对寄生磁场灵敏度小的电流传感器制造技术

本发明专利技术涉及一种电流传感器，该传感器包括多个设置在支撑上的磁场灵敏元件（６），从而将这些磁场灵敏元件分布在由电流流过的导体（４）的周围，以及一个接收所述磁场灵敏元件（６）的输出信号的处理电路（９），每一个磁场灵敏元件（６）包括至少一个第一端子（６ａ）和第二端子（６ｂ），第一端子通过求和电阻（７）与求和点（８）连接，第二端子与公共点（１６）连接，所有电阻（７）与连接到求和点（８）的第一导体（１３）相连，所有第二端子（６ｂ）与连接到公共点的第二导体（１４）相连，所述支撑由印刷电路构成，所述两个导体（１３、１４）由印刷电路的导电轨迹构成，这些轨迹以之字形形成在印刷电路上，从而形成扭转或编织导体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于测量流过导体的电流值的电流传感器。具体地说，本专利技术涉及无磁芯的电流传感器，它包括一个可以处在待测电流流过的导体的周围的支撑，多个设置在所述支撑上的磁场灵敏元件，从而将这些磁场灵敏元件分布在所述导体的周围，以及一个接收所述磁场灵敏元件的输出信号的处理电路。每一个磁场灵敏元件包括至少一个第一和一个第二端子。所有这些磁场灵敏元件的第一端子通过各个求和电阻与求和点连接，求和点与处理电路的第一输入端子连接。所有这些磁场灵敏元件的第二端子与处理电路的第二输入端子连接。磁场灵敏元件例如可以是霍尔效应探头、磁阻或其他能在磁场中时产生电信号的元件。这种传感器例如从文献ER-A-2789763和US-A-4625166中知道。无磁芯的电流传感器相对于有磁芯的传感器有很多优点。确切地说是因为没有磁芯，所以无磁芯传感器就是要比有磁芯传感器轻许多。此外，不论是从高频率来看还是从它们可以测量的最大电流强度来看无磁芯的电流传感器适用范围更广，其原因是没有磁芯饱和。另外，无磁芯的电流传感器的优点还在于不发热，所以可以将它们做得更紧凑。此外，这些电流传感器能够不受损地测量由待测电流通过的导体中的瞬时电涌。这是由于磁场灵敏元件能够测量由导体中流过的大强度电流产生的强磁场，而且处在元件输出处的处理电路会在不受损的情况下饱和。然而，无磁芯的电流传感器的缺点在于对寄生或不均匀磁场很灵敏，而且对磁场变化也很灵敏。因而，本专利技术旨在提供一种本文开头所限定的这种电流传感器，该传感器对寄生或不均匀磁场较小程度地灵敏，而且对磁场变化也较小程度地灵敏。为此，本专利技术的目的就是能够测量导体中流过的电流值的电流传感器，该传感器包括一个可以处在待测电流流过的导体的周围的支撑，多个设置在所述支撑上的磁场灵敏元件，从而将这些磁场灵敏元件分布在所述导体的周围，以及一个接收所述磁场灵敏元件的输出信号的处理电路，每一个磁场灵敏元件包括至少一个第一和一个第二端子，所有这些磁场灵敏元件的第一端子通过各个求和电阻与求和点连接，求和点与处理电路的第一输入端子连接，所有这些磁场灵敏元件的第二端子与处理电路的第二输入端子连接，其特征在于所有求和电阻与连接到求和点的第一导体相连，磁场灵敏元件的所有第二端子与连接到处理电路的第二输入端子的第二导体相连，所述支撑由印刷电路构成，第一和第二导体分别由印刷电路的第一和第二导电轨迹构成，这些轨迹以之字形形成在印刷电路上，从而形成扭转或编织。本专利技术的电流传感器还有下面的一个或多个特征-印刷电路有两个印刷面，将导电轨迹形成在印刷电路的这两个面上；-第一和第二轨迹中的任一个都完全围绕着印刷电路中设置的开口形成闭合环，该开口以便让由待测电流流过的导体通过；-每一个求和电阻有两个端子，将这两个端子分别连接到离相应的磁场灵敏元件的第一端子的最近处和离第一导电轨迹最近处；-在印刷电路的两个面中的至少一个面上有一个接地平面，该平面紧紧地围住印刷电路的导电轨迹；-接地平面形成完全围绕着所述开口的闭合环；-将第二导电轨迹连接到接地平面的一个点上，该点与第一导电轨迹相邻，与第一导电轨迹相连的所述求和点与接地平面的连接到第二导电轨迹上的所述点相邻；-磁场灵敏元件是霍尔效应探头；-每个霍尔效应探头包括第三和第四端子，所有霍尔效应探头的第三端子与印刷电路的第三导电轨迹相连，第三导电轨迹与第一固定电位的一个点连接，该轨迹以之字形形成在所述印刷电路上，以便与第一和第二导电轨迹形成扭转或编织；-第三导电轨迹形成完全围绕着所述开口的闭合环；-霍尔效应探头的第二和第四端子一起与印刷电路的第二导电轨迹相连，而该第二导电轨迹连接到第二固定电位上或接地电位上-与第三导电轨迹相连的所述第一固定电位的点位于印刷电路上，处在所述求和点和接地平面的第二连接的旁边。下面结合附图通过对非限定例子作出的描述将会更清楚地理解本专利技术，其中附图说明图1是表示本专利技术的电流传感器的透视图，该传感器设置在一组待测电流流过的导电杆周围；图2是图1的电流传感器的简化电路图；图3是表示印刷电路的一部分的透视图，该印刷电路上带有按之字形形成的导电轨迹；图4是可以说明本专利技术的电流传感器为什么对寄生磁场不太灵敏的原理图5是本专利技术电流传感器的印刷电路的正视图；图6是电流传感器的印刷电路的后视图；图7是同时表示图5和6的印刷电路的正反面的导电轨迹的示意图，印刷电路的基板是透明的，而且没有接地平面；图8以比例放大方式表示图7的印刷电路的一部分，该部分处在其中一个磁场灵敏元件的安置区。首先参见图1，可以发现本专利技术的电流传感器1包括一个由绝缘材料制成的壳体2，在该壳体中装有电流传感器的有源和/或功能元件(图1中未示出)。壳体2的形状通常为平行六面体，其两个相对的主面2a和2b的形状通常为正方形或矩形，并且有圆角。壳体2包括一个大的中心开口3，该开口从壳体的一面2a到另一面2b地贯穿该壳体，由于该中心开口，电流传感器1可以处在待测电流I流过的电导体4的周围。在图1中，导体4由一组导电杆例如三个导电杆4a，4b和4c构成。当然，导电杆的数量可以少于三个，也可以多于三个，这要视壳体2的开口3的尺寸所允许的极限而定。此外，可以用一个或多个由待测电流流过的电缆代替该组导电杆4。如图1所示，壳体2包括四个孔5，该四个孔从壳体2的一面2a到另一面2b地贯穿该壳体，以便接收能将立着或躺着的电流传感器1固定在合适支撑上的固定螺丝(未示出)，可以直接固定，也可以通过安装元件间接固定，这些均是公知的(例如参见文献FR-A-2793884)。现在参见图2的电路图，可以发现电流传感器1包括多个磁场灵敏元件6，磁场灵敏元件的输出信号通过求和电阻7分别传送到求和点8，而该求和点本身与处理电路9的第一输入端9a电连接，处理电路的输出端10可以构成电流传感器1的输出端。磁场灵敏元件6例如可以由霍尔效应探头构成。用一个支撑(图2中未示出)进行支撑，从而将这些探头分布在待测电流流过的所述导体4的周围。所述支撑由一个印刷电路11构成，其具体实施例示于图5-8中，下面将会详细进行描述。现在只要注意印刷电路11的中部包括一个形状和尺寸与壳体2的开口3的形状与尺寸相应的开口12。在图2中，为使该图清楚起见，只示出四个探头6，但本领域技术人员很清楚，本专利技术不限于含四个探头6或四个磁场灵敏元件的传感器。例如如图5-7所示，传感器1可以包括14个霍尔效应探头，在这些图中没有示出探头，但用标号P1-P14分别示出了它们在印刷电路11上的位置。如图2所示，每一个探头6包括四个端子6a-6b。发送探头6的有效输出信号的所有端子6a通过电阻7与第一导体13相连，而该第一导体本身与上述求和点8相连。每个探头6的两个端子6b和6d彼此连接在一起，而且与第二导体14相连，该第二导体是所有探头6的公共导体，而且其本身在图2中最好只用一个公用点16与接地15相连。可以由运算放大器构成的处理电路9的另一个端子9b也与接地15连接，这如图2所示。最后，探头6的所有端子6c与第三导体17连接，第三导体本身与点18相连。点18处在第一固定电位上，例如+5V，而接地15处在第二固定电位上，该第二固定电位用作测量电流的基准电位。为了使电流传感器1对寄生磁场和对磁场变化不太灵敏，将这本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电流传感器，用于测量导体（４）中流过的电流值，该传感器包括一个可以处在待测电流流过的导体周围的支撑（１１），多个设置在所述支撑（１１）上的磁场灵敏元件（６），从而将这些磁场灵敏元件分布在所述导体（４）的周围，以及一个接收所述磁场灵敏元件（６）的输出信号的处理电路（９），每一个磁场灵敏元件包括至少一个第一和一个第二端子，所有这些磁场灵敏元件（６）的第一端子（６ａ）通过各个求和电阻（７）与求和点（８）连接，求和点与处理电路（９）的第一输入端子（９ａ）连接，所有这些磁场灵敏元件（６）的第二端子（６ｂ）与处理电路的第二输入端子（９ｂ）连接，其特征在于，所有求和电阻（７）与连接到求和点（８）的第一导体（１３）相连，磁场灵敏元件（６）的所有第二端子（６ｂ）与连接到处理电路（９）的第二输入端子（９ｂ）的第二导体（１４）相连，所述支撑（１１）由印刷电路构成，所述第一和第二导体（１３和１４）分别由印刷电路的第一和第二导电轨迹构成，这些轨迹以之字形形成在印刷电路（１１）上，从而形成扭转或编织结构。

【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：塞巴斯蒂安诺埃尔，
申请(专利权)人：ABB接线端子公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]