[發明專利]一種電流測量方法及傳感器系統

有效

• 申請號: 201710186032.9
• 申請日: 2017-03-24
• 公開（公告）號: CN106950415B
• 公開（公告）日: 2023-10-13
• 發明（設計）人: 黃海濱;尹有杰;馬輝
• 申請（專利權）人: 杭州思泰微電子有限公司
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00
• 代理公司: 無錫盛陽專利商標事務所(普通合伙) 32227
• 代理人: 張寧;楊辰

技術領域

本發明涉及電流傳感器領域，具體為一種電流測量方法及傳感器系統。

背景技術

霍爾效應定義了磁場和感應電壓之間的關系，當電流通過一個位于磁場中的導體的時候，磁場會對導體中的電子產生一個垂直于電子運動方向上的作用力，從而在垂直于導體與磁感線的兩個方向上產生電勢差。磁傳感器通過檢測磁場變化，轉變為電信號輸出，可用于監視和測量各種參數，例如位置、位移、角度、角速度、轉速等等，并可將這些變量進行二次變換，可測量壓力、質量、液位、流速、流量等。同時磁傳感器輸出量直接與電控單元接口，可實現自動檢測。

傳統的電流檢測集成電路核心結構如圖1所示，圖中11是待測電流IT的傳輸導體，根據麥克斯韋磁場理論電流經過導體會產生旋渦磁力線，磁力線如B所示。磁傳感器10感應磁力線，并產生電信號，電信號經過放大器12放大，輸出給下一級電路處理。傳統結構雖然簡單但是存在著抗干擾性差的問題，特別是當檢測電路附近出現帶電導線(產生感應磁場)或永磁體時，磁傳感器無法分辨待測電流I_T產生的感應磁場與干擾磁場。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種電流測量方法及傳感器系統，其能夠有效解決傳統方法中抗干擾性差的問題。

其技術方案是這樣的：一種電流測量方法，其特征在于，導體通入待測電流I_T為下層，帶有四個磁傳感器的硅片件放置于導體上方為上層，導體前方開設有兩個對稱的U型槽，第一磁傳感器放置于一個所述U型槽開口內垂直映射到上層的位置，第二磁傳感器放置于另一個所述U形凹槽開口內垂直映射到上層的位置，第三磁傳感器和第四磁傳感器放置于第一磁傳感器與第二磁傳感器之間且位于導體上方垂直映射到上層的位置，設B為待處理磁通量，B_T為待處理磁通量B中待測電流I_T通過導體產生部分，B_N為待處理磁通量B中外部干擾源I_N產生部分，經過算法計算得出待處理磁通量B的同時衰減外部干擾源所產生的磁場導致的干擾信號，根據待處理磁通量B求出待測電流I_T的大小。

其進一步特征在于，

計算待處理磁通量B的推導公式如下：待測電流I_T對四個磁傳感器的磁通量分別用B_Ta、B_Tb、B_Tc、B_Td表示，干擾源對磁傳感器的磁通量用B_Na、B_Nb、B_Nc、B_Nd表示，四個磁傳感器的總磁通量分別用B_a、B_b、B_c、B_d表示，則B＝B_a+B_b-(B_c+B_d)

＝(B_Ta+B_Na)+(B_Tb+B_Nb)–(B_Tc+B_Nc)–(B_Td+B_Nd)

≈B_Ta+B_Na+B_Nb-B_Nc-B_Nd(B_Tc、B_Td遠小于其他分量)

＝B_Ta+B_Tb+(B_Na+B_Nb-B_Nc-B_Nd)

＝B_T+B_N。

一種電流測量的傳感器系統，其特征在于，其包括處于下層的帶U形凹槽的導體和處于上層的帶有四個磁傳感器的硅片，導體前方有兩個對稱U型槽第一磁傳感器放置于一個所述U型槽開口內垂直映射到上層的位置，第二磁傳感器放置于另一個所述U形凹槽開口內垂直映射到上層的位置，第三磁傳感器和第四磁傳感器放置于第一磁傳感器與第二磁傳感器之間且位于導體上方垂直映射到上層的位置。

采用本發明的系統和方法后，四個磁傳感器會同時感應到待測電流I_T磁場，通過計算并有效消除外部干擾，提高了效率，增加了信噪比，提高了抗干擾能力。

附圖說明

圖1為現有技術原理圖；