由捲筒或捲軸1713界定之繞線槽1712，以及安置在繞線槽之任一側以界定線軸之繞線「窗」之凸緣1718。此外，線軸元件包括迴路導體通道1730，其定位在迴路導體對準特徵結構1734之內。迴路導體通道1730將貫穿導體定位在分段線軸元件中之每一者之內的精確位置處，如先前所述。在圖示之配置中，通道係沿著圓柱形線軸元件1610中之每一者之縱軸(亦即，幾何中心)定位；然而，如在本文別處所述，在大部分電流感測應用中，中心導體可位於各種不同位置處，同時仍然提供足夠電氣效能。

第17圖亦圖示繞組對準突起1738以及相關聯對準孔1736之使用。該等突起及孔在捲繞製程期間用以確保在相鄰線軸元件1710之間保持適當對準及穩定性(亦即，以防止當導線正捲繞至捲繞心軸上時出現相對扭轉等等)。此 外，在凸緣上包括導電夾片孔1716。該等孔1716經定尺寸以容納各別夾片(未圖示)，其隨後用以協助將與繞線槽1772位於一起之繞組連接至迴路導體，並且連接至外部連接(參見例如尤其與第18A圖至第18S圖有關之製造論述)。應注意線軸元件1710之圖示之實施例包括兩個(2)大體相同之夾片孔1716，夾片孔1716位於相對凸緣1718上。此外，雖然圖示為後插式夾片設計，但是亦可以嵌入成形或其他技術輕易代替。

第17B圖圖示沿線17B-17B截取之第17A圖之羅哥斯基線圈裝置1700的橫截面圖。第17B圖之橫截面圖有助於圖示鉸鏈耦合之各種元件之配合。具體言之，其圖示鉸鏈耦合之可插入部分1723，其被推壓向捲繞捲軸孔1722，以便防止當耦合各種線軸元件時出現過度插入。又，如第17B圖中可以看出，迴路導體對準特徵結構1734之外表面1731係自線軸元件1710之外表面1719(亦即，向內)偏移安置。此偏移允許例如起始夾片及末端夾片(在第18A圖及第18B圖中分別為1890、1892)之插入及對準。

現參看第19A圖至第19C圖，圖示且詳細描述了個別線軸元件1900之另一實施例。該等線軸元件中之每一者皆包括繞線槽1920以及安置在繞線槽之任一端上之各別凸緣1910。然而，不同於本文揭示之許多其他實施例，第19A圖之圖示之線軸元件不包括任何種類之鉸鏈耦合。換言之，線軸元件1900經設計以定位至基板上，例如無需其與相鄰線軸元件實體耦合。鉸鏈耦合之除去允許線軸元件中之每一者之個別化，其尤其對線軸元件中之每一者如何在 諸如本文論述之示例性羅哥斯基線圈型裝置之完整感應裝置內相對於其他相鄰安置的線軸元件最終定位，增加了額外靈活性。

第19A圖之線軸元件包括數個自引線端子1912，其定位在凸緣1910之側壁1924上。自引線端子經配置以使得當將繞組1922圍繞端子纏繞時，該等繞組在該等繞組隨後經由例如共晶焊接或其類似方法固定至端子之後，將突出超過上(或下)表面1914。在其他應用中使用自引線端子之示例性實施例在申請於1992年1月24日，並且標題為「Self-leaded surface mounted coplanar header」之共同擁有之美國專利第5,212,345號中論述，其內容以引用之方式全部併入本文。該等自引線端子使線軸元件能夠經由諸如紅外線(IR)焊料回流製程之習知處理技術安裝至(例如)印刷電路板。該等自引線端子包括用以固持繞組1922之其固有各別凸緣1916，並且在圖示之實施例中，亦包括大體三角形繞組橫截面，然而其他橫截面形狀(例如，圓形、卵形、多角形等等)可容易地經調適成圖示之線軸元件。

此外，凸緣1910包括數個導引特徵結構1918，其有助於定位且保持從繞線槽導引至自引線端子之繞組。

雖然在第19A圖中圖示之實施例包括使用可耐受在習知焊接製程中經受之溫度之高溫聚合物，以與線軸元件自身同時形成的自引線端子，但是應瞭解該等自引線端子可容易地用嵌入成形或後插入至線軸元件中之金屬端子代替。該等金屬端子可經插入至凸緣之側壁1924中，或者替代地可經插入至有用之線軸元件之底部(或頂部)表面1914 中，例如，當將通孔引線插入至線軸元件中時。

現參看第19B圖及第19C圖，圖示且詳細描述了個別線軸元件總成1950。具體言之，圖示位於基板上之孔1960周圍以大體圓形圖樣安裝在基板上之六個(6)線軸元件1900，然而應認識到可使用與本發明一致之其他數目及配置之線軸元件。該孔意欲容納待由總成1950量測之導體。第19C圖圖示考慮自引線端子1912經配置之方式之圖示之實施例的另一特徵結構。具體言之，在該實施例中自引線端子以一交錯方式配置以使得內端子1930(亦即，定位最接近基板之中心之端子)不干擾相鄰線軸元件之內端子1932。該交錯設計特徵結構之優點在於線軸元件可更接近地彼此定位，藉此改良總成1950之電氣效能，以及(或者替代地)降低總成之整體覆蓋區。如可能在第19C圖中可最佳地看出，該等自引線端子在下端子(其與基板1970介面連接)以及上端子兩者上交錯，在圖示之實施例中，該等上端子不與基板介面連接。

現參看第20A圖，圖示且詳細描述了絞接自引線線軸元件總成2050之一實施例。自引線線軸元件總成2050在構造上類似於本文先前考慮第19A圖至第19C圖論述之個別線軸元件，除了第20A圖中之線軸元件2000包括鉸鏈耦合2030。此外，雖然第19A圖中之每一線軸元件個別地捲繞且端接，但是在第20A圖中圖示之實施例係在圖示之實施例中連續地捲繞。舉例而言，在一個實施中，繞組起始於在第一端2002處之端子2012，並且橫穿每一線軸元件2000之繞線槽中之每一者，從而結束於在遠端2004處之 端子之繞組端接。鉸鏈耦合2030隨後允許線軸元件相對於彼此樞轉。

第20B圖圖示在總成2050之末端的一個此種示例性樞轉線軸元件。作為連續繞組之替代，線軸元件中之每一者皆可個別地捲繞以使得繞組之起始及末端端接位於單一線軸元件上。捲繞線軸元件隨後可經裝配(例如，經由按扣配合)以使得其經由其各別鉸鏈耦合2030耦合。

現參看第21圖，其圖示且詳細描述了利用夾於一對基板之間的例如第19A圖之線軸元件之示例性基板總成2100。具體言之，線軸元件1900經圖示為夾於上部基板2110與下部基板2112之間。在圖示之實施例中，該等線軸元件經由表面安裝連接電氣且機械地連接至基板。該等基板(其在本質上可能為非均勻或均勻的)在一示例性實施例中由其上覆蓋有銅之玻璃纖維材料建構而成。銅隨後經蝕刻以便導引在個別線軸元件之間的電路，而完成所需之電路，諸如在本文別處論述之上述電流感測羅哥斯基原理電路。印刷電路板基板2110、印刷電路板基板2112可由單層基板構成，或者替代地可為多層型基板。除導引電路之外，該等基板可在一些實施例中亦包括離散電子組件之安裝位置或者替代地可將電子電路元件(例如電容性元件或感應元件)併入基板自身之主體之內。基板亦包括允許電路總成2100與外部裝置實體且電氣介面連接之介面端子。在有利於使用諸如IR回流之大量端接製程將線軸元件中之每一者彼此電氣耦合之情況下，該圖示之實施例是被期望的。雖然最初預期為表面安裝連接，但是應瞭解諸如 通孔端子之其他技術亦可不但用於線軸元件1900，而且同樣可用於介面端子(未圖示)。

現參看第22圖，圖示且詳細描述了雙鉸鏈線軸總成2200之一示例性實施例。具體言之，雖然許多先前鉸鏈實施例僅圖示包括在線圈裝置之一側上(亦即，在線軸元件之內徑部分上)之鉸鏈耦合，但是第22圖之鉸鏈線軸總成利用存在線軸元件之相對部分上之鉸鏈部分。具體言之，圖示之中心線軸元件2250具有內部鉸鏈耦合2220以及外部鉸鏈耦合2240兩者。使用該配置允許羅哥斯基線圈裝置被配置成更複雜的幾何形狀，不同於本文先前論述之圓形或卵形幾何形狀。參見例如第24圖之「鋸齒形」線軸配置，其可受益於經由使用雙鉸鏈線軸總成達到之可撓性。在一示例性實施中，線軸元件中之每一者將在本質上通用以使得每一線軸元件在結構上相同，以便使線軸元件能夠自單一工具生產。隨後，裝配者將藉由選擇給定線軸元件是否應使用內部鉸鏈耦合、外部鉸鏈耦合或兩者之組合，來將該等線軸元件配置成一總成，第22圖中所示之中心線軸元件亦是相同的狀況。或者，多個工具及線軸元件設計可用以達成所要之幾何形狀。舉例而言，可建立單獨線軸元件以用於：(1)內部鉸鏈耦合線軸元件；(2)外部鉸鏈耦合線軸元件；及(3)雙鉸鏈耦合線軸元件。

現參看第23A圖及第23B圖，圖示且詳細描述了所謂「鋸齒形」線軸配置的平行對。應瞭解如本發明之上下文中使用之術語「鋸齒形」僅意謂交替圖樣(其可有規則或不規則地交替)，並且決不限於圖示之形狀或尺寸或配置。

第23A圖圖示配置在具有矩形截面之匯流排條2350周圍之四個(4)線軸元件2300，然而可容易地容納其他匯流排條幾何形狀(例如正方形、圓形等等)。該等四個(4)線軸元件之每一者在圖示之實施例中成對配置2320，並且經由其各別內部鉸鏈耦合2330耦合。以此方式，鉸鏈耦合經進一步遠離匯流排條定位，隨後線軸元件中之每一者之非鉸鏈部分之端部2332遠離匯流排條而定位。

第23B圖圖示一相反配置，其中成對之向上線軸元件2320經由其各別外部鉸鏈耦合2360耦合，藉此將鉸鏈遠離匯流排條2350而定位。

第24圖圖示在第23A圖中及第23B圖中圖示之鋸齒形線軸配置之一示例性實施，如其配置在矩形匯流排條2450周圍。具體言之，第24圖包括經由其外部鉸鏈耦合2412連接之兩對線軸元件2410；亦即，沿著匯流排條2450之長度尺寸配置之彼等線軸元件對，同時線軸元件對2420配置在經由其內部鉸鏈耦合2422連接之匯流排條之端部處。另外，配置在匯流排條之端部處之線軸元件對經由其各別內部鉸鏈耦合2422連接至沿著匯流排條之長度尺寸配置之兩對線軸元件。該等線軸元件中之每一者進一步經配置在外殼2460之內，外殼2460包括數個對準特徵結構2470，該等對準特徵結構在此實施例中直接經模製至外殼自身之中。該等對準特徵結構將線軸元件保持在其所需位置中，以使得在相鄰線軸元件之間的角度關係有利地保持在所需且可重複之關係，該關係尤其提供了製造與效能之一致性。

第25A圖圖示可與本文描述之多個線軸元件中一起使用之替代電流感測裝置2550。雖然本文論述之許多電流感測裝置之實施例使用封閉迴路，但是第25A圖之實施例使用非封閉迴路配置。具體言之，線軸元件2500經配置以使得起始及結束線軸元件不實際完成圍繞待感測之導體2560之三百六十(360)度迴路。該配置尤其在期望量測導體中之電流而無需必須進行以下操作中之任一者的情況下特別有用：(1)將導體穿過羅哥斯基裝置之中心；或(2)分解及重組在待量測之導體周圍的羅哥斯基裝置。第25B圖圖示非封閉迴路之一替代配置。

現參看第26圖，圖示並且詳細描述了具有整合匯流排條2660之電流感測裝置2600。具體言之，第26圖之電流感測裝置包括併入複數個分段線軸元件(未圖示)，諸如本文先前描述之彼等元件的外殼2610。然而，第26圖之電流感測裝置包括整合導體2660，其貫穿與待量測之電流源介面連接之下層裝置的中心部分。在一個實施例中，整合導體介面與插座連接器介面連接，以使得當將具有整合匯流排條之電流感測裝置插入該等插座連接器時，電流能夠自電力分配系統之傳輸側傳遞至電力分配系統之負載側(例如用戶之家庭)。在一替代配置中，整合匯流排條經電氣連接至印刷電路板，該印刷電路板作為電力分配系統之傳輸側與該系統之負載側之間的介面。以此方式，具有整合匯流排條之電流感測裝置作為模組化電流感測裝置，其連接/插入至在電力分配系統之負載側與傳輸側之間的介面中，以便賦能對輸送至電力分配系統之負載側之電力的 電流量測。亦圖示電流感測端子2620，其提供用於量測貫穿整合匯流排條之電流之必需訊號資訊。

第27A圖圖示一完工封裝選擇物，在圖示之實施例中，該完工封裝選擇物包括整合至裝置2700之外殼2710上之數個表面安裝端子2720。該等表面安裝端子作為至裝置之下層電流量測電路之介面。第27B圖圖示安裝至印刷電路板之該完工封裝選擇物總成2750。該完工封裝選擇物亦可安裝在裝置之中心孔2712之上，或具有貫穿裝置之中心孔2712之待量測之導體。以此方式，所圖示之完工封裝選擇物可輕易地整合至介面裝備中，該介面裝備用以記錄及/或分配自裝置之下層電路獲得之電流感測量測值。此外，雖然表面安裝端子經圖示在第27A圖及第27B圖之實施例中，但是應瞭解該等表面安裝端子可用諸如通孔端接之其他端子類型代替，通孔終端經由可插入連接器及/或共晶焊接連接而連接至印刷電路板上之通孔。此外，雖然表面安裝端子圖示為自引線端子，但是應瞭解亦可使用嵌入成形或後插式金屬表面安裝端子代替圖示之自引線端子。

現參看第28圖，圖示且詳細描述了具有內建式串擾補償之多感測器裝置2800。在圖示之實施例中，該多感測器裝置包括三個(3)非封閉迴路配置之電流感測裝置2850。此外，雖然圖示為非封閉迴路配置，但是應瞭解諸如本文描述之彼等封閉迴路配置可容易地在第28圖之多感測器裝置中代替。多感測器模組較佳安放在單一外殼2810之內。

在一個實施例中，多感測器模組具有本文先前關於第26圖論述之整合匯流排條類型。在一替代實施例中，多感 測器模組構成諸如關於第27A圖及第27B圖論述之完工封裝選擇物。在一示例性實施中，多感測器模組將包括在相鄰感測器量測電路之間的屏蔽(未圖示)，以防止在待量測之相鄰導體之間產生串擾干擾。在一示例性應用中，將多感測器裝置2800用於存在需要量測之多個導體的多個導體應用中。

替代繞組配置

現參看第29A圖至第30圖，圖示且詳細描述了用於供(例如)本文描述之分段線軸元件使用之替代繞組配置的各種實施例。如第29A圖中所示，圖示一示例性中心開始/中心結束捲繞技術2900。該配置已圖示於一些繞組實施中以降低在羅哥斯基裝置實施中之高電壓經歷的雜訊錯誤。在圖示之實例中，感測器繞組自總成之中心處開始，與在例如下文第18A圖至第18S圖處描述之總成之端部相反。感測器繞組自繞組端子2910(例如，在本文隨後描述之第18A圖中圖示之始端夾片1890型繞組端子)處開始。在圖示之實施例中，繞組橫穿如在2902處所示之線軸元件(亦即，所圖示之第一層至第四層沿著線軸元件3、線軸元件2、線軸元件1、線軸元件1、線軸元件2、線軸元件3、線軸元件4、線軸元件5、線軸元件6、線軸元件5及線軸元件4橫穿)。在完成圖示之四層捲繞操作之後，感測器繞組在繞組端子2920處端接。屏蔽層隨後自端子2930處開始捲繞，在此情況下其以與感測器繞組相反的方向橫穿(亦即，沿著線軸元件4、線軸元件5、線軸元件6、線軸元件6、線軸元件5、線軸元件4、線軸元件3、線軸元件2、線 軸元件1、線軸元件2、線軸元件3)。以此方式，分段線軸羅哥斯基裝置可自總成之中心部分捲繞，與自端部捲繞不同。

應瞭解雖然圖示六個(6)分段線軸元件，但是可利用與本發明之實施例之原理一致的任何數目之線軸元件。此外，雖然感測器繞組及屏蔽繞組經圖示為在總成之中心處開始且結束，但是應瞭解在一些實例中可能期望遠離幾何中心處開始。舉例而言，感測器繞組及屏蔽繞組可在線軸元件2與線軸元件3之間開始，與如圖所示之在元件3與元件4之間開始不同。另外，雖然感測器繞組及屏蔽繞組經圖示為起源於大體相同位置，但是應瞭解並非必須為如此狀況，亦即，感測器繞組可在線軸元件3與線軸元件4之間起源，同時屏蔽繞組可在元件4與元件5之間起源。該等及其他變化將顯然於已知本揭示案之一般技術者。

現參看第29B圖，圖示另一替代配置，該替代配置可用於例如第29A圖中所示之實施例中。在第29A圖之情境中論述之第一實施(亦即，四層感測器繞組實施例)中，前兩層以第一方向(例如，順時針方向)捲繞，隨後兩個感測器捲繞層以相反的第二方向(例如，逆時針方向)捲繞。該配置降低了感測器總成經歷之繞組間電容之效應。

作為一替代實施，並且在第29A圖之情境中，感測器捲繞製程自起始終端2910處開始，在此情況下其橫穿線軸元件1至線軸元件6以完成第一層，並且返回2960至線軸元件1以在第一繞組方向(例如，順時針方向)上完成第二層。在到達線軸元件1之後，感測器繞組橫穿過線軸元 件1至線軸元件6，並且在第二繞組方向(例如，逆時針方向)上返回至線軸元件1以完成第三層及第四層。

現參看第30圖，圖示且詳細描述了一排繞組配置3000。具體言之，第30圖圖示用於單一線軸元件3002之捲繞技術。該捲繞技術利用所謂的繞組排3040、繞組排3050、繞組排3060，其中每一者包括多層(亦即，第一層3010、第二層3020及第三層3030)。隨著捲繞製程從第一層進行至第三層，在圖示之實施例中之每一繞組排降低繞組之數目。該繞組配置降低了在裝置上經歷之繞組間電容量，藉此改良在給定電氣特性(例如，頻率)範圍之中的電氣效能。

雖然圖示之該排繞組配置包括三個(3)明顯繞組排，但是應瞭解較多或較少之繞組排可容易地代替圖示之該三個繞組排。此外，雖然對每一繞組排圖示三層繞組，但是應瞭解亦可取決於裝置之效能要求而利用較多或較少之繞組層。此外，雖然每一繞組排經圖示每層具有「步進」數目之繞組，但是應瞭解一些實施例可利用具有每層等量線匝之繞組排。該等及其他替代將顯然於已知本揭示案之一般技術者。

替代屏蔽配置

現參看第31圖至第34B圖，圖示且詳細描述了用於本文描述之電流感測裝置之各種屏蔽配置。本文描述之各種實施例由一或多個感測器繞組層(亦即，用於在羅哥斯基型裝置中感測電流之繞組層)以及一或多個屏蔽層組成，該一或多個屏蔽層用以藉由減輕電磁輻射之有害效應改良 裝置之效能。在典型情境中，繞組層及屏蔽層兩者由絕緣繞組形成；亦即，具有絕緣塗層之安置在導電部分之上的導線。然而，應認識到在一些實施例中，將屏蔽層之絕緣層移除以便屏蔽層由非絕緣繞組組成可為有利的。該等及其他變化應被視為本文描述之各種實施例之容易可用替代。

現參看第31圖，描述了在利用交替方向屏蔽繞組之電流感測裝置3100上使用之第一屏蔽配置。在圖示之實施例中，第一線軸區段具有以第一方向3110(例如逆時針方向)捲繞之屏蔽層，而第二線軸元件具有以第二方向3120(例如順時針方向)捲繞之屏蔽層。交替屏蔽層在整個剩餘線軸元件上重複以使得第一線軸元件、第三線軸元件及第五線軸元件中之每一者以相同方向3110、3130及3150捲繞。此外，第二線軸元件、第四線軸元件及第六線軸元件中之每一者以相同方向3120、3140及3160捲繞。

雖然第31圖之所示實施例圖示每隔一個線軸元件交替屏蔽層繞組方向，但是應瞭解在一些實例中可能期望每隔兩個或兩個以上線軸區段交替屏蔽層之繞組方向。舉例而言，在第29A圖中所示之中心開始/中心結束捲繞技術之情境中，屏蔽層可在一實施例中以關於線軸元件1至線軸元件3之第一方向捲繞，而線軸元件4至線軸元件6具有以相反方向捲繞之屏蔽層。此外，在給定線軸元件具有兩個或兩個以上屏蔽繞組層之情況下，每一層可經交替地捲繞(亦即，第一層以第一方向捲繞並且第二層以相反的第二方向捲繞)。

現參看第32圖，圖示且詳細描述了示例性交錯屏蔽繞組配置3200。第32圖圖示捲繞線軸元件3202之橫斷面圖，其中繞組層起源自一或多個端子柱3204處。所示之配置圖示三(3)層繞組；亦即，第一層3210、第二層3220及第三層3230。亦可使用四(4)層或四層以上。在圖示之實施例中，屏蔽層與感測器繞組層交錯。舉例而言，層3210及層3220由屏蔽層組成，而層3230由感測器繞組層組成。在四(4)層實施例之情境中，第四層可安置在頂層3210之頂上，第四層及層3230可為屏蔽層，而層3210、層3220由感測器繞組層組成。該等及其他交錯實施例將顯然於已知本揭示案之一般技術者。

第33圖圖示另一替代屏蔽配置。具體言之，第33圖圖示線軸元件總成3300(此處圖示為雙鉸鏈耦合線軸總成，儘管本文描述之其他總成可容易地代替)。每一捲繞線軸元件3310包括安置在感測器繞組之上的屏蔽層3320。在一示例性實施中，該屏蔽層包含切割至預定寬度之銅箔以便配合在線軸3310之繞線槽之內。或者，該銅箔可用經配置之銅網代替以便安置在總成之感測器繞組之上，或亦可使用其他類型之屏蔽材料及/或配置。

現參看第34圖，在利用整合外殼3420之羅哥斯基裝置3400之上下文中圖示另一屏蔽配置。在圖示之實施例中，銅(或其他適當屏蔽材料)層3410係沿著外殼之中心孔3402安置。

示例性電流感測設備應用

本文描述之示例性電流感測設備可用於大量的任何應 用中，及/或期望在不另外干擾載流導體自身之情況下量測導體之電流之應用中。一種該共用應用為將電流感測設備併入在住宅、商業及工業應用中使用之電錶中。藉由量測由電力用戶消耗之電流，並且經由在電錶上之網路介面將該資訊傳遞至公用事業公司，公用事業公司或其他實體可較佳地計量對其用戶之收費，及/或較佳瞭解在配電網或電力系統之所有各個部分中消耗之能量。

除抗破壞及電磁干擾之外，諸如羅哥斯基線圈之電流感測設備具有對將最近推行之所謂的智慧電網包括在內之各種應用之廣泛的適用性。此外，除在配電計量應用(諸如斷路器、住宅及工業監測站等等)中使用之外，亦設想在利用大量電流之各式各樣之電氣設備應用(諸如電熔接機及馬達控制器)中使用電流感測設備。

多線圈電流感測設備

現參看第15A圖，圖示多線圈羅哥斯基線圈裝置之第一示例性實施例。具體言之，第15A圖之多線圈羅哥斯基線圈裝置包含先前關於上文第1圖圖示之類型的兩個(2)羅哥斯基線圈裝置，該等羅哥斯基線圈裝置以「堆疊」或並列配置安置。雖然以第1圖之線圈實施例圖示，但是應瞭解本文描述之電流感測設備實施例中之任何一者皆可容易地以此方式(包括但不限於在本文別處描述之自由空間或無線軸實施例)堆疊。此外，上部及下部羅哥斯基線圈裝置每一者圖示為分別僅具有單一線圈元件或區段1510及1520。然而，應認識到實務上，圖示之實施例之羅哥斯基線圈裝置中之每一者將具有八個(8)捲繞線圈；在第15A圖 中僅圖示單一捲繞線圈以便更加輕易地圖示在頂部羅哥斯基線圈裝置與底部羅哥斯基線圈裝置之間的相對偏移。

自先前技術之羅哥斯基線圈裝置之先前論述中回想，該等先前技術裝置之繞組係均勻分佈(亦即，其並非分段)。此外，因為在第15A圖中所示之羅哥斯基線圈裝置100是分段的，所以預期在該等裝置之捲繞線圈之間的間隙中存在一些漏磁或「缺陷」。因此，藉由將第15A圖中之羅哥斯基線圈裝置接近彼此堆疊，並且將頂部分段捲繞線圈1510自底部分段捲繞線圈1520有角度地偏移(並且組合來自兩個線圈之輸出)，組合裝置將表現得更像具有非分段均勻分佈之繞組的理想羅哥斯基線圈。

應瞭解雖然僅在第15A圖之實施例中圖示兩個線圈，但是三個(或三個以上)線圈亦可由此方式堆疊(若需要)。舉例而言，可能期望利用以堆疊方式配置之三個(3)該等線圈(未圖示)，其中在中間線圈中之區段之間的間隙對應於上部線圈及下部線圈兩者之線圈區段，以使得來自中間線圈間隙之漏磁，分別由上部線圈及下部線圈大體對稱地(自頂部及底部兩者)解決。

在另一配置(諸如其中間隙在相對於線圈區段之長度之尺寸上看得出)中，各別堆疊線圈之線圈置放可相對於第一間隙「定相」；例如，第一線圈在垂直位置零(0)、角度位置零(0)處；第二線圈在第一線圈之頂上的垂直位置一(1)、角度位置零加x處；第三線圈在第二線圈之頂上的垂直位置二(2)、角度位置零加y處(其中y大於x)，等等。

一般而言，對於歸因於增加更多線圈而對漏磁或精密 度發生之任何明顯影響，必須將線圈在方位上稍微彼此偏移(亦即，一線圈之區段與另一線圈中之間隙重疊)；然而，狀況並非總是如此。可僅藉由將兩個或兩個以上線圈堆疊且使其區段對準來在某些配置中達成對精密度/漏磁之至少一些影響，此舉是由於以下事實：即使當第二線圈之相鄰區段並未與間隙對準時，來自於一個線圈之間隙之漏磁亦與另一(其他)線圈之相鄰區段耦合。

第15B圖圖示第15A圖之兩個羅哥斯基線圈裝置之俯視圖。具體言之，可在第15B圖中清楚地看出角度偏移，其中底部捲繞線圈1520相對於頂部捲繞線圈1510偏移或移位。雖然第15A圖及第15B圖之堆疊羅哥斯基線圈裝置僅圖示兩個(2)該等裝置，但是應認識到三個(3)或三個以上羅哥斯基線圈裝置亦可經堆疊(將其輸出組合)並且彼此有角度地偏移，以當量測貫穿待量測之導體之電流時提供更加理想之行為。

第15C圖圖示堆疊羅哥斯基線圈設備之另一實施例。具體言之，第15C圖圖示第15A圖中所示之設備之一變型，其中將調諧罩1530置放在羅哥斯基線圈裝置100周圍。該等調諧罩1530較佳由模製聚合物製成，並且具有允許調諧罩當耦合時相對於彼此旋轉之特徵結構(未圖示)。因為允許該兩個裝置旋轉1534，所以使用者可有效地調諧堆疊羅哥斯基線圈裝置之輸出以最佳化該堆疊羅哥斯基線圈裝置之效能。調諧罩亦包括鉸鏈1532，鉸鏈1532允許調諧罩及羅哥斯基線圈裝置定位在待量測之導體周圍，而無需導體穿過中心孔1536。

現參看第15D圖，圖示且詳細描述了一替代可調諧之堆疊羅哥斯基線圈設備1540。第15D圖之設備包括三個(3)羅哥斯基線圈裝置100；然而已將中間裝置自視圖中移除以較佳圖示堆疊設備1540之內部工作。羅哥斯基線圈裝置100經接收在以橫截面圖示之保護罩1560之內。裝置100在構造上類似於在第1圖中圖示之彼等裝置；然而，在一示例性實施例中，其已由雷射直接燒結(LDS)聚合物材料建構而成。裝置中之每一者已在其上形成兩個(2)導電電鍍表面1540，其電氣耦合至羅哥斯基線圈分段繞組之各別端部。羅哥斯基線圈裝置100經接收在保護罩1560內形成之槽1550之中。該等槽1550作為導軌，其允許羅哥斯基線圈裝置100在罩1560之內旋轉。

罩1560亦較佳由LDS聚合物材料形成，藉此亦允許槽1550得以經導電電鍍。因此，罩之導電槽1550經電氣耦合至羅哥斯基線圈裝置之導電襯墊1548。可使用在個別裝置100與罩1560之間的各種介面(包括LDS聚合物介面)，諸如在申請於2009年6月10日並且標題為「Miniaturized Connectors and Methods」之共同擁有且同在申請中之美國專利申請案第12/482,371號中描述之彼等介面，其內容以引用之方式全部併入本文。隨後，導電槽1550彼此電氣耦合並且亦電氣耦合至輸出端子1562。該等輸出端子1562隨後可附著至外部導體(未圖示)，或者替代地安裝為至外部基板(未圖示)之通孔或表面安裝觸點。

作為LDS聚合物使用之替代，羅哥斯基線圈裝置100及罩1560亦可建構為複合結構。具體言之，在羅哥斯基線 圈裝置上之導電襯墊1548及導電槽1550係由置放於下層聚合物結構上之金屬合金建構而成。該等金屬合金可嵌入成形或後插入至分別提供於罩及羅哥斯基線圈集管上之預成形孔中。此外，該等金屬合金較佳經成形以便當羅哥斯基線圈裝置100在罩內旋轉時，作為彈簧並且提供額外接觸力。羅哥斯基線圈裝置在罩1560內經由穿過位於該罩之上的孔1564之突起部分1566而旋轉。藉由在橫向(方位)方向1568上操縱突起部分1566，個別羅哥斯基線圈裝置可得以在總成1540之內調諧。

現參看第15E圖，圖示且詳細描述了同心配置之堆疊羅哥斯基線圈設備1570。具體言之，堆疊羅哥斯基線圈設備1570包含內部羅哥斯基線圈1580及外部羅哥斯基線圈1575。內部羅哥斯基線圈及外部羅哥斯基線圈兩者經調適成相對於彼此以圓周方向1572旋轉。類似於在第15A圖至第15D圖中所示之堆疊概念，第15E圖之同心堆疊羅哥斯基線圈設備允許外部線圈1575之繞組1577在相鄰於內部線圈1580之未被佔用的中間區段1582處定位。類似地，內部線圈1580之繞組1584在相鄰於外部線圈1575之未被佔用的中間區段1579處定位。隨後，內部羅哥斯基線圈裝置及外部羅哥斯基線圈裝置之各別端部經彼此電氣耦合以提供待量測之導體之組合輸出。

在另一示例性實施例中，兩個(2)或兩個以上該等同心配置之堆疊羅哥斯基線圈設備1570可由自上至下之佈置(類似於關於第15A圖所圖示)置放，藉此增加另一層冗餘，以幫助針對歸因於線圈之分段所造成之電氣效能之失 真進行校正。在該配置中，期望將內部線圈之繞組部分1584相鄰於相鄰內部線圈之未被佔用的中間區段1582置放，同時將外部線圈之繞組部分1577相鄰於相鄰外部線圈之未被佔用的中間區段1579置放。

在另一變型中，提供一「混合」堆疊/同心配置(未圖示)。在此變型中，多線圈總成之個別線圈具有不同半徑，但不能使一線圈完全裝配在另一線圈之內(亦即，一線圈之外徑應使得其大於下一相鄰線圈之內部「孔」徑，以使得其以堆疊配置平放，但其中線圈具有不同直徑)。隨垂直位置而變之線圈直徑之變化可為漸進的(例如，在垂直位置零(0)處之線圈之直徑小於下一較高垂直位置處線圈之直徑，並且下一較高垂直位置處線圈之直徑小於位於其上之第三線圈之直徑等等)，或假定其他圖樣(諸如「沙漏」圖樣，其中最低線圈具有比直接位於其上之(第二)線圈更大之直徑，並且直接位於該第二線圈之上的線圈亦具有一/該較大直徑)。

此外，雖然最初設想為可調諧實施例，但是第15A圖至第15E圖之堆疊羅哥斯基線圈裝置並非受此限制。實際上，在一些實施例中，可能期望在相鄰羅哥斯基線圈裝置之間保持一固定關係，藉此簡化裝配。

亦將瞭解，在另一實施例中，不同線圈(無論以「堆疊」或「同心」配置)之垂直間距或佈置可改變，藉此增加/減少線圈之耦合或互相感應。舉例而言，在兩個堆疊線圈之間的垂直高度可按照應用之形狀因數自零(0)至實際任何值之範圍變化。明顯地，將在使線圈立即彼此最接近 時達成最佳耦合效應，但是本發明預期總成之「調諧」亦可包含以堆疊配置或同心配置之線圈之垂直間距變化。在一變型中，該可變間距僅藉由在個別線圈之間以非導電間隔物(例如，由例如聚合物、紙、凱通(kapton；耐熱塑膠模)等等製成之具有規定厚度之平面環體或「墊圈」)代替來達成。在另一變型中，含有線圈之外殼可經配置以便堆疊線圈可相對於彼此位於不同高度。在已知本揭示案之後，一般技術者將瞭解允許在線圈之間的間距變化之多種其他技術。

亦應注意雖然堆疊及同心(及混合)線圈總成之上述實施例可藉由改變線圈相對於彼此之置放來「調諧」--無論以垂直、水平或以方位角甚至空間方位角(傾側角)之方式--其亦可根據其選區經調諧以達成所要之效能層級。舉例而言，在總成之一個實施例中，為使用者/安裝者提供複數個(例如，兩個或兩個以上)成本極低、較低精密度之線圈。該等線圈每一者可能例如僅具有少數個區段，並且區段之間的間距比較大，及/或每一區段中之線匝密度較小，以使得其更加大體近似於「理想」羅哥斯基線圈(但製造成本亦可非常低廉)。總成之一使用者可僅需要低精密度、大體近似之感測參數(例如，穿過導體之電流)，且因此使用在總成之內的上述線圈中之單個線圈可足以滿足該等目的。或者，總成之另一使用者可能在其預期應用中需要更高層級之精密度；該等精密度層級無法經由單獨使用低精密度線圈中之一者達成，但可使用用於堆疊/同心/混合配置中之可能兩個或三個線圈來達成。以此方式，本 發明之一實施例經配置以使得線圈可藉由使用者視需要增加或減少，以達成其所需之精密度層級，同時亦達成最經濟之實施(與先前技術之「通用型」方法不同，其中裝置精密度/準確度等效地被固定)。

上述方法亦可應用於可能需要大量個別線圈或聚集線圈之安裝中，諸如藉由實施用戶範圍監督程式之公用事業。例如，在公用事業之用戶之安裝電錶基礎大體均勻之情況下，公用事業可「調諧」示例性或代表性儀錶上之裝置安裝，並且隨後僅將該安裝複製在用戶基礎之內的所有其他儀錶上(無需個別地調諧每一者)。因此，公用事業可購買一個「調諧套件」，其可例如具有多種不同類型、直徑、繞組密度、區段間距及線圈/線圈總成之配置，並且調諧原型或代表性安裝以便最佳化效能及/或成本(亦即，以最低可能之成本達成所要之精密度層級)。一旦最佳配置(或各別類型之用戶安裝之配置)已知，公用事業可隨後自供應者集體地僅購買成本/效能最佳化之配置，藉此避免將由購買大量個別調諧套件產生之「剩餘」或未使用部件(例如、線圈)之浪費及成本。

亦應注意雖然一些上述實施例預期使用均勻線圈配置(例如，以堆疊配置方式使用之兩個或三個大體相同之線圈)，但是本發明進一步預期使用非均勻線圈配置。舉例而言，在如上所述之堆疊總成中，第一線圈可能具有某一區段繞組密度及區段間距/區段數目。然而，第二線圈可利用不同密度/間距/數目，即使具有相同有效半徑及/或垂直高度。此外，如先前所述，線圈亦可(或者替代地)具有不 同線圈高度及/或半徑、不同橫截面輪廓等等。因此，本文預期可「混合與匹配」不同線圈類型之總成。對於該總成，外殼(若存在)亦可經配置以接受不同線圈類型，以便避免使用者/安裝者必須取決於組件線圈之選定組合/配置購置不同外殼類型。該「通用」外殼可容易地經建構以便容納各種可能配置，且仍滿足相對節約空間、低成本以及將線圈保持在相對於監測導體之所需方位等等的目標。

第35A圖圖示利用三個不同印刷電路板之基板總成實施例3500。具體言之，第35A圖之實施例包括上部基板3510、下部基板3512及中間基板3514。在該等基板之間安置數個線軸元件3520，其集體地形成多線圈羅哥斯基線圈裝置。在一實施例中，第35A圖之多線圈羅哥斯基線圈裝置包含先前關於上文第19A圖至第19C圖圖示之類型的兩個(2)羅哥斯基線圈裝置，該等羅哥斯基線圈裝置以「堆疊」或並列配置安置。然而，諸如在第20A圖中所示之彼等其他實施例可容易地代替或甚至混用(對於不同層)。

應注意因為在第35A圖中所示之羅哥斯基線圈裝置在本質上是分段的，所以出於此原因預期在該等裝置之捲繞線圈之間的間隙中存在一些漏磁或「缺陷」。因此，藉由在第35A圖中將羅哥斯基線圈裝置堆疊，該等組合裝置表現得更像具有非分段均勻分佈之繞組之理想羅哥斯基線圈。雖然在第35A圖中之兩個羅哥斯基線圈裝置圖示為其各別線軸元件經對準，但是應認識到頂部及底部羅哥斯基線圈裝置之線軸元件可以類似於如本文先前關於第15A圖至第15E圖論述之實施例之方式彼此有角度地偏移。

此外，應瞭解雖然僅在第35A圖之實施例中圖示兩個線圈，但是三個(或三個以上)線圈亦可以此方式堆疊(若需要)。舉例而言，可能期望利用以堆疊方式配置之三個(3)該等線圈以及四個(4)基板(未圖示)，其中在中間線圈中之區段之間的間隙對應於上部線圈及下部線圈兩者之線圈區段，以使得來自中間線圈間隙之漏磁分別由上部線圈及下部線圈大體對稱地(自頂部及底部兩者)解決。或者，各別堆疊線圈之線軸元件之置放可相對於本文如先前所述之相鄰羅哥斯基線圈裝置之間隙「定相」。

現參看第35B圖，圖示且詳細描述了第35A圖之多線圈羅哥斯基線圈裝置3500之一替代配置。具體言之，在第35B圖中所示之實施例中，已將上部基板及下部基板除去以有利於在中心基板3530上單獨導引電路。換言之，上部羅哥斯基線圈裝置及下部羅哥斯基線圈裝置之每一線軸元件之端子位置中之每一者皆位於中心基板上。至外部處理電路之介面電路(未圖示)因此位於上部羅哥斯基線圈裝置及下部羅哥斯基線圈裝置兩者之單個基板上。

在一示例性實施中，「組合」羅哥斯基線圈裝置；亦即，在個別線軸元件之間的電路之導引在頂部羅哥斯基線圈裝置與底部羅哥斯基線圈裝置之間交替，如最佳在第35C圖中所示。換言之，電路之導引將自下部羅哥斯基線圈裝置上之第一線軸元件3550行進至上部羅哥斯基線圈裝置上之第一線軸元件3552，並且向下返回至下部羅哥斯基線圈裝置上之第二線軸元件3554，線軸元件3556及線軸元件3558等等同樣如此。因此，上部羅哥斯基線圈裝置及下部 羅哥斯基線圈裝置，以及在位於基板上之電路上之各別電路將用以建立單一雙層羅哥斯基線圈裝置。

電流感測設備之製造方法

現參看第10圖，圖示且詳細描述了用於製造電流感測設備之第一示例性方法1000。具體言之，第10圖圖示用於製造在第1圖至第1B圖中所示之電流感測設備之方法。在步驟1010處，將無線軸線圈捲繞在心軸上。該等線圈可視情況一次捲繞一個或者替代地可同時一起捲繞，以免必須將其在後續處理步驟中互連。該等線圈可使用單層繞組或者替代地以多層配置捲繞。捲繞線圈隨後經由加熱應用接合在一起。無線軸線圈之製造尤其在申請於2005年8月12日並且標題為「Stacked Inductive Device and Methods of Manufacturing」之共同擁有之美國專利申請案第11/203,042號中描述，其內容以引用之方式全部併入本文。

在步驟1020處，捲繞線圈在銅線之預成形返回迴路上穿過(第1圖之104)。在一示例性實施例中，銅線之返回迴路經成形以便為大體「c形」，並且在銅線返回迴路之開始與結束之間具有一相對小的間隙。

在步驟1030處，將無線軸線圈中之每一者(第1圖之102)定位在分段集管(第1圖之110)之相應空腔(第1A圖之112)之內。

在步驟1040處，將銅線之返回迴路搭鎖至分段集管之定位徑向槽(第1B圖之114)中。在一變型中，返回迴路可經由使用環氧樹脂黏合劑固定至徑向槽。

在步驟1050處，最後捲繞線圈之線圈出線端附著至迴 路導線迴路之端部。該附著可利用任何數目之已知技術，諸如共晶焊接操作、音波焊接及其類似技術。

在步驟1060處，將第一捲繞線圈之線圈起始端與返回迴路至電流感測設備之連接線之起始端連接。在一示例性實施例中，連接線包含雙絞線、屏蔽引線。

在步驟1070處，將線圈總成置放在保護殼之內或以其他方式用保護殼或塗層封裝，藉此完成裝配。在一示例性實施例中，將線圈總成置放在重疊保護塑膠蛤殼外殼之內。塑膠蛤殼外殼之重疊特性藉由增加在電流感測設備與待監測之導體上之導線之間的路徑長度，來提供針對耐高電壓(亦稱為「耐壓(Hi-Pot)」)之增強保護。

現參看第11圖，圖示且詳細描述了製造電流感測設備之替代方法1100。具體言之，第11圖圖示用於製造在例如第2圖至第2C圖及第4圖至第4B圖中所示之電流感測設備之方法。在步驟1110處，將分段線軸元件(第2圖之210)裝載至心軸上。在一示例性實施例中，自一端處開始，將每一線軸元件連續捲繞在連續線軸元件之上以使得其包括無離散互連之連續線圈繞組。該等捲繞線圈在本質上可為單層或多層。

在步驟1120處，迴路導線穿過線軸元件之各別孔(第2A圖之230)。在一個實施例中，迴路導線包含經預剝裂、分離並且矯直之一或多個雙絞線、屏蔽引線，以便當其平放在心軸上時可穿過在線軸元件中提供之孔置放。在一替代實施例中，步驟1120係在步驟1110處進行之線軸捲繞之前執行。

在步驟1130處，將捲繞線軸元件作為單個總成自心軸移除。所移除之捲繞線軸元件總成類似一串珍珠。

在步驟1140處，最後線圈之端部導線端接至雙絞線迴路導線之一端。在利用兩個孔(參見例如第4圖之432)之實施例中，迴路導線可向回導引穿過分段捲繞線軸元件之中心部分。

在步驟1150處，線軸元件經形成為其最終形狀(諸如本文先前描述之示例性環面型或徑向圖樣)。在包括鉸鏈耦合(例如第2圖之220)之示例性實施例中，鉸鏈耦合經定位以使得其在環面型圖樣之內徑上。

在步驟1160處，線軸元件中之每一者經置放在與塑膠載體相關聯之相應空腔或槽之內。舉例而言，在第4A圖中圖示之實施例中，每一線軸元件410經置放在外部環形集管460之各別空腔464之內。

在步驟1170處，第一線圈之線圈起始端端接至迴路導線迴路之另一端。

在步驟1180處，將線圈總成置放在保護殼之內或以其他方式用保護殼或塗層封裝，藉此完成裝配，諸如本文先前關於第10圖之步驟1070所描述。

現參看第12圖，圖示且詳細描述了用於製造電流感測設備之第三示例性方法1200。具體言之，第12圖圖示用於製造在第3圖至第3D圖中所示之電流感測設備之方法。在步驟1210處，將分段線軸元件(第3圖之300)裝載至心軸上。在一示例性實施例中，自一端處開始，繞組經錨定在一端上並且導線沿著在所有線軸元件上之頂部凹槽 (第3圖之314)穿引。將該導線用作迴路導線。

在步驟1220處，並且開始於遠端(自迴路導線之起始點)，將導線沿著線軸元件之長度向回捲繞，其中繞組置放在每一線軸元件上，藉此進行無互連之連續線圈捲繞，並同時在迴路導線之上纏繞。類似於上文論述之先前實施例，線圈可為單層線圈或多層線圈，其取決於與電流感測設備之特定應用相關聯之設計考慮。

在步驟1230處，將捲繞線軸元件自心軸移除。

在步驟1240處，線軸元件經形成為其最終形狀(諸如本文先前描述之示例性環面型或徑向圖樣)。關於在第3圖至第3D圖中所示之實施例，迴路導線現將沿著線軸元件之外徑穿引。

在步驟1250處，線圈出線端及迴路導線端接至與連接線(例如雙絞線、屏蔽引線)相關聯之導體。

在步驟1260處，將線圈總成置放在保護殼之內或以其他方式用保護殼封裝或以其他方式用塗層封裝，藉此完成裝配。

現參看第13圖，圖示且詳細描述了製造電流感測設備之另一實施例1300。具體言之，第13圖圖示用於製造在例如第5圖至第5C圖中所示之電流感測設備之方法。在步驟1310處，將分段線軸元件(第5圖之510)裝載至心軸上。在一示例性實施例中，自一端處開始，將每一線軸元件連續捲繞在連續線軸元件之上以使得包括無離散互連之連續線圈繞組。該等捲繞線圈在本質上可為單層或多層。

在步驟1320處，迴路導線穿過線軸元件之各別孔(第 5圖之530)。在一實施例中，迴路導線包含經預剝裂、分離並且矯直之一或多個雙絞線、屏蔽引線，以便當其平放在心軸上時可穿過在線軸元件中提供之孔置放。在一替代實施例中，步驟1320係在步驟1310處進行之線軸捲繞之前執行。

在步驟1330處，將捲繞線軸元件自心軸移除。因為捲繞線軸元件經互連，所以由單一總成將其移除。

在步驟1340處，最後線圈之端部導線端接至雙絞線迴路導線之一端。

在步驟1350處，線軸元件經形成為其最終形狀(諸如本文先前描述之示例性環面型或徑向圖案)。在包括鉸鏈耦合(例如第5B圖之550)之示例性實施例中，鉸鏈耦合經定位以使得其在環面型圖案之內徑上。

在步驟1360處，線軸元件中之每一者經置放在與塑膠載體相關聯之相應空腔或槽之內，類似於在第4A圖中所示之實施例中所圖示。

在步驟1370處，第一線圈之線圈起始端端接至迴路導線迴路之另一端。

在步驟1380處，將線圈總成置放在保護殼之內或以其他方式用保護殼封裝。

現參看第14圖，圖示且詳細描述了製造電流感測設備之另一方法1400。具體言之，第14圖圖示用於製造在例如第6圖至第6B圖中所示之電流感測設備之方法。在步驟1410處，將分段線軸元件(第6圖之610)裝載至心軸上。迴路導線自一端處開始，在線軸元件之外徑上的空腔(第 6圖之630)中導引。隨後，自相對端處開始，將每一線軸元件連續捲繞在連續線軸元件之上，以使得其包括無離散互連之連續線圈繞組。該等捲繞線圈在本質上可為單層或多層並且經定位在迴路導線之上。

在步驟1420處，將捲繞線軸元件自心軸移除。因為捲繞線軸元件經互連，所以由單一附著總成將其移除。

在步驟1430處，最後線圈之端部導線端接至雙絞線迴路導線之一端。

在步驟1440處，線軸元件經形成為其最終形狀(諸如本文先前描述之示例性環面型或徑向圖案)。

在步驟1450處，線軸元件中之每一者經置放在與塑膠載體相關聯之相應空腔或槽之內，類似於在第4A圖中所示之實施例中所圖示。在另一實施例中，線軸元件中之每一者經置放在重疊蛤殼外殼之底部部分之內。

在步驟1460處，第一線圈之線圈起始端端接至迴路導線迴路之另一端。

最終在步驟1470處，將線圈總成置放在保護殼之內或以其他方式用保護殼封裝。在使用塑膠蛤殼外殼之實施例中，此步驟藉由將頂部重疊保護塑膠蛤殼外殼置放且固定在總成之上來完成。

現參看第18A圖至第18S圖，詳細圖示了用於裝配本發明之示例性羅哥斯基線圈裝置之方法的一個實施例。第18A圖圖示製造程序中之第一示例性步驟。在第18A圖中，將始端夾片1890插入在位於始端線軸區段1810之上的各別孔之內。末端夾片1890處於由金屬導電薄片製造之 一個變型中，該金屬導電薄片經衝壓並且視情況經電鍍以便保護夾片之表面光度。在插入之後，隨後使夾片彎曲。此彎曲1891在圖示之實例中相對於夾片1890之非彎曲部分以60度之角度形成。或者，始端夾片可在射出成形製程期間嵌入成形至線軸元件中。在一示例性製程中，用手將夾片在插入之後遠離線軸區段之表面而成形。此外，示例性實施例在末端夾片之彎曲線處併入凹口，以便減少執行彎曲操作所需之力，藉此降低在彎曲操作期間線軸區段裂開之可能性。

第18B圖圖示將終端夾片1892插入至終端線軸區段1810中。應注意在第18A圖中圖示之線軸區段與在第18B圖中圖示之線軸區段之間自身相同(亦即，起始線軸區段與末端線軸區段相同，僅該等區段之間的夾片不同)。此外，亦注意第18A圖之「始」端夾片及第18B圖之「終」端夾片經安置在其各別線軸區段之相對端上。亦較佳不在插入之前使終端夾片1892彎曲，以使得末端夾片1892之凹口端定位在貫穿導體通道1893之上。

第18C圖圖示在示例性製程中之下一步驟，其中將線軸元件1810中之每一者裝載至捲繞心軸1870上。首先將末端夾片線軸元件1810(亦即，關於第18B圖論述之線軸元件)插入至心軸上，隨後將缺少任何導電夾片之六個(6)線軸元件插入至心軸上。最終，將起始線軸元件(亦即，關於第18A圖論述之線軸元件)插入在該串線軸元件之端部上，同時始端夾片1890背向另一裝配線軸元件。

現參看第18D圖，將聚合物電線1860滑動至凹槽1813 中，凹槽1813係由線軸元件1810之總成集體形成。應注意電線之端部經修整，以便電線之端部不突出超過端部線軸元件凸緣之外壁1811。在一示例性實施例中，電線由電氣級聚四氟乙烯(PTFE)製成。所圖示之直徑為0.031吋，然而應認識到在替代設計中可用其他形狀(亦即，矩形、多角形等等)及尺寸容易地代替。該電線用於建立連接「脊柱」，其最終將總成以其最終形式固定在一起。雖然圖示為使用PTFE電線，但是應認識到亦可用其他零件(諸如捲帶等等)容易地代替，以向完工的羅哥斯基線圈裝置提供所謂的連接「脊柱」。

第18E圖圖示捲繞製程之開始。具體言之，待捲繞至線軸元件上之導線1862首先固定至心軸之捲繞銷1872，並且隨後固定至末端夾片1892。在將圖示之實施例中之導線導引至線軸元件捲筒中之前圍繞末端夾片1892纏繞兩次。

第18F圖圖示以所需匝數之導線1862捲繞之剩餘端部線軸元件1810。在圖示之實例中，將三(3)層導線捲繞至線軸元件上，每一層中捲繞五十二(52)匝導線。用以下方式建構該等層：將第一層自左至右捲繞；將第二層自右至左捲繞；及將第三層再次自左至右捲繞，然而可使用與本發明一致之其他數目之層及/或層模式。舉例而言，所有該等線匝(例如，在本實例中為52個)皆可在一個方向上以單層捲繞。或者，可利用雙層選擇模式。

第18G圖圖示導線1862自新捲繞之端部線軸元件至相鄰線軸元件之導引。應注意圖示之兩個線軸元件皆包括過 渡特徵結構1863，其由包括彎曲邊緣之突起部分組成。該彎曲邊緣有助於防止當將導線在相鄰線軸元件之間導引時對導線造成損壞。隨後，將相鄰線軸元件以在第18F圖中所見之相同方式捲繞(亦即，具有三(3)層，每層由五十二(52)個線匝組成)。隨後，將剩餘線軸元件1810以如第18H圖中所示之類似方式捲繞。

第18I圖圖示在將繞組1862導引在先前論述之線軸元件中之每一者之上並且固定至起始夾片1890之後繞組1862的端部。類似於末端夾片，可藉由將導線在起始夾片周圍纏繞兩次來將導線固定至起始夾片，然而亦可使用其他機構。

第18J圖圖示屏蔽層1864至線軸元件上之捲繞。如在第18J圖中可見，屏蔽層由具有五十二個(52)線匝之額外層組成，其以先前捲繞之繞組層之相反方向捲繞。亦應注意組成屏蔽線之導線係為與先前用以捲繞線軸元件之導線相同之導線。該製程如第18K圖中所示繼續，每一剩餘線軸元件接收一屏蔽層。使用在先前繞組中使用之相同導線從製造成本之角度而言尤其有利。因為為了將繞組之置放自動化之目的已將線軸元件安置至捲繞心軸上，所以無需由操作者執行額外處理步驟以將屏蔽層捲繞至線軸元件上。因此，藉由增加屏蔽層而增加至裝置之唯一額外成本來源於線軸元件花費在捲繞心軸上之額外時間，其是最小的；以及與屏蔽層相關聯之附加材料成本，其亦是最小的。此外，已發現使用用於屏蔽層之相同導線1862在為裝置提供屏蔽時，正好與利用銅箔等等之其他更加勞動密集型方法 同樣有效。

第18L圖圖示如何將導線1862固定至線軸元件總成。具體言之，第18L圖圖示如何將屏蔽層導線之端部固定在端部線軸元件處。實質上，單匝捲帶1870經捲繞至端部線軸元件上，且隨後導線1862之端部經導引在該單層捲帶之上並且隨後藉由額外層之捲帶之額外纏繞而固定。隨後，將多餘導線1862及多餘捲帶1870兩者修整。應注意屏蔽層導線之端部不固定至末端夾片1892。

現參看第18M圖，將捲繞線軸元件自心軸移除並且將導線固定至末端夾片1892及起始夾片1890兩者(未圖示)。將導線固定至該等夾片可由任何數目之不同方式完成。一個實施利用電阻焊接法將導線之一部分1866焊接至各別夾片。或者，共晶焊接操作可用以將導線實體且電氣固定至各別夾片。其他方法亦將由已知本揭示案之一般技術者所認識。

第18N圖圖示迴路導線1850之安裝。將迴路導線插入始端線軸元件(亦即，以起始夾片1890結束)之中心通道中並且經由線軸元件中之每一者導引，直到其與在端部線軸區段上之末端夾片元件1892接合為止。然後，此迴路導線1850隨後經由共晶焊接操作、電阻焊接等等電氣固定至末端夾片1892。第18O圖圖示完工導線1852經固定至起始夾片1890。此舉再次可藉由使用例如焊錫焊接或電阻焊接，將完工導線固定至在起始線軸元件之起始夾片上來完成。

第18P圖圖示將線軸元件總成插入至外殼1880中。首 先將端部線軸元件1810(亦即，具有捲帶1870安裝於其上之線軸)插入至位於外殼上之各別空腔1886中，並且將其後之線軸元件插入至圍繞環形形狀之外殼之其各別外殼空腔中。亦應注意端部線軸元件經安置相鄰於與外殼相關聯之完工導線凹槽1884及迴路導線凹槽1882。

第18Q圖圖示在將完工導線1852及迴路導線1850插入至其外殼之各別凹槽之後的完工導線及迴路導線。應注意在圖示之實施例中將完工導線1852安置在迴路導線之上，此舉係為了減輕不必要的外部電氣干擾而將該等導線緊密保持在一起。

現參看第18R圖，將點滴環氧樹脂1888或另一黏合劑嵌入至頂部外殼1883之空腔1889中之每一者中。此外，亦將小滴環氧樹脂塗覆於中間孔壁1887。隨後，將頂部外殼1883如第18S圖中所示安裝至外殼1880上。隨後，為了減輕外部電氣干擾之效應將完工導線1852及迴路導線1850以順時針方向扭絞在一起。

應認識到雖然本發明之某些態樣以特定順序之方法步驟描述，但是該等描述僅說明本發明之更廣泛方法，並且可視特定應用之需要進行修改。某些步驟在某些情況下可變得不必要或可選。另外，可將某些步驟或功能性添加至所揭示之實施例，或使兩個或兩個以上步驟之效能之次序改變。所有該等變化被視為涵蓋於本文揭示且主張之本發明範圍之內。

雖然上述詳細描述已圖示、描述及指出如應用於各種實施例之本發明之新穎特徵結構，但是應理解所示之裝置 或製程之形式及細節上的各種省略、替代及改變可在不偏離本發明之範疇之情況下由熟習此項技術者進行。上述描述具有目前預期進行本發明之最佳模式。該描述決不意謂限制，而是應視為對本發明之一般原理之說明。本發明之範疇應根據申請專利範圍來決定。

1900‧‧‧線軸元件

1910‧‧‧凸緣

1912‧‧‧自引線端子

1914‧‧‧上(或下)表面

1916‧‧‧凸緣

1918‧‧‧導引特徵結構

1920‧‧‧繞線槽

1922‧‧‧繞組

1924‧‧‧側壁

Claims (20)

1. 一種電流感測感應裝置，該電流感測感應裝置包含：複數個分段繞組元件，該等分段繞組元件之每一者包含一導線之複數匝；其中該等複數個分段繞組元件經由該導線集體與彼此耦合；且其中該等複數個分段繞組元件集體形成一非封閉迴路配置。
2. 如請求項1所述之電流感測感應裝置，其中安置在該等分段繞組元件之每一者上的該等複數匝，包含複數層。
3. 如請求項2所述之電流感測感應裝置，其中該等複數層之一或多者包含一屏蔽層。
4. 如請求項3所述之電流感測感應裝置，其中該屏蔽層包含一非絕緣線層。
5. 如請求項1所述之電流感測感應裝置，該電流感測感應裝置進一步包含複數個引出線，該等複數個引出線之每一者耦合至該導線的至少一部分。
6. 如請求項5所述之電流感測感應裝置，其中該等複數個引出線的至少一部分被定位在該等複數個分段繞組元件的一末端分段繞組元件上。
7. 如請求項5所述之電流感測感應裝置，其中該等複數個引出線被定位在該等複數個分段繞組元件的一中心分段繞組元件上，該中心分段繞組元件不位在該非封閉迴路配置的一末端上。
8. 如請求項3所述之電流感測感應裝置，其中該等複數個分段繞組元件之每一者進一步包含一線軸元件。
9. 如請求項8所述之電流感測感應裝置，其中該屏蔽層包含一銅箔層，該銅箔層經定尺寸以裝配在該等線軸元件之至少一部分的一繞線槽內。
10. 如請求項9所述之電流感測感應裝置，其中該銅箔層被安置在該等複數層中的其他層的內部。
11. 如請求項9所述之電流感測感應裝置，其中該銅箔層被安置在該等複數層中的其他層的外部。
12. 一種電流感測感應裝置，該電流感測感應裝置包含：複數個捲繞感應元件，每一捲繞感應元件包含：一對凸緣；一繞線槽，該繞線槽安置在該對凸緣之間；以及複數層導電繞組，該等複數層導電繞組安置在該繞線槽中；以及 一對基板，該等複數個捲繞感應元件之每一者耦合至該對基板之一或多者。
13. 如請求項12所述之電流感測感應裝置，其中該等複數個捲繞感應元件之每一者經由一表面安裝連接，耦合至該對基板之該一或多者。
14. 如請求項12所述之電流感測感應裝置，其中該對基板之每一者進一步包含安置於其上的導引電路，該導引電路耦合該等複數個捲繞感應元件。
15. 如請求項12所述之電流感測感應裝置，其中該等複數個捲繞感應元件之每一者被線性地捲繞，該等線性捲繞感應元件以一大體交替或鋸齒形之方式集體安置在一導體接收孔之周圍，該導體接收孔安置在該對基板內。
16. 一種多感測器裝置，該多感測器裝置包含：複數個電流感測器，該等複數個電流感測器之每一者包含複數個捲繞感應元件，該等複數個電流感測器之每一者配置為測量流動通過一各別的導體的電流；以及安置在該等複數個電流感測器之相鄰者之間的一或更多個屏蔽元件，該一或更多個屏蔽元件配置為減輕該等各別的導體之相鄰者之間的串擾(crosstalk)。
17. 如請求項16所述之多感測器裝置，其中該等複數個電 流感測器之每一者包含一開放迴路配置。
18. 如請求項16所述之多感測器裝置，其中該等複數個電流感測器之每一者包含一封閉迴路配置。
19. 如請求項16所述之多感測器裝置，其中該等複數個捲繞感應元件被線性地捲繞，且該等複數個電流感測器被安置在一單一外殼內。
20. 如請求項16所述之多感測器裝置，其中該等複數個電流感測器之每一者包含一整合匯流排條電流感測器。