提供一种用于检测导体中的电流的传感器装置。传感器包括：非磁性衬底，其限定构造成在其中接收导体的孔口；线圈，其包括围绕衬底的至少一部分卷绕的多个匝圈；以及壳体，其用于包封衬底和线圈。壳体包括：介电材料，其具有介电常数，并定位邻近线圈，并且至少部分在孔口内，使得当穿过孔口接收导体时介电材料布置在线圈和导体之间；以及至少一个撑杆，其联接至孔口以有助于维持线圈相对于导体的位置，其中撑杆中的每一个偏置于介电材料而定位，使得撑杆中的每一个不在线圈和导体之间径向延伸。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术的领域大体上涉及传感器装置和方法，并且更具体地，涉及感测穿过导体 的电流。
技术介绍
至少一些已知的电度表用于测量从电源供应至用户的电力。为了能够精确地测量 供应至用户的能量数额，电度表常常包括一个或更多个传感器装置以感测流过电源与用户 之间的导体的电流。当包括在电度表中时，传感器装置意图在运行的电压和/或电流范围 内精确地工作。 各种已知的电流传感器装置在电度表中使用。例如，至少一些已知的变压式传感 器装置包括在其上卷绕有磁线以感测流过导体的电流的磁芯。然而，包括变压器的电流传 感器装置通常已知是体积庞大且昂贵的。带有磁芯的电流传感器装置易受外部磁场影响。 暴露于外部磁场降低了磁芯电流传感器装置的精确度，在一些情形中精确度可降低至电流 装置仅记录电流装置应当感测到的电流的8%那样小的程度。温度循环也可影响电流传感 器的磁芯，且引起降低电流传感器的精确度的磁性漂移。 已知的电流传感器装置的另一示例是罗氏（Rogowski)线圈。罗氏线圈包括线圈 并且通常小于变压式传感器装置。然而，已知的是罗氏线圈在一电压范围内的低电流和/ 或高电流状态期间仅提供受限的精确度。结果，在制造期间，带有已知罗氏线圈的电度表常 常经历多个校准过程以最大限度地减小这些不精确性的影响。尽管这些重复的校准过程可 减少此类传感器装置的不精确性，但这些过程也增加了电度表的制造时间和成本。
技术实现思路
在一个实施例中，提供了一种用于检测导体中的电流的传感器装置。传感器包括： 非磁性衬底，其限定构造成在其中接收导体的孔口；线圈，其包括围绕衬底的至少一部分卷 绕的多个匝圈；以及壳体，其用于包封衬底和线圈。壳体包括：介电材料，其具有介电常数 并定位邻近线圈，并且至少部分在孔口内，使得当穿过孔口接收导体时介电材料布置在线 圈和导体之间；以及至少一个撑杆，其联接至壳体的孔口以有助于维持线圈相对于导体的 位置，其中撑杆中的每一个偏置于介电材料而定位，使得撑杆中的每一个不在线圈和导体 之间径向延伸。 在另一个实施例中，提供了一种用于将电能从电源传输至用户的电度表。电度表 包括：第一传感器装置，其至少部分地定位在第一导体周围以感测流过第一导体的电流且 输出代表感测电流的信号；以及表控制板，其与第一传感器装置连通来接收代表来自第一 传感器装置的感测电流的信号，并且确定随着时间的推移而穿过导体从电源传输至用户的 电量。第一传感器装置包括：非磁性衬底，其限定构造成在其中接收第一导体的孔口；线 圈，其包括围绕衬底的至少一部分卷绕的多个匝圈；以及壳体，其用于包封衬底和线圈。壳 体包括：介电材料，其具有介电常数并定位邻近线圈，并且至少部分在孔口内，使得当穿过 孔口接收第一导体时介电材料布置在线圈和第一导体之间；以及至少一个撑杆，其联接至 壳体的孔口以有助于维持线圈相对于第一导体的位置，其中撑杆中的每一个偏置于介电材 料而定位，使得撑杆中的每一个不在线圈和第一导体之间径向延伸。第一传感器装置相对 于第一导体定位以因此降低第一传感器装置的敏感度，使得表控制板仅包括一个校准系数 以用于在电流范围内校准第一传感器装置，其中电流范围为约0. 2A到约25000A。 在又另一个实施例中，提供了一种制造用于电能从电源传输至用户的电度表的方 法。方法包括提供至少部分地定位在第一导体周围的传感器装置，以感测流过第一导体的 电流且输出代表感测电流的信号，其中提供第一传感器装置包括：形成线圈，线圈包括围绕 非磁性衬底卷绕的多个匝圈，其中线圈限定孔口，第一导体穿过孔口被接收；并且将线圈和 衬底包封在壳体中。包封在壳体中包括：将介电定位邻近线圈，并且至少部分在孔口内，使 得当穿过孔口接收第一导体时介电材料布置在线圈和第一导体之间；以及将至少一个撑杆 定位在壳体的孔口以有助于维持线圈相对于第一导体的位置，其中撑杆中的每一个偏置于 介电而定位，使得撑杆中的每一个不在线圈和第一导体之间径向延伸。方法进一步包括：将 表控制板与第一传感器装置连接以接收代表来自第一传感器装置的感测电流的信号，并且 确定随着时间的推移而穿过第一导体从电源传输至用户的电量；以及将第一传感器装置相 对于第一导体定位以因此降低传感器装置的敏感度，使得表控制板仅包括一个校准系数以 用于在电流范围内校准传感器装置，其中电流范围为约〇. 2A到约25000A。 本专利技术的第一技术方案提供了一种用于检测导体中的电流的传感器装置，前述传 感器装置包括：非磁性衬底），其限定构造成在其中接收导体的孔口；线圈，其包括围绕前 述衬底的至少一部分卷绕的多个匝圈；以及壳体，其用于包封前述衬底和线圈，前述壳体包 括：介电材料，其具有介电常数并定位邻近前述线圈，并且至少部分在前述孔口内，使得当 穿过前述孔口接收前述导体时前述介电材料布置在前述线圈和前述导体之间；以及至少一 个撑杆，其联接至前述壳体的前述孔口以有助于维持前述线圈相对于前述导体的位置，其 中前述撑杆中的每一个偏置于前述介电材料而定位，使得前述撑杆中的每一个不在前述线 圈和前述导体之间径向延伸。 本专利技术的第二技术方案是在第一技术方案中，前述壳体进一步包括：第一部分； 以及第二部分，其中前述第二部分联接至前述第一部分以在其中包封前述线圈，其中第一 部分和第二部分重叠以形成搭接接头。 本专利技术的第三技术方案是在第二技术方案中，前述第二部分包括至少一个夹子， 并且前述第一部分包括至少一个保留部分，其中前述至少一个夹子联接至前述至少一个保 留部分以将前述第一部分联接至前述第二部分，并且其中当前述前述第一部分联接至第二 部分时，前述至少一个夹子与第一部分齐平。 本专利技术的第四技术方案是在第一技术方案中，壳体进一步包括定位在前述介电材 料和前述线圈之间的环氧树脂，使得前述环氧树脂将前述线圈附接至前述介电材料。 本专利技术的第五技术方案是在第四技术方案中，前述环氧树脂是高温环氧树脂，并 且能够在室温下固化。 本专利技术的第六技术方案是在第一技术方案中，壳体进一步包括至少一个旋转定位 器，前述至少一个旋转定位器被定位以防止传感器装置在前述导体周围旋转。 本专利技术的第七技术方案是在第一技术方案中，前述非磁性衬底包括多个绕线筒， 其中前述多个绕线筒限定前述孔口，并且前述线圈包括围绕前述多个绕线筒中的每一个卷 绕的多个匝圈。 本专利技术的第八技术方案是在第一技术方案中，前述介电材料包括第一侧面和第二 侧面，其中前述第一侧面限定前述孔口并且布置在前述导体和前述线圈之间，并包括第一 厚度，其中前述第二侧面垂直于前述第一侧面，包括第二厚度，其中前述第二厚度小于前述 第一厚度，其中前述第二侧面沿边缘附接至前述第一侧面，并且前述边缘相对于前述第一 侧面和前述第二侧面是成斜面的，并且前述边缘包括边缘厚度，其中前述边缘厚度在前述 第一厚度和前述第二厚度之间变化。 本专利技术的第九技术方案提供了一种用于将电能从电源传输至用户的电度表，前述 电度表包括：第一传感器装置，其至少部分地定位在第一导体周围以感测流过前述第一导 体的电流且输出代表前述感测电流的信号，前述第一传感器装置包括：非磁性衬底，其限定 构造成在其中接收前述第一导体的孔口；线圈，其包括围绕前述衬底的至少一部分卷绕的 多个匝圈；以及壳体，其用于包封前述衬本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于检测导体(114)中的电流的传感器装置(112)，所述传感器装置(112)包括：非磁性衬底(202)，其限定构造成在其中接收导体(114)的孔口(210)；线圈(204)，其包括围绕所述衬底(202)的至少一部分卷绕的多个匝圈；以及壳体(312)，其用于包封所述衬底(202)和线圈(204)，所述壳体(312)包括：介电材料(208)，其具有介电常数并定位邻近所述线圈(204)，并且至少部分在所述孔口(210)内，使得当穿过所述孔口(210)接收所述导体(114)时所述介电材料(208)布置在所述线圈(204)和所述导体(114)之间；以及至少一个撑杆(316)，其联接至所述壳体(312)的所述孔口(210)以有助于维持所述线圈(204)相对于所述导体(114)的位置，其中所述撑杆(316)中的每一个偏置于所述介电材料(208)而定位，使得所述撑杆(316)中的每一个不在所述线圈(204)和所述导体(114)之间径向延伸。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：S·L·比茨，S·S·查马蒂，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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