本发明专利技术是一种电流传感器机构，使用一种平面线圈接近于一种电流导体，以探测导体内的电流变化率（并因此，通过使用一种积分器以恢复交流电流）。该电流传感器被优化在阻止均衡外磁场，渐变外磁场和源于在接近于电流传感器的固定位置内的一个或多个导电体机构的磁场。例如可以在一种多相电度表中发现具有多个电流传感器。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电流传感领域，尤其涉及一种传感设备，用于作为测 量能量、电流及功率质量的财务电表测量的交流传感器。
技术介绍
用于电表测量的电流传感器经常受许多要求支配，它们包括1. 已定义的电路连接的排列方式2. 多个，邻近的，独立的传感器，紧密地隔开3. 对外部的交流磁场有优良的无响应力(或从邻近的导体或从尝 试到干预)4. 基本上完成对直流》兹场的无响应5. 低成本6. 宽的动态范围(代表性的> =1000: 1 )7. 优良的线性(代表性的0. 2% )定义当分析一个位于自由空间内的磁性系统的作用时，在空间的不同 空间区域中查看该系统的磁场响应的特性是非常有帮助的。近磁场是紧密邻近磁性系统的区域，这个区域磁性系统详细结构 的作用是占主导作用的。远磁场是与磁性系统的交互距离的区域，是比磁性系统自身维数 的任何一维大的多的区域。在这个区域内，》兹场响应可以通过筒单的 方程进行描述。中磁场是在这两个区域间的过渡区域，在这个区域，交互作用在 磁性系统之外，但仍在足够接近，近似于依靠磁性的具体结构。现有的传感器已公开专利US6414475和US6734661描述了电流传感器，该电 流传感器响应磁场，该磁场由流过与负载相连的导体内的电流所产 生。这些传感器均采用平面线圏结构，耦合到紧密邻近的线圏内的一 个导体内的电流所产生的f兹场。它们响应导体内电流的变化率，并且 整合后的信号与 一 个宽的动态范围电流几乎呈线性。它们获得线性是 由于它们不包含渗透性的材料，这意味着没有磁化或者渗透的材料。 由于它们不包含磁性的屏蔽，因此它们对直流磁场彻底无响应。它们 获得了均衡且倾斜的交流磁场的很好的抑制性。US6414475通过利用 一套由两个相对排列的磁性偶极组成的线圈来获得抑制性。 US6734661将两套这样的^兹极整合、彼此叠加并4氐消至它的线圈结构中。然而，这些现有的传感器都一定程度上响应电流产生的磁场，该 电流具有传感器的中磁场范围内的 一个路径。如果设备需要多于 一个 电流测量，在电流传感器之间没有一个显著的最小间隔时，系统在通 路间不能获得良好的无响应隔离。在IEC形式中，三相电流仪表，例 如要求每一相的电流测量相互独立。同时，还要求测量的三条或四条 通路的电流，通路的终端是紧密邻近的。已知的解决方案中没有能够满足上述规定的所有要求，尤其是将 多个紧密邻近的具有最小干扰的传感器放置的能力，例如可以通过多 相电仪表实现，该多相电仪表具有下端插入的电流接线端，其中分离 的电路的接线端是邻近的并紧密接近。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的之一是提供一种电流传感器，该传感器满足 上述提到的要求并且同时与邻近的导体和/或连接器的信号充分地无 响应。本专利技术描述了一种电流传感器。它使用一种新颖平面线圈结构 来测量近磁场的导体内的一个电流所产生的磁场，通过所述导体响应 电流的变化率。同时它不响应距离中心区已定义距离的 一 个路径内的一个电流产生的磁场，即在一个直接地邻近导体和传感器线圏内，也 不响应中磁场内与这些相邻近的导体和传感器线圈组件。这获得了保 持均衡且倾斜磁场的无响应，并且与现有技术相比提高远端导体所产 生的^P兹场的无响应能力。本专利技术根据多个优选实施例，使用具有相互放置的》兹中心的三个 或更多个偶极的线圏部分。这可以使内部载流导体的灵敏性的最大化得到优化。除去对均;衡且倾斜的,兹场的任何响应，它们是充分平4軒的。每个转弯部分和多个转弯部分中适当区域的偶极的选择基本排除了 在已知距离中对导体的任何响应——代表性的可获得的电流抑制比大约为10000: 1。本专利技术第一个方面的实现是一种电流传感器，包括一个线圈装 置，该线圈装置具有至少三个感应线圏部分的一个等同线圈结构，设 置于接近第 一 电流导体的位置，其特征在于所述线圏以固定关系安装 于至少一个方向朝向所述的电流导体，并且每一个感应线圈部分的磁 场中心彼此对应设置并连接，以致于一个相对于所述感应线圈产生的 在所述电流导体内的电流的信号组合响应与所述电流导体内电流的 变化率成比例，并且对于一均;衡的外交流电f兹场， 一级渐变交流电^兹 场和在相对第一导体一个设定位置内的至少一个第二载流导体内的 电流是基本上无感应的。一个第二等同感应线圈的每个转弯部围绕于一个第一等同感应线圈的每个转弯部，并且一个第三等同感应线圏的每个转弯部围绕于 所述第 一和第二等同感应线圈的每个转弯部。所述三个或多个等同感应线圈系列地连接在一起并且设置，以使得在线圏装置(6)中由一个均衡交流电磁场在每个线圈中导出的电磁场力基本上合计为零。所述载流导体的至少 一部分基本呈发夹形，以致于由所述导体内 的电流产生的磁场比从类似尺寸的 一个直的导体产生的磁场随着距 离衰减得更快。第 一载流导体从所述导体内的电流产生的磁场比类似尺寸的一 个直的导体内从电流产生的磁场随着距离衰减得更快。所述三个或多个等同感应线圏位于一个或多个平面内，该平面基 本上相互平行。所述等同感应线圏设置于一个大体上的平面支撑件上 或其内部。每个等同感应线圈包括多个转弯部。所述三个或多个等同 感应线圈中的每一个具有不同的转弯面积。考虑到转弯面积产品的符号所产生的线圏的感应，所述三个或多 个等同感应线圏的转弯面积的总和基本上为零。一个等同感应线圈的 一个转弯面积基本上等于其他两个感应线 圏的转弯面积的总和。所述等同感应线圈在一个印刷线路板上的一个或多个层上构成。所述印刷线路板还包括设置于所述导体和所述三个或多个等同 感应线圈之间的静电屏蔽层。所述第一电流导体形成于所述印刷线路板的一个或多个层上。所述印刷线路板还具有信号修整或者设置于一个或多个表面上 的其他电子部件。本专利技术的另一方面，根据上述第一方面的描述，提供了一种传感 器装置，其中所述的装置是永久地优选地设置的，以致于对于在直接 相邻的一个或多个传感器内，每个单独的传感器对电流的响应大体上 为零。该装置的进一步特征在于在每个其他的传感器中，各个传感器对 于电流的响应大体上为零。本专利技术的再一个方面是提供了根据本专利技术第一方面内容的一种 所述的瓦特时电表，至少具有一个传感器和至少测量电能、电功率和 电流中的一种的装置。电表还包括一个用于对一个外部装置进行通信 测量的通信装置。附图说明通过实施例对本专利技术进行具体描述，涉及到的附图如下 图1为通过本专利技术一具体实施例描述载流导体(母线)设计生成 一偶极磁场，并适用于一三相IEC形式的 电表，图2为图1中垂直于该母线平面的磁场横截面图，由放置于距该母线在所提供的X轴上以毫米为单位的距离的一个相似的母线中的电 流生成，沿该母线平面的方向但垂直于该母线之间的缝隙，图3为本专利技术的一具体实施例，使线圏最优化的测量母线中的电 流，同时防止来自临近母线中电流的干扰和^f兹场源的互相干扰， 图4为线圏排列的响应与母线场匹配， 图5为放置在母线上的线圏的一部分，图6为图5中线圈对于载流母线的响应，母线从线圈结构的中心 在所提供的x轴上以毫米为单位的距离设置，图7为放置在母线上的线圈的一个第二部分，图8为图7中线圏对于载流母线的响应，母线从线圈结构的中心 在所提供的x轴上以毫米为单位的距离设置，图9为放置在母线上的线圏的一个第三部分，图IO为图9中线圈本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电流传感器，包括一个线圈装置（６），该线圈装置具有至少三个感应线圈部分（７，８，９）的一个等同线圈结构，设置于接近一电表内的一电流导体（１）的位置，其特征在于所述的感应线圈以固定关系安装于至少一个方向朝向所述的电流导体（１），并且每一个感应线圈部分（７，８，９）的磁场中心彼此对应设置，并且所述的感应线圈部分彼此相互连接，以致于一个相对于所述感应线圈产生的在所述电流导体内的电流的信号组合响应与所述电流导体内电流的变化率成比例，并且对于一均衡的外交流电磁场，一级渐变交流电磁场和在所述电表内至少一个其他的载流导体（１１）内的电流是基本上无感应的；所述其他的载流导体位于一个相对于所述线圈装置（６）限定的位置。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：马修EM斯托基，
申请(专利权)人：森泰克有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]
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