电流探测系统技术方案

电流探测系统具有电流探头（１６）和可附着适配器（２０）。电流探头具有带与适配器上的导电触点匹配的导电触点的探头体（１８）。引线（２４，２６）延伸自外壳以便耦合到载流导体。引线可连接到耦合到电流转移装置的插头以便将电流信号耦合到电流探头。适配器还可包括开关，当适配器与电流探头匹配时该开关将电流信号选择性地耦合到电流探头。将电流探头的触点耦合到产生表示电流信号的电压输出的电流感测电路。将电压输出通过电缆耦合到示波器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及电流探头并且更具体而言涉及用于从载流导体采集电流信号的与示波器一起使用的电流探头系统。
技术介绍
与示波器一起使用的电流探头应用了变压器技术以测量在导体中流动的电流。变压器具有限定了孔径的环形磁芯并且可以是固体的或闭合的芯或磁芯的一侧相对于另侧是可移动的打开的或分(split)芯。这允许在不需要使载流导体与电路断开的情况下使载流导体穿过变压器的孔径。载流导体穿过磁芯中的孔径并且作为变压器的初级绕组。次级绕组环绕磁芯的一侧。在载流导体中流动的电流感生链接到磁芯和次级绕组的磁通量。磁通量引起产生于次级绕组中的电流，该电流产生与由在载流导体中流动的电流产生的磁通量相反的磁通量。在无源电流探头中，跨产生AC电压输出的变压器端接电阻使由次级绕组产生的交流电下降(drop)。将电压输出通过电缆耦合到示波器的输入通道。示波器处理电压信号，用于显示电流信号的表示。由于变压器是AC信号耦合装置，变压器通带截止频率在DC电平之上。为允许电流探头感测DC和低频电流信号，有源电流探头包括在变压器磁芯中的霍尔(Hall)效应装置。霍尔效应装置是定位于磁芯中以便磁芯中的磁通量与霍尔板基本垂直的半导体。将偏压施加给霍尔板并且由磁芯中的通量引起的霍尔效应产生的结果电压被耦合到差分放大器的输入。将放大器的单端输出耦合到功率放大器，该功率放大器产生与霍尔效应装置产生的电流成比例的电流输出。将霍尔装置放大器的输出或可选地功率放大器的输出耦合到变压器的次级绕组以便源自放大器的流经次级绕组的输出电流产生通量，该通量在霍尔效应装置的整个频率通带上与输入磁通量相反。在一实施例中，将霍尔效应的输出或功率放大器输出耦合到次级绕组的一侧，其中绕组的另侧耦合到变压器端接电阻器和放大器电路。在另一实施例中，将霍尔效应放大器的输出通过电阻器耦合到次级的相同侧作为放大器电路。-->将电容器耦合到在放大器电路中的宽带放大器的输入，用于阻塞源自霍尔效应放大器的电流。在运算放大器的输入处对霍尔效应放大器的输出和宽带放大器的输出求和，该运算放大器具有提供与变压器的次级绕组中的经组合电流成比例的电压输出的反馈电阻器。运算放大器的电压输出是对磁芯通量的AC和DC分量的量度。将运算放大器输出通过电缆耦合到示波器的输入通道。总之，有源电流探头是分环(split-ring)变压器类型。美国专利3,525,041、5,477,135和5,493,211描述了以上电流感测电路。为测量通过导体的电流，电流探头必须与导体串联耦合。当载流导体被固定到例如电路板上的电路迹线(circuit trace)的衬底上时，这证明是困难的。测量电路迹线中的电流的一般过程是断开(break)迹线并且在迹线断口之间焊接一段电线。使电线穿过在电流探头的变压器中的孔径，其中电线作为变压器的初级绕组。另一过程是制造带迹线间隙的电路板并且在间隙的任一侧安装方形引脚。在电路板的正常测试期间将导电跳线(jumper)耦合到方形引脚。当要求电流测试时，将跳线去除并且在方形引脚之间连接一段电线。如先前一样，电线被用作电流探头中的变压器的初级绕组。基于电流探头的变压器在测量经过电路板上的电路迹线的电流上具有许多限制。结果电流测量的灵敏度和准确性受限于当打开和关闭分芯时在变压器的磁芯内的相同位置上放置电线的可重复性和在相同的位置上准确地对齐分芯的可重复性。所需要的是电流探测系统，该电流探测系统消除了作为电流探头的初级绕组的电线环的使用。此外，电流探测系统应提供在将电流探头连接到载流导体上的灵活性。此外，电流探测系统应提供在电流测量的灵敏度和准确性上的更大可重复性。
技术实现思路
因此，用于从载流导体采集电流信号的与示波器一起使用的满足以上需求的一种电流探测系统具有电流探头和安装在电流探头上的适配器。电流探头具有探头体和置于探头体的一端中的第一和第二导电触点。第一和第二导电触点适于与载流导体串联耦合。将第一和第二导电触点耦合到电流感测电路，用于产生在载流导体中流动的电流的-->输出信号表示。将源自电流感测电路的输出信号通过延伸自探头体的另端的电缆耦合到示波器。适配器具有适于安装在探头体上的外壳并且具有延伸自外壳的第一和第二导电引线。引线中的每一个具有用于耦合到载流导体的第一电触点和置于外壳内用于与电流探头的第一和第二导电触点之一耦合的第二电触点。可将第一和第二导电引线的第一电触点耦合到适于接合导电触点的插头，该导电触点作为在耦合到载流导体的电流转移装置中的开关元件，其中电流转移装置在第一位置耦合经过载流导体的电流信号并且在第二位置耦合经过电流探头的电流信号，该第二位置由插头对电流转移装置的导电触点中的至少一个的向下压力产生。该向下压力使得电流转移装置的导电触点在第二电流转移装置位置处脱离。导电引线的第一电触点中的每一个还包括在导电插座中具有孔的导电插座以便与安装在载流导体中的不导电间隙的任一侧上的方形引脚连接器匹配。第一和第二导电引线的第一电触点中的每一个还可形成为触点垫，该触点垫在不导电间隙的任一侧上被固定地固定到载流导体。其中跨载流导体中的不导电间隙耦合适配器的引线，置于适配器外壳内的开关具有电耦合到一导电引线和选择性地耦合到电流探头触点之一的第一端、耦合到其他导电引线和选择性地耦合到其他电流探头触点的第二端。开关电枢将第一和第二端选择性地耦合在一起。开关具有当适配器外壳与探头体分离时开关电枢将导电引线电耦合在一起的第一位置和当适配器外壳被安装在探头体上时开关电枢使导电引线相互解耦的第二位置。当适配器外壳被安装在探头体上时将电流探头触点耦合到开关的第一和第二端。适配器还可包括置于开关的第一和第二端之间的优选地形式为二极管的第一和第二电压钳，用于使由感应反冲引起的跨触点端的电弧最小化。在优选实施例中，置于探头体和适配器外壳中的导电触点由置于各自插座中的触点阵列组成。每个插座具有触点阵列的第一和第二部分，将该触点阵列电耦合在一起以形成探头体中的第一和第二导电触点以及适配器外壳中的第一和第二导电触点。在探头体和适配器外壳中的插座匹配在一起以便将探头体中的第一和第二导电触点与适配器外壳中的第一和第二导电触点耦合。电流感测电路可被实现为磁传感器，该磁传感器被耦合到第一和-->第二导电触点以便感测电流信号的磁通量并且被耦合到放大器电路以便产生表示在载流导体中流动的电流的输出信号。磁传感器可采取变压器或磁通门的形式。变压器具有磁芯，其中将初级和次级绕组环绕磁芯。使初级绕组耦合第一和第二导电触点以便从载流导体接收电流信号并且在磁芯和次级绕组内感生磁通量以便产生在耦合到放大器电路的次级绕组中的电流信号输出。变压器还可包括被置于磁芯中的磁-电转换器，该磁-电转换器与磁芯内的磁通量相互作用以便产生表示在载流导体上的DC到低频电流信号的电压信号，其中电压信号被耦合到放大器电路。当连同所附权利要求书和所附附图一起来阅读时，从以下详细描述中，本专利技术的目的、优点和新的特征是明显的。附图说明图1是依据本专利技术的电流探测系统的透视图。图2例示了用于电流探测系统的各种适配器。图3是用于电流探测系统的适配器的分解透视图。图4是在用于电流探测系统的适配器中的电路的示意性表示。图5是可与安装在载流导体上的电流转移(diverting)装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从载流导体采集电流信号的与示波器一起使用的电流探测系统，包括：　具有探头体和置于探头体的一端中的第一和第二导电触点的电流探头，其中第一和第二导电触点适于与载流导体串联耦合；　耦合到第一和第二导电触点的电流感测电路，用于产 生在载流导体中流动的电流的输出信号表示；并且　延伸自探头体的另端的导电电缆，经耦合以从电流感测装置接收输出信号并且用于耦合到示波器；并且　具有适于安装在探头体上的外壳的适配器，具有延伸自外壳的第一和第二导电引线，其中第一和第二导 电引线中的每一个具有用于耦合到载流导体的第一电触点和置于外壳内用于与电流探头的第一和第二导电触点之一耦合的第二电触点。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-5-8 11/430,3851.一种用于从载流导体采集电流信号的与示波器一起使用的电流探测系统，包括：具有探头体和置于探头体的一端中的第一和第二导电触点的电流探头，其中第一和第二导电触点适于与载流导体串联耦合；耦合到第一和第二导电触点的电流感测电路，用于产生在载流导体中流动的电流的输出信号表示；并且延伸自探头体的另端的导电电缆，经耦合以从电流感测装置接收输出信号并且用于耦合到示波器；并且具有适于安装在探头体上的外壳的适配器，具有延伸自外壳的第一和第二导电引线，其中第一和第二导电引线中的每一个具有用于耦合到载流导体的第一电触点和置于外壳内用于与电流探头的第一和第二导电触点之一耦合的第二电触点。2.如权利要求1所述的电流探测系统，其中将第一和第二导电引线的第一电触点耦合到适于接合导电触点的插头，该导电触点作为在耦合到载流导体的电流转移装置中的开关元件，其中电流转移装置在第一位置耦合经过载流导体的电流信号并且在第二位置耦合经过电流探头的电流信号，该第二位置由插头对电流转移装置的导电触点中的至少一个的向下压力产生，该向下压力使得电流转移装置的导电触点在第二电流转移装置位置处脱离。3.如权利要求1所述的电流探测系统，其中适配器还包括置于适配器外壳内的开关，该开关具有耦合到第一和第二导电引线的第二电触点之一和选择性地耦合到电流探头的第一和第二导电触点之一的第一端、耦合到第一和第二导电引线的第二电触点中的另一个和选择性地耦合到电流探头的第一和第二导电触点中的另一个的第二端和将第一和第二端选择性地耦合在一起的电枢，其中开关具有当适配器外壳与探头体分离时电枢将第一和第二导电引线电耦合在一起的第一开关位置和当适配器外壳被安装在探头体上时电枢使第一和第二导电引线相互解耦的第二开关位置，当适配器外壳被安装在探头体上时将电流探头的第一和第二导电触点耦合到开关的第一和第二端。4.如权利要求3所述的电流探测系统，其中载流导体具有在载流导体中的不导电间隙的任一侧上安装在载流导体上的方形引脚并且第一和第二导电引线的第一电触点中的每一个还包括在导电插座中具有孔的导...

【专利技术属性】
技术研发人员：KA斯蒂芬斯，MJ门德，JS丹迪，TJ夏普，
申请(专利权)人：特克特朗尼克公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]