[發(fā)明專利]一種基于霍爾元件的鉗式電流測量器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810253037.3
• 申請日: 2018-03-26
• 公開（公告）號: CN108267621A
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賴俊駒;胡金磊
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東電網(wǎng)有限責任公司清遠供電局
• 主分類號: G01R1/22
• 分類號: G01R1/22;G01R15/20;G01R15/18;G01R19/25
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

本發(fā)明公開了一種基于霍爾元件的鉗式電流測量器，包括霍爾鉗頭、采樣電阻和控制模組，其中，霍爾鉗頭通過霍爾元件測量電流，得到采樣電流；采樣電阻將采樣電流轉(zhuǎn)化為采樣電壓；控制模組將采樣電壓進行信號處理，得到測量電流的數(shù)值；其連接關(guān)系如下：被測的導(dǎo)線上穿過霍爾鉗頭，霍爾鉗頭的輸出端與采樣電阻的一端電連接；采樣電阻的另一端與控制模組的輸入端電連接。本發(fā)明的有益效果：1.采用改進的齒狀咬合的鉗口形狀，可以避免鉗口開口處氣隙尺寸飄忽不定導(dǎo)致整個磁路磁阻不穩(wěn)定進而影響精度校正的問題；2.霍爾芯片被置于兩個四分之一圓形磁芯的中間，氣隙尺寸固定，精度誤差穩(wěn)定，修正容易。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電流測量領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于霍爾元件的鉗式電流測量器。

背景技術(shù)

電流的測量方法很多，常見的有分流器、互感器、霍爾效應(yīng)傳感器、磁放大式電流比較儀、磁調(diào)制式電流比較儀等。在電工技術(shù)領(lǐng)域進行電流測量時，往往需要準確、快速且便捷地實現(xiàn)電流的測量。在工程現(xiàn)場應(yīng)用時，如果需要將電路切斷后才能將電流測量裝置接入進行測量，費時費力且不安全，尤其是在測量正常運行的電力裝置的電流時不符合相關(guān)安規(guī)標準。此時，使用鉗式電流測量裝置就方便多了，可以在不切斷電路的情況下來測量電流。

基于霍爾效應(yīng)的鉗式電流測量裝置是當前使用較為廣泛的一種電流測量器。基于霍爾效應(yīng)的電流鉗在磁芯中加工一個氣隙放置霍爾元件。利用霍爾元件測量氣隙中的磁感應(yīng)強度，根據(jù)控制方式不同，有開環(huán)和閉環(huán)兩種類型。開環(huán)霍爾型使用線性度較好的霍爾元件，霍爾元件輸出電壓正比于被測電流。閉環(huán)霍爾型使用零磁通技術(shù)，磁芯上有補償線圈。當初級有被測電流在磁芯中產(chǎn)生磁通時，霍爾元件檢測磁芯中的磁感應(yīng)強度，通過負反饋將此誤差電壓轉(zhuǎn)換為電流驅(qū)動補償線圈，抵消磁芯中的磁通，最終被測電流與補償線圈產(chǎn)生的磁通量大小一致方向相反，通過測量補償線圈的電流即可按照匝數(shù)比換算出被測電流。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種新的基于霍爾元件的鉗式電流測量器，本發(fā)明采用改進的齒狀咬合的鉗口形狀，可以避免鉗口開口處氣隙尺寸飄忽不定導(dǎo)致整個磁路磁阻不穩(wěn)定進而影響精度校正的問題；其次，霍爾芯片被置于兩個四分之一圓形磁芯的中間，氣隙尺寸固定，精度誤差穩(wěn)定，修正容易。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種基于霍爾元件的鉗式電流測量器，包括霍爾鉗頭、采樣電阻和控制模組，其中，

所述的霍爾鉗頭通過霍爾元件測量電流，得到采樣電流；

所述的采樣電阻將采樣電流轉(zhuǎn)化為采樣電壓；

所述的控制模組將采樣電壓進行信號處理，得到測量電流的數(shù)值；

其連接關(guān)系如下：

被測的導(dǎo)線上穿過霍爾鉗頭，所述的霍爾鉗頭的輸出端與采樣電阻的一端電連接；

所述的采樣電阻的另一端與控制模組的輸入端電連接。

本發(fā)明工作過程如下：

將被測導(dǎo)線穿過霍爾鉗頭，霍爾鉗頭通過霍爾元件對被測導(dǎo)線進行測量，得到采樣信號，采樣信號經(jīng)過采樣電阻轉(zhuǎn)為采樣電壓，控制模組將采樣電壓進行信號處理，得到被測導(dǎo)線的電流的數(shù)值。

在一種優(yōu)選的方案中，所述的霍爾鉗頭包括第一活動鉗頭和第二活動鉗頭，且所述的第一活動鉗頭的鉗口端設(shè)置有齒狀結(jié)構(gòu)，所述的第二活動鉗頭的鉗口端設(shè)置有齒狀結(jié)構(gòu)，且第一活動鉗頭的齒狀結(jié)構(gòu)與第二活動鉗頭的齒狀結(jié)構(gòu)相對，通過互相咬合的方式進行連接組成環(huán)形鉗頭。

在一種優(yōu)選的方案中，所述的霍爾鉗頭還包括霍爾元件電路、霍爾供電電路和感應(yīng)線圈，其中，

所述的霍爾元件電路用于將霍爾元件的感應(yīng)信號進行放大，得到采樣電流，其中的霍爾元件設(shè)置在第一活動鉗頭或者第二活動鉗頭，且霍爾元件與鉗口相距的角度是90度；