[實用新型]一種兩線制霍爾式電流變送器

有效

• 申請號: 201820664662.2
• 申請日: 2018-04-28
• 公開（公告）號: CN208043907U
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發明（設計）人: 王勇;石蕊;熊智新;呼延浩然;王齡松
• 申請（專利權）人: 南京林業大學
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種兩線制霍爾式電流變送器，其特征在于：該變送器主要由C形磁環(1)、霍爾傳感器(2)、差動放大電路(3)、V/I轉換電路(4)、零點量程調整電路(5)、兩線制輸出回路(6)及共模阻容網絡(7)組成，被測電流I_m穿過C形磁環(1)，霍爾傳感器(2)安裝于C形磁環(1)的氣隙中，霍爾傳感器(2)的電壓輸出端接至差動放大電路(3)，且零點量程調整電路(5)的輸出端接至差動放大電路(3)，差動放大電路(3)的輸出端接至V/I轉換電路(4)的輸入端，V/I轉換電路(4)的輸出端接至兩線制輸出回路(6)，并且V/I轉換電路(4)的恒流源輸出端接至霍爾傳感器(2)的激勵信號輸入端，V/I轉換電路(4)恒壓源輸出端接至差動放大電路(3)及零點量程調整電路(5)的電源端，共模阻容網絡(7)接在霍爾傳感器(2)的激勵電流返回端與V/I轉換電路(4)的恒壓源及恒流源返回的參考地端之間。

2.根據權利要求1所述的一種兩線制霍爾式電流變送器，其特征在于：測量過程中，穿過C形磁環(1)的被測電流I_m在磁環中產生與被測電流I_m大小成正比的環形磁場，該磁場垂直穿過霍爾傳感器(2)，且霍爾傳感器(2)通入由V/I轉換電路(4)提供的激勵電流，故霍爾傳感器(2)的電壓輸出端輸出與被測電流I_m成正比的微弱電壓信號，該電壓信號經過差動放大電路(3)進行放大后輸入至V/I轉換電路(4)，V/I轉換電路(4)將輸入電壓信號轉換為4～20mA電流，并由兩線制輸出回路(6)進行信號傳輸，且零點量程調整電路(5)輸出的調整信號輸入至差動放大電路(3)，可以對電流測量的零點和量程進行調整，并且V/I轉換電路(4)輸出恒流源為霍爾傳感器(2)提供激勵電流信號，該恒流源從霍爾傳感器(2)的激勵電流返回端流出后再流經共模阻容網絡(7)而產生的壓降為差動放大電路(3)提供一定的共模輸入電壓，V/I轉換電路(4)輸出恒壓源為零點量程調整電路(5)和差動放大電路(3)提供工作電源。

3.根據權利要求1所述的一種兩線制霍爾式電流變送器，其特征在于：所述C形磁環(1)采用鋅錳鐵氧體磁環，磁環沿徑向開有2mm氣隙，所述霍爾傳感器(2)采用TO-92封裝線性霍爾傳感器HG-302C，薄片狀的霍爾傳感器(2)平行安裝于C形磁環(1)的氣隙中央。

4.根據權利要求1所述的一種兩線制霍爾式電流變送器，其特征在于：所述差動放大電路(3)由高精度、低功耗儀表放大器AD627構成，霍爾傳感器(2)的差動電壓輸出信號接至AD627的差分輸入端。

5.根據權利要求1所述的一種兩線制霍爾式電流變送器，其特征在于：所述零點量程調整電路(5)中的零點調整電路由分壓電阻、電位器及低功耗運算放大器MAX4480構成的跟隨器組成，且跟隨器的輸出端接至AD627輸出基準端；零點量程調整電路(5)中的量程調整電路由電位器構成，該電位器直接接至AD627的放大倍數調整電阻接入端。

6.根據權利要求1所述的一種兩線制霍爾式電流變送器，其特征在于：所述V/I轉換電路(4)由電壓/電流變換芯片XTR105構成，其將輸入電壓線性地轉換為4～20mA電流進行輸出，同時該芯片輸出2路0.8mA恒流源，將2路恒流源并聯后輸入至霍爾傳感器(2)，作為霍爾傳感器(2)的激勵電流源，該芯片還輸出1路5.1V、1mA容量的恒壓源，作為差動放大電路(3)及零點量程調整電路(5)的工作電源。

7.根據權利要求1所述的一種兩線制霍爾式電流變送器，其特征是：所述差動放大電路(3)、零點量程調整電路(5)的總功耗極低，變送器內部工作回路的總電流小于4mA，從而可以實現以4mA為測量零點的兩線制電流輸出。