[發明專利]一種數字振膜式電流傳感器

無效

• 申請號: 200910076971.3
• 申請日: 2009-01-15
• 公開（公告）號: CN101782605A
• 公開（公告）日: 2010-07-21
• 發明（設計）人: 徐啟峰
• 申請（專利權）人: 徐啟峰
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種數字振膜式電流傳感器，其特征是：基于永磁場和電流磁場的相互作用驅動薄膜振動,包括永磁體雙端驅動電流線圈薄膜振動模式和電流分流線圈雙端驅動永磁薄膜振動模式，并應用激光光束邊緣調制線陣電荷耦合器(CCD)圖像傳感器或互補金屬氧化物半導體（CMOS）圖像傳感器的方法直接得到數字電流信號；

所述永磁體雙端驅動電流線圈薄膜振動模式的電流傳感器包括：設置于絕緣體[14]中的薄膜[3]、永磁體[4]、電流線圈[5]、激光光源[6]、傳輸光纖[7]、激光準直器[8]、泡沫遮光材料[9]、光反射鏡[10]、擴束透鏡[11]、數字光電轉換及信號控制處理器[12]以及磁屏蔽[13]；磁屏蔽[13]用于屏蔽主導線電流磁場；永磁體[4]置于薄膜[3]的兩側，電流線圈[5]與薄膜[3]結合為一體，電流線圈[5]分流了主導線電流，線圈電流產生的磁場在永磁體[4]磁場力的雙端驅動下帶動薄膜[3]振動或進動，其幅值是電流的線性函數；激光信號從激光光源[6]經傳輸光纖[7]傳送到激光準直器[8]，準直后得到邊緣整齊清晰的光束，在薄膜[3]上粘接一塊極輕的泡沫遮光材料[9]，調整光束使薄膜[3]靜止時泡沫遮光材料[9]的端面與光束的中心線重合，薄膜[3]振動時帶動泡沫遮光材料[9]遮擋全部光束、部分光束或無遮擋光束；

所述電流分流線圈雙端驅動永磁薄膜振動模式的電流傳感器包括：設置于絕緣體[14]中的電流分流線圈[2]、薄膜[3]、永磁體[4]、激光光源[6]、傳輸光纖[7]、激光準直器[8]、泡沫遮光材料[9]、光反射鏡[10]、擴束透鏡[11]、數字光電轉換及信號控制處理器[12]以及磁屏蔽[13]；磁屏蔽[13]用于屏蔽主導線電流磁場；兩個電流分流線圈置于薄膜的兩側，永磁體與薄膜結合為一體，兩個電流分流線圈[2]分流了等值的主導線電流，分流線圈電流產生的磁場驅動永磁體帶動薄膜振動或進動，其幅值是電流的線性函數；激光信號從光源[6]經傳輸光纖[7]傳送到準直器[8]，準直后得到邊緣整齊清晰的光束，在薄膜[3]上粘接一塊極輕的泡沫遮光材料[9]，調整光束使薄膜[3]靜止時[9]的端面與光束的中心線重合，薄膜[3]振動時帶動泡沫遮光材料[9]遮擋全部光束、部分光束或無遮擋光束。

2.根據權利要求1所述的數字振膜式電流傳感器，其特征是：在永磁體雙端驅動電流線圈薄膜振動模式中，永磁體置于薄膜的兩側，電流線圈與薄膜結合為一體，電流線圈分流了主導線電流，線圈電流產生的磁場在永磁體磁場力的雙端驅動下帶動薄膜振動或進動，其幅值是電流的線性函數。

3.根據權利要求1所述的數字振膜式電流傳感器，其特征是：在電流分流線圈雙端驅動永磁薄膜振動模式中，兩個電流分流線圈置于薄膜的兩側，永磁體與薄膜結合為一體，兩個電流分流線圈分流了等值的主導線電流，電流產生的磁場驅動永磁體帶動薄膜振動或進動，其幅值是電流的線性函數。

4.根據權利要求1或2或3所述的數字振膜式電流傳感器，其特征是：應用了激光光束邊緣調制線陣電荷耦合器(CCD)圖像傳感器或互補金屬氧化物半導體（CMOS）圖像傳感器,激光信號從光源經傳輸光纖傳送到準直器，準直后得到邊緣整齊清晰的光束，在薄膜上粘接一塊極輕的泡沫遮光材料，調整光束使靜止時泡沫遮光材料的端面與光束的中心線重合，薄膜振動時帶動泡沫遮光材料遮擋全部光束、部分光束或無遮擋光束，光束經光反射鏡反射后進入擴束透鏡放大，再到數字光電轉換及信號控制處理器中的線陣電荷耦合器（CCD）圖像傳感器或互補金屬氧化物半導體（CMOS）圖像傳感器，薄膜的振動使光束邊緣的位置發生變化，使激光光束進入圖像傳感器的不同像素，對像素進行簡單的二值判斷，即有光信號或無光信號，便可以確定光束邊緣所處的位置，像素位置的編碼就是振動信號幅值的數字量。

5.根據權利要求1或2所述的數字振膜式電流傳感器，其特征是：為了有效地排除外部環境的振動干擾，設置了另一個完全相同的薄膜并結合了電流線圈，電流線圈沒有連接也不分流主導線電流，永磁體的磁場力對其沒有作用，它僅反應外部環境的干擾振動。

6.根據權利要求1或3所述的數字振膜式電流傳感器，其特征是：為了有效地排除外部環境的振動干擾，設置了另一個完全相同的薄膜并結合了非磁性材料，分流電流線圈的磁場力對其沒有作用，它僅反應外部環境的干擾振動。