[發明專利]用于非接觸式電壓測量設備的多傳感器掃描器配置

在審

• 申請號: 201910384073.8
• 申請日: 2019-05-09
• 公開（公告）號: CN110470877A
• 公開（公告）日: 2019-11-19
• 發明（設計）人: R.施托伊爾;R.羅德里格斯
• 申請（專利權）人: 弗蘭克公司
• 主分類號: G01R15/16
• 分類號: G01R15/16;G01R19/00
• 代理公司: 72001 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 劉書航;劉春元<國際申請>=<國際公布>

本發明題為“用于非接觸式電壓測量設備的多傳感器掃描器配置”。本發明提供了用于測量絕緣導體的AC電壓、而不需要導體和測試電極之間存在流電連接的系統和方法。非流電接觸式電壓測量系統包括傳感器子系統、內部接地防護件和參考屏蔽件。共模參考電壓源電耦合在內部接地防護件和導電參考屏蔽件之間以產生AC參考電壓，該AC參考電壓使得參考電流通過導電傳感器。控制電路系統接收指示由于AC參考電壓和絕緣導體中的AC電壓而流過傳感器子系統的電流的信號，并且至少部分地基于所接收的信號來確定絕緣導體中的AC電壓。傳感器子系統包括多個傳感器，該多個傳感器被輪詢以補償導體位置，同時允許測量導體的物理特性。

背景技術。

技術領域

本公開整體涉及電壓測量設備，并且更具體地涉及用于電壓測量設備的傳感器。

相關領域的描述

電壓表是用于測量電路中的電壓的儀器。測量不止一種電特性的儀器稱為萬用表或數字萬用表(DMM)，并且用于測量服務、故障排除和維護應用通常需要的許多參數。此類參數通常包括交流(AC)電壓和電流、直流(DC)電壓和電流以及電阻或通斷性。還可以測量其他參數，諸如功率特性、頻率、電容和溫度，以滿足特定應用的要求。

對于測量AC電壓的常規電壓表或萬用表而言，需要使至少兩個測量電極或探頭與導體流電接觸，這通常需要切除絕緣電線的一部分絕緣體或提前提供測量端子。除了需要暴露的線或端子以用于流電接觸之外，將電壓表探頭接觸到剝離的線或端子的步驟可能也是相對危險的，因為存在被電擊或觸電身亡的危險。可使用“非接觸式”電壓測量設備來檢測交流(AC)電壓的存在，而不需要與電路進行流電接觸。檢測到電壓時，通過指示（諸如燈光、蜂鳴器或振動電機）警示用戶。然而，此類非接觸式電壓檢測器僅提供存在或不存在AC電壓的指示，并且不提供AC電壓的實際幅值（例如，RMS值）的指示。

因此，需要一種AC電壓測量系統，該系統提供方便而準確的電壓測量而不需要與正在被測電路進行流電接觸。

發明內容

一種用于測量絕緣導體中的交流電(AC)的設備可概括為包括：外殼；傳感器子系統，其物理耦合到外殼，其能夠選擇性地靠近絕緣導體定位而不流電接觸導體，其中傳感器子系統與絕緣導體電容耦合，傳感器子系統包括多個傳感器元件；導電內部接地防護件，其至少部分地圍繞傳感器子系統并且與傳感器子系統流電隔離，其大小和尺寸設定成保護傳感器子系統免受雜散電流的影響；導電參考屏蔽件，其圍繞外殼的至少一部分并且與內部接地防護件流電絕緣，其大小和尺寸設定成減小內部接地防護件和外部接地之間的電流；共模參考電壓源，其在操作中生成具有參考頻率的交流(AC)參考電壓，其電耦合在內部接地防護件和導電參考屏蔽件之間；信號調節電路系統，其在操作中生成指示傳導流過傳感器子系統的電流的傳感器電流信號；多個可控開關，其中的每一個用于將傳感器元件中的相應一個選擇性地電耦合到信號調節電路系統；和控制電路系統，其通信地耦合到多個開關和信號調節電路系統，其中控制電路系統在操作中：控制多個可控開關以使得傳感器元件中的一個電耦合到信號調節電路系統；接收來自信號調節電路系統的傳感器電流信號；并且至少部分地基于接收到的傳感器電流信號、AC參考電壓和參考頻率來確定絕緣導體中的AC電壓。