TWI746373B - 雙極性高精度電流感測器 - Google Patents

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柳振堯
王寶勝
劉國賓
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柳振堯
王寶勝
劉國賓
唐荷工程有限公司
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Abstract

一種雙極性高精度電流感測器，主要係包含一電流感測單元、一調整校正單元、一信號轉換單元、一溫度控制單元及一溫度調節單元，該等單元係呈電性連接。由該電流感測單元係供感測電流，使電流經由調整校正單元的調校後，由信號轉換單元轉換為顯示數據輸出；其中，該溫度控制單元係配合溫度調節單元，產生一穩定之溫度，以供感測器保持於高於室溫之恆溫狀態，防止元件因環境溫度變化所導致之誤差，進而產生精密的電流信號，用以補償直流電流轉換器輸出信號不均勻之缺失。

Description

雙極性高精度電流感測器
本發明係有關一種雙極性高精度電流感測器，尤指一種可產生精密的電流信號，用以補償直流電流轉換器輸出信號不均勻缺失之雙極性高精度電流感測器。
按；直流電流轉換器於先前技術上，由於調制控制所採用之控制電路，在於每個元件的細部皆不盡相同，且元件會在溫度變化下產生誤差，如：電阻之阻值於溫度變化時，會產生阻值之飄移，導致所輸出之電流不精確，導致其所輸出之波形如圖1所示，呈現歪斜之狀態。
申請人有鑑於此，經不斷研究、實驗，遂萌生設計一種雙極性高精度電流感測器，用以補償直流電流轉換器輸出信號不均勻之缺失。
本發明之主要目的，即在提供一種雙極性高精度電流感測器，可供產生精密的電流信號，用以補償直流電流轉換器輸出信號不均勻之缺失。
前述之雙極性高精度電流感測器，係包含一電流感測單元、一調整校正單元、一信號轉換單元、一溫度控制單元及一溫度調節單元，該等單元係呈電性連接。由該電流感測單元係供感測電流，使電流經由調整校正單元的調校後，由信號轉換單元轉換為顯示數據輸出；其中，該溫度控制單元係配合溫度調節單元，產生一穩定之溫度，以供感測器保持於高於室溫之恆溫狀態，防止元件因溫度變化所導致之誤差，進而產生精密的電流信號，用以補償直流電流轉換器輸出信號不均勻之缺失。
前述之雙極性高精度電流感測器，其中該電流感測單元所介定之相對產生電壓信號範圍係為-3V〜+3V(可依應用調整之)，其感測之對應電流範圍係為-15A〜+15A。
前述之雙極性高精度電流感測器，其中該信號轉換單元，係供將經由調整校正單元調校後之電流由差動類比信號轉換為單端類比信號。
前述之雙極性高精度電流感測器，其中該溫度控制單元，係係由致冷、致熱晶片所構成。
請參閱圖2，係為本發明之電路方塊圖。如圖所示，本發明係設有一控制電路１，該控制電路１係至少包含一電流感測單元１１、一調整校正單元１２、一信號轉換單元１３、一溫度控制單元１４及一溫度調節單元１５、一電源單元１６，該等單元係呈電性連接。其中，該電流感測單元１係供感測電流，其所介定之電壓範圍係為-3V〜+3V ，其感測之電流範圍係為-15A〜+15A。
該調整校正單元１２，係連接於該電流感測單元１１，以供將所輸入之電流予以調整及校正。
該信號轉換單元１３，係連接於調整校正單元１２，以供將前述經由調整校正單元１２調校後之電流由差動類比信號轉換為單端類比信號，將顯示數據輸出。
該溫度控制單元１４，係提供一穩定之溫度，以供感測器之控制電路１保持於高於室溫之恆溫狀態，防止元件因溫度變化所導致之誤差。於本實施例，該溫度控制單元１４係由致冷、致熱晶片所構成。
溫度調節單元１５，係連接於溫度控制單元１４，以供設定溫度及偵測環境溫度，將設定溫度及偵測環境溫度比較後，依據環境溫度調整該溫度控制單元１４，使溫度控制單元１４保持於所設定高於室溫之溫度。
該電源單元１６，係連接於前述之各單元，以供應前述各單元之工作電源。
藉由前述構件的組合，構成雙極性高精度電流感測器。以供應用於直流電流轉換器，藉由該電流感測單元１１感測電流，使電流經由調整校正單元１２的調校後，由信號轉換單元１３轉換為顯示數據輸出；其中，該溫度控制單元１４係配合溫度調節單元１５，產生一穩定之溫度，以供感測器保持於高於室溫之恆溫狀態，防止元件因溫度變化所導致之誤差，進而產生精密的電流信號，用以補償直流電流轉換器輸出信號不均勻之缺失。
請參閱圖3，係為本發明之模組立體分解圖。如圖所示，本發明於實際製作上，係以一金屬材質之盒體２罩於該控制電路１，於該盒體２上方設有致冷晶片３及散熱片４，使該致冷、致熱晶片３連接於前述之溫度控制單元１４，藉由該溫度控制單元１４使致冷、致熱晶片３產生冷溫或熱溫，且藉由溫度調節單元１５依據環境溫度的調節，使致冷、致熱晶片３保持於一定之溫度，進而使控制電路１所設之元件保持在恆溫之狀態，防止元件因溫度變化所導致之誤差（如：電阻之阻值飄移），進而產生精密的電流信號，用以補償直流電流轉換器輸出信號不均勻之缺失。
請參閱圖4，係為本發明之電流輸出波形圖。如圖所示，經由本發明感測器所輸出之電流，係為均勻之波形，而不會如習知直流電流轉換器所輸出之電流波形呈現歪斜之現象。
前述實施例，僅為說明本發明之較佳實施方式，而非限制本發明之範圍，凡經由些微修飾、變更，仍不失本發明之要義所在，亦不脫本發明之精神範疇。
綜上所述，本發明以包含電流感測單元、調整校正單元、信號轉換單元，以及可供產生高於室溫之恆溫之溫度控制單元，構成雙極性高精度電流感測器。可供產生精密的電流信號，用以補償直流電流轉換器輸出信號不均勻之缺失。為一實用之設計，誠屬一俱新穎性之發明，爰依法提出專利之申請，祈  鈞局予以審查，早日賜准專利，至感德便。
1:控制電路 11:電流感測單元 12:調整校正單元 13:信號轉換單元 14:溫度控制單元 15:溫度調節單元 16:電源單元 2:盒體 3:致冷、致熱晶片 4:散熱片
圖1係習知直流電流轉換器之電流輸出波形圖。 圖2係本發明之電路方塊圖。 圖3係本發明之模組立體分解圖。 圖4係本發明之電流輸出波形圖。
1:控制電路
11:電流感測單元
12:調整校正單元
13:信號轉換單元
14:溫度控制單元
15:溫度調節單元
16:電源單元

Claims (4)

  1. 一種雙極性高精度電流感測器，係設有一控制電路，該控制電路包含： 一電流感測單元，係供感測電流； 一調整校正單元，係連接於該電流感測單元，以供將所輸入之電流予以調整及校正； 一信號轉換單元，係連接於該調整校正單元，以供將前述經由該調整校正單元調校後之電流轉換為顯示數據輸出； 一溫度控制單元，係提供一穩定之溫度，以供該控制電路保持於高於室溫之恆溫狀態，防止元件因溫度變化所導致之誤差； 一溫度調節單元，係連接於該溫度控制單元，以供設定溫度及偵測環境溫度，將設定溫度及偵測環境溫度比較後，依據環境溫度調整該溫度控制單元，使該溫度控制單元保持於所設定高於室溫之溫度。
  2. 如請求項1所述之雙極性高精度電流感測器，其中，該電流感測單元所介定之對應電壓信號範圍係為-3V〜+3V(可以應用調整之)。
  3. 如請求項1所述之雙極性高精度電流感測器，其中，該電流感測單元所感測之電流範圍係為-15A〜+15A。
  4. 如請求項1所述之雙極性高精度電流感測器，其中，該溫度控制單元係由致冷、致熱晶片所構成。
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Citations (4)

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CN103913638A (zh) * 2012-12-31 2014-07-09 大陆汽车系统公司 被加热的汽车部件的温度控制的灵敏度增大的电阻确定
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