[發明專利]一種空芯線圈感測互補裝置、鉗形萬用表及其制備方法

有效

• 申請號: 202110652540.8
• 申請日: 2021-06-11
• 公開（公告）號: CN113436856B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 薛運林;黃雕;薛淦文;楊志凌
• 申請（專利權）人: 優利德科技（中國）股份有限公司
• 主分類號: H01F27/28
• 分類號: H01F27/28;H01F27/30;H01F38/00;G01R15/12
• 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

本發明公開一種空芯線圈感測互補裝置，其包括兩組并聯的繞組線圈，繞組線圈包括異形空芯骨架及空芯線圈；異形空芯骨架包括第一骨架加粗部、中間骨架及第二骨架加粗部，第一骨架加粗部、第二骨架加粗部的截面直徑均大于中間骨架的截面直徑；空芯線圈包括第一區間、第二區間及第三區間，第一區間、第三區間的感測電流信號均大于第二區間的感測電流信號；還公開一種具有空芯線圈感測互補裝置的鉗形萬用表及其制備方法。本發明將異形空芯骨架兩端部的結構改良設計加粗，進而獲取具有相應結構的空芯線圈，提升兩端部互感信號的電壓強度，彌補了空芯線圈因無鐵芯的導磁作用而存在“漏磁切面口”，以導致在實際測量時內部各處存在較大的位置誤差的問題。

技術領域

本發明涉及鉗形萬用表技術領域，具體涉及一種空芯線圈感測互補裝置、鉗形萬用表及其制備方法。

背景技術

由于空芯線圈不含磁飽和元件，故其沒有磁性，即沒有磁芯損耗，電感值也不受流過電流的影響，所以其響應頻帶寬比較傳統帶鐵芯的互感器更高(一般為0.1Hz-1MHz)，且在磁場互感的曲線是線性的，具有低失真、不會飽和的特性。基于此，近年來分別將空芯線圈、羅氏線圈、韓氏線圈等相繼引入測量儀器產品中，而不同種類的線圈各自有不同的優勢和缺點：

1)空芯線圈，由漆包線在空芯管平繞而成，制作工藝簡單，成本低；但缺點是存在測量位置差，指標上需通過增加附件誤差來引導客戶的使用提示。

2)羅氏線圈，第一工序先將漆包線在絕緣電線管均勻平繞，第二工序再繞屏蔽層，第三工序包裝固定透明膠紙，第四工序再增加纖維帶包繞，第五工序包封軟性外套，制成閉合環路線圈；其制作工藝復雜，成本太高(是空芯線圈的10多倍)，且結構上不適用于扳合式的鉗表產品

3)韓氏線圈，第一工序先將漆包線制成多個單體的空芯繞組，第二工序采用軟磁粉末和聚合物等混合膠體固化單體繞組，第三工序再將多個相同的繞組連接起來，第四工序通過柔性PCB的導接，第五工序包封軟性外套，形成閉合環路線圈；其制作工藝復雜，成本太高(是羅氏線圈的5倍)，且結構上不適用于扳合式的鉗表產品

在電子電工應用領域中，扳合式鉗頭結構的鉗形萬用表更便利于實地操作，方便移動和靈活應用于任何測量場景，更切合用戶輕便易攜帶的需求；而類似于羅氏線圈或韓氏線圈均為閉合環路線圈結構，操作上并不適用于扳合式鉗表，最適合安裝在固定的場景監測使用；

以上無論是空芯線圈、羅氏線圈或韓氏線圈，它們的特出點對比電磁式或霍爾式線圈的區別就是沒有鐵芯的設計；但由于沒有鐵芯作為磁傳導體，導致切面位置漏磁明顯，以致電流互感器的位置偏差大，不能滿足互感器在整個截面磁場均勻分布的需求。環形式結構的線圈繞組只有一個漏磁切面口，而扳合式的鉗形表的線圈繞組則有2個漏磁切面口，故其漏磁比較前者更大；目前市場應用方案中并沒有針對解決這個問題的有效對策，只能在產品說明書上提示，測量電流時的準確度以中心為準，如被測電流導體偏離鉗頭中心時，需附加2％(或更大的百分比值)的位置誤差指標。

參見圖4，針對傳統的空芯線圈感測互補裝置，當在繞組線圈中通過交流電流時，其周圍將呈現出隨時間而變化的磁力線，該變化的磁力線在繞組線圈的兩端會產生感應電勢，此感應電勢幅度會隨著電流導體與繞組線圈之間距離的不同而不同；根據電感線圈的感測原理，當電流導體近距離接近繞組線圈時，其感應電勢幅度最強，反之距離遠時的感應電勢弱；目前所有鉗表產品的校準點都以軸中心(如圖4中的A區)作基礎數據進行校準的，而B區則通過加法器輸入電路的VR1調整，以調節左右輸入信號進入積分器的平衡度，但鉗頭頂部C區和底部C區是無法校準的，此類裝置的切面口磁路漏失，二次感測到的電壓信號最弱，導致傳送給積分器電路的信號大小不一，因此無法避免測量位置差。

發明內容

為了克服上述技術問題，本發明公開了一種空芯線圈感測互補裝置；還公開了一種具有空芯線圈感測互補裝置的鉗形萬用表；以及公開了一種具有空芯線圈感測互補裝置的鉗形萬用表的制備方法。

本發明為實現上述目的所采用的技術方案是：