非接触式测量电流的装置制造方法及图纸

一种非接触式测量电流的装置，是克服传统的接触式测量电流装置测量电流所存在的使用不便，测量精度不高，体积大等缺点的非接触式测量电流的装置，包括：探头；置于探头上的巨磁电阻型电压传感器；一端与探头上安装巨磁电阻型电压传感器的部位连接，另一端具有一手柄盖的中空管体的手柄，手柄内置有巨磁电阻型电压传感器的工作电源，巨磁电阻型电压传感器的两个工作电压端分别连接工作电源的两个输出端，巨磁电阻型电压传感器的两个输出端分别连接引出导线，两根引出导线由手柄盖的孔洞中从手柄内引出；测量端分别与两根引出导线连接的电压表，测出被测电流值对应的电压值。本实用新型专利技术具有使用便捷、安全，测量精度高，体积小，制造成本低的效果。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种测量电流的装置，尤其是指一种适用于工业设备中测 量大电流的非接触式测量电流的装置。
技术介绍
传统的测量电流的电流表是采用霍尔元件，直接在电线上测量电流，这种 测量方式不够便捷、安全，测量的电流精度不高，测量仪器本身的体积较大， 制造成本高，尤其在大型工业设备中测量大电流时，更体现其上述的缺点。目前，巨磁电阻的技术已被应用到有关领域中使用。例，应用"巨磁电阻"效应制成的硬盘已经缩小到了一张邮票的大小，但是它的存储能力却提高了 50 倍。釆用巨磁电阻制造的产品具有小型化，廉价化等优点。"磁电阻"效应是指在一定磁场下磁性金属和合金材料的电阻值会发生变 化，所谓"巨磁电阻"效应，是指磁性金属和合金材料的器件在极弱的磁场变 化时可以造成明显的电阻值变化，变化的幅度比通常磁性金属与合金材料的磁 电阻数值高IO余倍，从而该器件可以成为读取磁性介质内所存储的数据并将其 转化为电流信号的理想工具。关于巨磁电阻的结构参见图1,图l为巨磁电阻器件的结构原理图。 巨磁电阻器件由4个相同材料且阻值严格相等(阻值设为R)的巨磁电阻Rl-R4接成直流电桥结构，如图所示。其中R4和R2有坡莫合金层屏蔽层，其阻 值不随外界磁场变化，而Rl和R3阻值是随外界磁场的变化而变化的巨磁电阻， 巨磁电阻器件具有工作电压端V+和V-以及具有输出端Vout和G。若将工作电 压端V+和V-间开路，将输出端Vout和G之间作为待测器件电阻的两端，那 么R1和R4的串联电阻阻值为R+R+AR1=2R+AR1,其中R为与磁场无关的 原单个电阻的阻值，而AR1为存在的外磁场B的强度变化时，单个巨磁电阻 R1—的电阻改变量。同样，此时R2和R3的串联电阻值为R3+R2 =2R+aR3， 而AR3为存在外磁场变化时，单个巨磁电阻R3的电阻改变量，由于R1和R33是由相同材料且阻值严格相等的材料制成，因此ARl- AR3= AR= R(B)-R。 这样，Vout和0间的总电阻(R总)=R+AR/2。其中AR-R(B)-R ，而R 是固定的值，R(B)分别为随外磁场B的强度变化有关的Rl、 R3的电阻值。由 此可知，由于R是固定的，所以只需测量出巨磁电阻器件的总电阻(R总)便 可求得外磁场B的强度。此类巨磁电阻器件具有如下特点磁电阻率AR/R与对外磁场的响应呈线 性关系，频率特性好；低饱和场，工作磁场小；电阻随磁场变化迅速,搡作磁通 小，灵敏度高；利用层间转动磁化过程能有效地抑制Barkhausen噪声，信噪比高。
技术实现思路
本技术的目的是克服传统的接触式测量电流装置测量电流所存在的缺 点，舉供一种应用巨磁电阻器件制成的测量电流时具有使用便捷、安全，测量 精度髙，体积小，制造成本低的非接触式测量电流的装置。本技术的目的是这样实现的一种非接触式测量电流的装置，包括探头；巨磁电阻型电压传感器，置于所述探头上；手柄，是一端与所述探头上安装巨磁电阻型电压传感器的部位连接、另一 端具有一手柄盖的中空管体，手柄的中空管体内置有巨磁电阵型电压传感器的工作电源，巨磁电阻型电压传感器的两个工作电压端分别连接所述巨磁电阻型 电压传感器的工作电源的两个输出端，巨磁电阻型电压传感器的两个输出端分 别连接引出导线，两根引出导线由所述手柄盖的孔洞中从手柄内引出；电压表，其测量端分别与所述两根引出导线连接，测量被测电流值对应的 电压值。本技术的效果本技术的非接触式测量电流的装置由于是采用巨磁电阻器件制成的一 种非接触式测量电流的装置，因此具有使用便捷、安全，测量精度高，体积小， 灵敏度高，信噪比高以及制造成本低的优点，特别适用于作为工业设备中测量大电流的装置。本技术具有较大的使用及商业价值。为进一步说明本技术的上述目的、结构特点和效果，以下将结合附图 对本技术进行详细说明。附图说明图l为巨磁电阻器件的结构原理图2为本技术的非接触式测量电流的装置的结构图3本技术的非接触式测量电流的装置的电原理结构图4为本技术的非接触式测量电流的装置的使用状态图。具体实施方式以下结合附图对本技术的非接触式测量电流的装置的具体实施方式进 行详细说明。本技术的非接触式测量电流的装置的结构参见图2、图3，图2为本实 用新型的非接触式测量电流的装置的部件结构图；图3本技术的非接触式 测量电流的装置的电原理结构图。本技术中是釆用巨磁电阻器件制成的电压传感器，即巨磁电阻型电压 传感器(GMR) 20，巨磁电阻型电压传感器20是利用巨磁电阻器件随被测电 流引起外磁场强度的弱小变化时其电阻值产生明显变化，从而通过测量出巨磁 电阻器件的总电阻(R总)便可求得外磁场B的强度的特点，根据该外磁场B 的强度求得电流值并将之转化为电压信号体现出来的一种传感器部件。本技术的非接触式测量电流的装置包括探头IO，本实施例是釆用带有开口的圆环，测量时将探头10套住待测导 线70,以便进行电流测量。巨磁电阻型电压传感器20,置于所述探头IO上，如果探头10釆用带有开 口的圆环，则安装巨磁电阻型电压传感器20的最佳位置是在所述磁场探头10 的开口的正对面的探头IO上(如图2所示)。本实施例的巨磁电阻型电压传感 器20采用巿场供应的AA002-02型巨磁电阻器件。手柄30，是一端与所述探头10上安装巨磁电阻型电压传感器20的部位连接、另一端具有一手柄盖31的中空管体，手柄30的中空管体内置有巨磁电阻 型电压传感器20的工作电源60，本实施例的工作电源60釆用6v电池，巨磁 电阻型电压传感器20的工作电压端V+、 V-分别连接电池60的正、负输出端， 巨磁电阻型电压传感器20的输出端Vout和G分别连接引出导线41、 42，两根 引出导线41、 42由所述手柄盖31的孔洞中从手柄30内引出。电压表(V)50，其测量端分别与导线41、 42连接，测出被测电流值对应 的电压值。由对应的换算表直接求得被测电流值。参见图4，图4为本技术的非接触式测量电流的装置的使用状态图， 巨磁电阻型电压传感器20本身具有感应外磁场变化的敏感轴(P-P')，在使用 时，被测电流的导线70与该敏感轴始终垂直，保证测量精确有效。经实验，本技术与目前工业上应用的最为普遍的几种应用于测量电流 的器件相比较，结果参见下表<table>table see original document page 6</column></row><table>如上表所示采用巨磁电阻器件与其他几种霍尔元件制成的测量电流的仪器相比，无论是在使用方法，还是测量精度、非线性度、影响速度、等方面都 可看出其巨大优势，体现了利用巨磁电阻器件测量的全方面优势，另一方面，在制造成本上，这种应用GMR磁传感器的测量成本低于大多数应用在工业上的 霍尔元件测量方法的成本，同时，巨磁电阻传感器与以往工业上运用霍尔元件 测量相比，具有功耗小、可靠性高、体积小、能工作于恶劣环境等优点。这些 都是现有传统测量方式所不能相比的。因此本技术具有较大的使用及商业本
中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本 技术的目的，而并非用作对本技术的限定，只要在本实用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非接触式测量电流的装置，其特征在于包括：探头；巨磁电阻型电压传感器，置于所述探头上；手柄，是一端与所述探头上安装巨磁电阻型电压传感器的部位连接、另一端具有一手柄盖的中空管体，手柄的中空管体内置有巨磁电阻型电压传感器的工作电源，巨磁电阻型电压传感器的两个工作电压端分别连接所述巨磁电阻型电压传感器的工作电源的两个输出端，巨磁电阻型电压传感器的两个输出端分别连接引出导线，两根引出导线由所述手柄盖的孔洞中从手柄内引出；电压表，其测量端分别与所述两根引出导线连接，测量被测电流值对应的电压值。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高俊，王崝沄，
申请(专利权)人：上海市七宝中学，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]