[發明專利]無集磁鐵芯的鉗形電流表及自動平衡調整方法

在審

• 申請號: 202110203376.2
• 申請日: 2021-02-24
• 公開（公告）號: CN112964928A
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 楊志凌;黃偉梁;洪少林;黃雕
• 申請（專利權）人: 優利德科技（中國）股份有限公司
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25;G01R15/20;G01R35/00
• 代理公司: 東莞市興邦知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 44389
• 代理人: 馮思婷

本發明提供了一種無集磁鐵芯的鉗形電流表及自動平衡調整方法，無集磁鐵芯的鉗形電流表，包括：鉗頭組件；若干隧道磁電阻組，其具有兩兩相對地嵌于鉗頭組件中的第一隧道磁電阻、第二隧道磁電阻，以根據被測電流分別獲取多組一正一負的正感應電壓、負感應電壓；信號處理裝置，其與若干隧道磁電阻組連接，用于依次對正感應電壓、負感應電壓進行差分放大、加法運算及模數轉換處理。提供了較大的有效測量區域，消除了外界干擾磁場對測量結果的干擾；其頻帶可達0～100kHz；并可測量mA級別至1000A以上的電流；再由于兩兩相對的第一隧道磁電阻、第二隧道磁電阻及平衡調整，避免了測量位置的附加誤差，解決了無集磁芯便無法直接測量直流電流的問題。

技術領域

本發明涉及鉗形電流表技術領域，具體涉及一種無集磁鐵芯的鉗形電流表及自動平衡調整方法。

背景技術

鉗形電流表是理想的非接觸式測量電流的工具；目前，市場上的鉗形電流表主要有三種方式實現：

一是使用集磁鐵芯結合霍爾元件方案，可以測量ACA(交流電流)和DCA(直流電流)；

二是使用帶集磁鐵芯的線圈方案，基于法拉弟原理測量電流；

三是使用無集磁鐵芯的空芯線圈方案。

但本申請發明人在實現本申請實施例中發明技術方案的過程中，發現上述技術至少存在如下技術問題：

使用帶集磁鐵芯的線圈方案，它的最大缺點是不能直接測量DCA；使用無集磁鐵芯的空芯線圈方案，由于沒有集磁鐵芯，致使鉗表靈敏度低，同樣不能直接測量DCA；

此外，使用集磁鐵芯結合霍爾元件方案及使用帶集磁鐵芯的線圈方案還存在共同的缺點：鐵芯的磁飽和和渦流現象成為鉗表幅度線性范圍和頻帶線性范圍的瓶頸，鐵芯的磁飽現象致使更高的測量范圍需要更大的鐵芯，不利于使用。而渦流現象使得鉗表不能準確測量更高頻率的電流。同時，這些鉗表由于開口漏磁和器件參數不完全一致，造成測量區域內不同位置的測量結果偏差較大，也就是說存在較大測量位置的附加誤差；同樣的，使用無集磁鐵芯的空芯線圈方案，由于開口和線圈繞制不均勻，同樣也存在較大測量位置的附加誤差。

發明內容

鑒于上述測量位置的附加誤差過大、及無集磁芯便無法直接測量直流電流的問題，提出了本發明以便提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的無集磁鐵芯的鉗形電流表及自動平衡調整方法。

依據本發明的一個方面，提供一種無集磁鐵芯的鉗形電流表，包括：

鉗頭組件；

若干隧道磁電阻組，其具有兩兩相對地嵌于所述鉗頭組件中的第一隧道磁電阻、第二隧道磁電阻，以根據被測電流分別獲取多組一正一負的正感應電壓、負感應電壓；

信號處理裝置，其與若干所述隧道磁電阻組連接，用于依次對所述正感應電壓、負感應電壓進行差分放大、加法運算及模數轉換處理。

優選的，所述信號處理裝置包括：

差分放大電路，其與所述隧道磁電阻組連接，用于對所述正感應電壓、負感應電壓進行差分放大處理，使所述正感應電壓、負感應電壓轉化為第一對地電壓、第二對地電壓；

加法電路，其與所述差分放大電路連接，用于對所述第一對地電壓、第二對地電壓執行加法運算，以獲得結果電壓；

A/D轉換電路，其與所述加法電路連接，用于將所述結果電壓轉換為結果信息輸出，所述結果信息為數字信號。

優選的，所述信號處理裝置還包括平衡調節電路，該平衡調節電路包括：

第一差分放大器，其與所述差分放大電路連接，用于放大處理所述第一對地電壓、第二對地電壓；

若干電壓調節組件，其輸入端與所述差分放大電路連接，其輸出端與所述加法電路連接；