[發明專利]一種適用于羅氏線圈電流傳感器的羅氏線圈傳感頭

無效

• 申請號: 201310598580.4
• 申請日: 2013-11-25
• 公開（公告）號: CN103630723A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 武建文;王賀飛;蔣原
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01R15/00
• 分類號: G01R15/00
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 李有浩

技術領域

本發明涉及一種電流傳感器，更特別地說，是指一種用作羅氏線圈電流傳感器的羅氏線圈傳感頭。

背景技術

羅氏線圈（Rogowski?Coil）又稱空心互感器、磁位計，廣泛用于大電流的測量。羅氏線圈是均勻圍繞在非磁性骨架上的線圈，圍繞在導體外，用來測量流過導體的電流。羅氏線圈電流傳感器由羅氏線圈傳感頭和后續信號處理電路兩大部分組成。其中傳感頭是測量元件的信號感應環節，通過對空間中電磁場的捕獲，與被測電流建立耦合關系。

在加工羅氏線圈傳感頭時，要求必須“回繞”一周，即沿著任意閉合曲面環繞線圈，當繞到終點后再稀疏回繞到起點，如圖1所示，它的基本結構是將漆包線均勻纏繞在非磁性骨架芯上構成線圈，并在線圈兩端接上中端電阻，經后續處理還原電路后，就可以測量大電流。

發明內容

為了克服現有羅氏線圈匝數少，輸出電壓小，抗干擾能力差的缺陷，本發明設計了一種適用于羅氏線圈電流傳感器的羅氏線圈傳感頭。該羅氏線圈傳感頭一方面以立體空間進行分布；另一方面采用漆包線沿非磁性骨架芯的線軸環的循環方向形成了一大匝線圈，即軸環線圈；再一方面采用漆包線穿過非磁性骨架芯的中心通孔回繞一圈，即回繞線圈；本發明設計的羅氏線圈傳感頭能夠抵消垂直干擾磁場的影響，通過在PCB底座上將六個軸環線圈串聯，串聯后的軸環線圈能夠獲得較大的線圈匝數，使得羅氏線圈傳感頭輸出較大電壓效果，且敏感度高，可靠性高。

本發明是一種適用于羅氏線圈電流傳感器的羅氏線圈傳感頭，該羅氏線圈傳感頭包括有PCB底座（1）、回繞線圈（8）、第一軸環線圈（2）、第二軸環線圈（3）、第三軸環線圈（4）、第四軸環線圈（5）、第五軸環線圈（6）和第六軸環線圈（7）；其中，第一軸環線圈（2）、第二軸環線圈（3）、第三軸環線圈（4）、第四軸環線圈（5）、第五軸環線圈（6）和第六軸環線圈（7）的結構相同。

回繞線圈（8）串聯在第一軸環線圈（2）、第二軸環線圈（3）、第三軸環線圈（4）、第四軸環線圈（5）、第五軸環線圈（6）和第六軸環線圈（7）的骨架中心通孔內。

回繞線圈（8）上的漆包線兩端分別與F通孔（1F）、M通孔（1M）焊接，通過G覆銅板（177）和H覆銅板（178）實現電信號導通。六個軸環線圈（2、3、4、5、6、7）上的漆包線兩端分別與各個的通孔焊接，12個通孔分別與6個覆銅板實現電信號導通。

本發明設計的羅氏線圈傳感頭的優點在于：

①在同一底板上通過回繞線圈串聯六個軸環線圈實現了空間分布，達到抵消垂直干擾磁場的影響。

②每一個軸環線圈采用漆包線沿非磁性骨架芯的線軸環的循環方向纏繞多匝，在有限的面積上獲得較大的線圈匝數，顯著的增加了輸出感應電動勢，增強了抗干擾能力。

③每一個軸環線圈易批量制作，底板PCB可以工業化生產，易于工業化制作，生產成本低廉。

④對采用軸環線圈與回繞線圈的組合結構進行線性度測試，在羅氏線圈中心穿過不同值的電流，測量輸出電壓的線性度非常高。

附圖說明

圖1是傳統加工羅氏線圈傳感頭的結構圖。

圖2是本發明羅氏線圈傳感頭的結構圖。

圖2A是本發明羅氏線圈傳感頭的軸環線圈未裝配漆包線、突出顯示回繞線圈的正視結構圖。

圖2B是本發明羅氏線圈傳感頭的背部結構圖。

圖3是本發明底座的結構圖。

圖4是本發明第一軸環線圈的結構圖。

圖5是本發明第二軸環線圈的結構圖。

圖6是本發明第三軸環線圈的結構圖。

圖7是本發明第四軸環線圈的結構圖。

圖8是本發明第五軸環線圈的結構圖。

圖9是本發明第六軸環線圈的結構圖。

圖10是安裝有本發明傳感頭的羅氏線圈的線性特性曲線圖。