使用感应磁场进行非接触式电流测量的便携式装置，该便携式装置(12)用于对通过电导体(10A)的电流I进行非接触式测量，该装置包括测量模块(14)和处理模块(16)，测量模块(14)被配置为在与该导体大致正交的平面P中由操作者保持为与该导体接触而不夹持该导体，测量模块(14)包括由多个磁场传感器构成的一组或两组磁场传感器，并且处理模块(16)被配置为执行由所述一组或两组磁场传感器传输的多个信号的确定的线性组合，从而执行角空间滤波，该角空间滤波将待测量的电流I与通过其他导体的其他干扰电流隔离开。
【技术实现步骤摘要】
使用感应磁场进行非接触式电流测量的便携式装置
本专利技术涉及非接触式电流测量领域，尤其涉及使用感应磁场的测量装置。
技术介绍
确保非接触式测量的电流传感器(例如霍尔效应传感器、罗戈夫斯基线圈(Rogowskiloop)、磁阻器、磁通门或甚至是磁光装置)是众所周知的。然而，这些传感器需要环绕供待测量的电流通过的导体，并且这种布置并非总是可能或期望的。
技术实现思路
因此，本专利技术涉及一种用于非接触式电流测量的便携式装置，该便携式装置不需要夹持导体即可进行该测量。本专利技术的目的还在于防止电流测量受到存在于正在被测量导体的环境中的其他导体的干扰。本专利技术的另一个目的是获得一种具有大动态特性的精确测量，从而可以覆盖通常为1安培至100安培的大电流测量范围。这些目的是通过便携式装置来实现的，该便携式装置用于对通过电导体的电流I进行非接触式测量，该装置包括测量模块和处理模块，测量模块被配置为由操作者保持为在与该导体大致正交的平面P中与导体接触而不夹持该导体，测量模块包括多个第一磁场传感器，以及处理模块被配置为执行由所述多个第一磁场传感器传输的多个信号的确定的线性组合，以便执行角空间滤波，该角空间滤波将待测量的电流I与通过其他导体的其他干扰电流隔离开。通过这种空间滤波，可以确保适合于该装置的角选择性，以便以最小的误差(通常最大误差小于1％)将在其周围的干扰电流中寻找到的电流隔离。有利地，角空间滤波在预定的空间区域中执行，该预定的空间区域限于一圆形扇区，该圆形扇区由角2α和半径d限定并以设置在与所述多个第一传感器的中心相距确定的距离r+d0处的电导体为中心，r为所述多个传感器的半径，d0为测量距离，并且r+d0<d。优选地，测量模块包括下列形状中的一种：圆形、椭圆形、矩形、正方形、星形或T形，以及磁场传感器围绕测量模块的外围分布。有利地，磁场传感器具有最大的切向灵敏度和/或径向灵敏度。优选地，磁场传感器选自下列传感器：霍尔效应传感器、GMR传感器或AMR传感器、磁通门传感器，以及磁场传感器的数量为2至30。有利地，该确定的线性组合构成方程式VS＝ΣFi×Vi的数字滤波器，i是测量模块中的传感器的数量，并且数字滤波器的加权系数Fi是从表示期望的角空间滤波的两个预定模板获得的。优选地，处理模块被配置为在由存在于测量模块周围的其他导体形成的磁源的角分布的平面P中重建图像。当每个磁传感器由正交设置的三个相同的传感器形成时，处理模块可以被配置为重建测量模块周围的磁环境的图像。有利地，为了覆盖更大的电流测量范围，磁场传感器在磁通门型的高灵敏度传感器和霍尔效应型的低灵敏度传感器之间交替。优选地，为了确定测量距离d0，测量装置可以包括可伸缩的感测指，该感测指设置在处理模块的端部处并且具有静止位置和展开位置，相距预定距离的这两个位置之间的切换是通过操作者可操纵的按钮来进行的，或者测量装置包括多个第二磁场传感器，所述多个第二磁场传感器的中心与所述多个第一传感器的中心间隔开预定距离Δd0。附图说明本专利技术的其他特征和优点将参照附图从下面给出的描述中得到，附图示出了本专利技术的示例性实施例，而不限于这些示例性实施例，并且在附图中：[图1]图1以立体图示意性地示出根据本专利技术的电流测量装置的第一示例，[图2]图2是在图1的电流测量装置中实施的过程的框图，[图3]图3是通过第一模板对根据本专利技术的电流测量装置的过程中使用的α进行滤波的结果，[图4]图4是通过第二模板对根据本专利技术的电流测量装置的过程中使用的d进行滤波的结果，以及[图5]图5以立体图示出根据本专利技术的电流测量装置的第二示例。具体实施方式在图1中，根据本专利技术的第一示例的用于非接触式电流测量的便携式装置12被定位成面向导体10A且与导体10A相距一距离，并且位于与该导体正交的平面P中，旨在不夹持所述导体的情况下测量通过导体10A的电流I。例如，被检测导体10A与垂直于平面P的同一平面中的两根其他导体10B、10C相邻设置。这两根导体也被电流穿过并且构成用于测量通过被检测导体10A的电流I的干扰元件。根据本专利技术，测量装置基本上包括测量模块14和处理模块16，测量模块设置在处理模块的端部处，有利地，该处理模块在外形上具有手柄的形状，从而允许进行测量的操作者容易抓握。测量模块14由对磁场敏感的多个传感器组成，所述多个传感器包括2至30个传感器，并且通常包括8个传感器，所述多个传感器形成群集(constellation)并且在360°上分布，优选均匀地围绕该模块的外围分布。准确地知道传感器中的每个传感器的位置，无论传感器是均匀分布还是不均匀分布，并且与现有技术中的装置不同，传感器一起并不能确保对目标导体的夹持。可以用于该模块的磁场传感器通常是霍尔效应传感器，被称为XMR传感器的传感器，即各向异性磁阻(AMR)或巨磁阻(GMR)传感器或磁通门传感器。在示出的示例中，该测量模块具有基本圆形的形状，但是也可以是椭圆形或正方形的形状。同样，可以设想十字形或T形，T的横杆部和腿部设置在与目标导体垂直的平面中，根据所使用的传感器类型和所需的性能来选择最合适的形状，特别是在对从这些传感器得到的磁信号进行滤波方面。由于传感器(无论其类型如何)通常都具有优选的测量方向或最大灵敏度的轴线，因此应优选寻求与测量模块相切的方向上敏感的传感器。然而，可以设想径向定向(在圆形、椭圆形或正方形群集的情况下)，以使得在同一模块中径向定向和切向定向的传感器的联合使用也是可以的。现在结合图2描述处理模块16，图2示出了该模块的简化框图，该模块从形成测量模块14的群集的传感器140至154(也就是说，在非限制性示例中为8个传感器)中的每一个传感器接收第一电压U1至U8，该第一电压U1至U8表示在这些传感器中的每一个传感器处记录的磁场B1至B8。该电压U1至U8被传输到增益补偿电路160至174，该增益补偿电路160至174允许补偿传感器中的每一个传感器中固有的各种增益色散，并且该增益补偿电路160至174传输第二归一化电压V1至V8。取决于传感器的类型，例如当使用具有非常低的输出电压(几毫伏量级)的AMR传感器时，该增益补偿电路还可以确保接收的信号的放大。然后，第二归一化的和可能被放大的电压V1至V8中的每一个在被传送到微控制器类型的处理单元196(例如，来自集成有随机存取和闪存的STM微电子公司的STM32)或类似处理单元(例如，ASIC或FPGA)之前，在模数转换器180至194中被数字化，在该处理单元中，这些电压将通过适当的数字滤波进行处理(这将在后面说明)，以恢复与通过导体10A的电流I发射的单个磁场相对应的场信号的电压VS特性。最终的校准电路198可以从该电压值切换到根据已知比例的方程式测得的电流的电压值：其中，μ0是真空中的磁导率，d0是测量距离，以及Kcal是在出厂前通过基于已知的校准电流(通常为1A本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于对通过电导体(10A)的电流I进行非接触式测量的便携式装置，所述便携式装置(12)包括测量模块(14)和处理模块(16)，所述测量模块(14)被配置为由操作者保持为在与所述导体大致正交的平面P中与所述导体接触而不夹持所述导体，所述测量模块(14)包括多个第一磁场传感器，以及所述处理模块(16)被配置为执行由所述多个第一磁场传感器(140至154)传输的多个信号的确定的线性组合，以便执行角空间滤波，所述角空间滤波将待测量的所述电流I与通过其他导体的其他干扰电流隔离开。/n
【技术特征摘要】
20191126 FR 19132501.一种用于对通过电导体(10A)的电流I进行非接触式测量的便携式装置，所述便携式装置(12)包括测量模块(14)和处理模块(16)，所述测量模块(14)被配置为由操作者保持为在与所述导体大致正交的平面P中与所述导体接触而不夹持所述导体，所述测量模块(14)包括多个第一磁场传感器，以及所述处理模块(16)被配置为执行由所述多个第一磁场传感器(140至154)传输的多个信号的确定的线性组合，以便执行角空间滤波，所述角空间滤波将待测量的所述电流I与通过其他导体的其他干扰电流隔离开。
2.根据权利要求1所述的便携式装置，其特征在于，所述角空间滤波在预定的空间区域中执行，所述预定的空间区域限于一圆形扇区，所述圆形扇区由角2α和半径d限定并以设置在与所述多个第一传感器的中心相距确定的距离r+d0处的所述电导体(10A)为中心，r为所述多个传感器的半径，d0为测量距离，并且r+d0<d。
3.根据权利要求2所述的便携式装置，其特征在于，为了确定所述测量距离d0，所述便携式装置还包括能够伸缩的感测指(18)，所述感测指(18)设置在所述处理模块的端部处并且具有静止位置和展开位置，相距预定距离Δd0的这两个位置之间的切换是通过所述操作者能够致动的按钮(20)来进行的。
4.根据权利要求2所述的便携式装置，其特征在于，所述便携式装置还包括多个第二磁场传感器(140A、140B)，所述多个第二磁场传感器(140A、140B)的中心与所述多个第一传感器的中心间隔开预定距离...
【专利技术属性】
技术研发人员：弗朗西斯克·皮翁，马鲁万·艾特尔法基尔，
申请(专利权)人：沙文阿诺公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR
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