本发明专利技术公开了一种应用于微电流检测的磁阻式传感器，其技术方案要点是包括至少一个磁阻传感器，磁阻传感器与待测导体之间形成偏置测量距离，磁阻传感器包括磁阻本体和辅助线圈，辅助线圈用于产生偏置磁场，偏置磁场与过场磁场呈锐角设置，辅助线圈和待测导体之间还设置有矢量磁阻，磁阻本体和矢量磁阻上分别连接测量电极，待测导体外还设置附加线圈，附加线圈产生修正磁场，修正磁场作用与偏置磁场或矢量磁场，从而提高整体对于电流的感应能力，以使在微电流时仍然能够进行准确测量。本发明专利技术一种应用于微电流检测的磁阻式传感器，具有能够对微电流进行检测，达到提高检测精度的效果。果。果。
【技术实现步骤摘要】
一种应用于微电流检测的磁阻式传感器
[0001]本专利技术涉及磁阻传感器
，更具体的说是涉及一种应用于微电流检测的磁阻式传感器。
技术介绍
[0002]电力系统中的高压套管、避雷器、绝缘子、电缆是电力系统重要的高压电力设备，泄漏电流是表征这些电力设备绝缘状态的关键参量，基于泄露电流法在线监测绝缘状态应用前景极其广阔。泄漏电流通常由交直流成分混合而成，包含mA级交流和μA级直流(通常1
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10μA)，现有测量手段均无法满足，亟需高分辨率电流传感新技术；而高压电力设备的电磁环境复杂，对新传感器的抗干扰性能要求极高。
[0003]磁阻传感器是基于磁阻效应工作原理，其核心部分采用一片特殊金属材料，其电阻值随外界磁场的变化而变化，通过外界磁场的变化来测量物体的变化或状况，已达到对不同电压和电流进行检测，磁阻传感器检测精度高、灵敏度高、分辨率高以及具有良好稳定性的效果，能够应用于低磁场测量、角度和位置的测量。
[0004]磁性材料具有各向异性，对进行磁化时，磁化方向将取决于材料的易磁化轴、材料的形状和磁化磁场的方向，当给磁性材料通电流时，材料的电阻取决于电流的方向与磁化方向的夹角，若给材料施加磁场，会使原来的磁化方向转动，如果磁化方向转向垂直于电流的方向，则磁性材料的电阻将减小，如果磁化方向转向平行于电流的方向，则材料的电阻将增大，磁阻效应传感器一般由四个电电阻组成，并形成电桥，在施加磁场作用下，电桥中位于相对位置的电阻阻值增大，其他相对的电阻阻值减小，在线性范围内，电桥的输出电压与施加磁场成正比。
[0005]现有磁阻传感器有异向性磁阻、巨磁阻以及穿隧式磁阻等类型，现可以达到小型化和高度集成化的程度，但是在传感器进行检测时，由于现有磁阻传感器结构设置时会设置有扎钉层，在扎钉层的作用下会使得整体结构在检测时，会使得检测精度受影响，以至于只能对大电流进行检测，检测精度通常在100微安以上，达不到对更高的检测精度，对此一种能够对于微电流进行检测的磁阻式传感器亟待解决。
技术实现思路
[0006]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种应用于微电流检测的磁阻式传感器，具有能够对微电流进行检测，达到提高检测精度的效果。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：
[0008]一种应用于微电流检测的磁阻式传感器，包括至少一个磁阻传感器，所述磁阻传感器位于距离待测导体外表面的径向设置有偏置测量距离，所述磁阻传感器包括磁阻本体和设置于磁阻本体内的至少一个辅助线圈，所述辅助线圈用于产生所述偏置磁场，所述偏置磁场形成作用于待测导体上的饱和磁通，所述待测导体沿磁阻传感器轴向方向产生过场电流，所述过场电流产生过场磁场，所述偏置磁场与所述过场磁场矢量叠加，所述偏置磁场
的方向与所述过场磁场的磁场方向呈锐角设置，所述待测导体与所述磁阻传感器之间绕设有多匝绕组，所述偏置磁场和待测导体之间还设置有矢量磁阻，所述矢量磁阻用于产生矢量磁场，所述矢量磁场作用于所述过场磁场，所述矢量磁阻与所述磁阻本体之间通过导接磁件连接，所述磁阻本体和矢量磁阻上分别连接有测量电极；
[0009]所述待测导体外圈还设置有隔离支撑件，所述隔离支撑件两端外表面至少部分嵌入至磁阻本体和待测导体，所述待测导体外还设置有附加线圈，所述待测导体内产生电流时，所述附加线圈产生修正磁场，所述修正磁场作用与偏置磁场和过场磁场、矢量磁场和过场磁场，用于修正所述偏置磁场或矢量磁场，以使用于放大和/或估计所述偏置磁场和矢量磁场产生信号的电子单元。
[0010]作为本专利技术的进一步改进，围绕所述待测导体的周面对称分布有至少一对磁阻传感器，所述磁阻传感器为由所述偏置磁场呈45
°
角的探测待测导体中的电流进行驱动。
[0011]作为本专利技术的进一步改进，所述待测导体中产生大于100μA的电流进行测量时，用于产生所述修正磁场的附加线圈作用于所述待测导体进行校正以用于补偿矢量磁场；
[0012]所述待测导体中产生小于100μA大于10μA的电流进行测量时，用于产生所述修正磁场的附加线圈作用与所述磁阻本体进行放大偏置磁场以用于补偿偏置磁场；
[0013]所述待测导体中产生小于或等于10μA的电流进行测量时，用于产生所述修正磁场的附加线圈作用于所述磁阻本体和待测导体进行校正以用于补偿偏置磁场和矢量磁场。
[0014]作为本专利技术的进一步改进，所述磁阻本体位于与所述待测导体外表面相距1至8mm范围内的距离处。
[0015]作为本专利技术的进一步改进，所述磁阻传感器是具有四元件惠斯通布置的传感器。
[0016]作为本专利技术的进一步改进，所述偏置磁场至少为4.25mT，所述偏置磁场随流经待测导体内的电流单位时间内的磁通变化范围为0.05％
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0.1％。
[0017]作为本专利技术的进一步改进，所述磁阻本体包括基板、绝缘层、导接结构以及磁阻结构，所述基板内形成磁阻腔室，所述磁阻腔室内沿径向方向依次设置导接结构、磁阻结构和绝缘层，所述导接结构朝向待测导体一侧，所述基板上还穿设有扎钉层，所述扎钉层沿基板外壁扎设至所述绝缘层内，所述基板内壁还设置有导磁凸起，所述导磁凸起穿设至所述导接结构内，所述测量电极与所述导接结构背离磁阻结构的一侧连接。
[0018]作为本专利技术的进一步改进，所述磁阻结构包括磁阻元件和磁屏元件，所述磁阻元件材料为铁磁材料、反铁磁材料、非铁磁性金属材料、穿隧氧化材料中的一种或多种，所述磁屏元件为铁磁材料中混合铝、钴、镍中的一种或多种材料组合。
[0019]作为本专利技术的进一步改进，所述绝缘层为经低温热制所形成的氧化硅和氮化硅叠层。
[0020]作为本专利技术的进一步改进，所述磁阻式传感器用于测量10微安以下的微电流。
[0021]本专利技术的有益效果：通过将磁阻传感器与待测本体之间形成偏置测量距离，在偏置测量距离中设置隔离支撑件，在隔离支撑件的作用下，不仅起到支撑磁阻传感器的作用，还能够起到控制偏置测量距离的效果，磁阻传感器包括磁阻本体和至少一个辅助线圈，在辅助线圈的作用下产生偏置磁场，使得当待测导体中流经电流时，待测导体产生矢量磁场，偏置磁场和矢量磁场矢量叠加，从而通过矢量差量达到检测流经待测导体中的电流值，在待测导体外还设置有附加线圈，附加线圈产生修正磁场，修正磁场作用于偏置磁场或矢量
磁场，使得能够提高整体的检测精度，达到对微弱电流的检测，尤其是对10微安以下电流的检测，实现了能够对微电流进行检测，达到提高检测精度的效果。
附图说明
[0022]图1为体现在待测导体内通入电流值不同时磁场变化的示意图；
[0023]图2为体现通电流时偏置磁场和过场磁场的夹角变化示意图；
[0024]图3为体现通电流时磁场波动的函数图；
[0025]图4为体现未通电流时偏置磁场和过场磁场的夹角示意图；
[0026]图5为体现未通电时磁场波动的函数图；
[0027]图6为体现整体磁阻传感器本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种应用于微电流检测的磁阻式传感器，包括至少一个磁阻传感器(1)，其特征在于：所述磁阻传感器(1)位于距离待测导体(6)外表面的径向设置有偏置测量距离，所述磁阻传感器(1)包括磁阻本体(5)和设置于磁阻本体(5)内的至少一个辅助线圈，所述辅助线圈用于产生所述偏置磁场，所述偏置磁场形成作用于待测导体(6)上的饱和磁通，所述待测导体(6)沿磁阻传感器(1)轴向方向产生过场电流，所述过场电流产生过场磁场，所述偏置磁场与所述过场磁场矢量叠加，所述偏置磁场的方向与所述过场磁场的磁场方向呈锐角设置，所述待测导体(6)与所述磁阻传感器(1)之间绕设有多匝绕组，所述偏置磁场和待测导体(6)之间还设置有矢量磁阻(2)，所述矢量磁阻(2)用于产生矢量磁场，所述矢量磁场作用于所述过场磁场，所述矢量磁阻(2)与所述磁阻本体(5)之间通过导接磁件连接，所述磁阻本体(5)和矢量磁阻(2)上分别连接有测量电极；所述待测导体(6)外圈还设置有隔离支撑件(3)，所述隔离支撑件(3)两端外表面至少部分嵌入至磁阻本体(5)和待测导体(6)，所述待测导体(6)外还设置有附加线圈(4)，所述待测导体(6)内产生电流时，所述附加线圈(4)产生修正磁场，所述修正磁场作用与偏置磁场和过场磁场、矢量磁场和过场磁场，用于修正所述偏置磁场或矢量磁场，以使用于放大和/或估计所述偏置磁场和矢量磁场产生信号的电子单元。2.根据权利要求1所述的一种应用于微电流检测的磁阻式传感器，其特征在于：围绕所述待测导体(6)的周面对称分布有至少一对磁阻传感器(1)，所述磁阻传感器(1)为由所述偏置磁场呈45
°
角的探测待测导体(6)中的电流进行驱动。3.根据权利要求2所述的一种应用于微电流检测的磁阻式传感器，其特征在于：所述待测导体(6)中产生大于100μA的电流进行测量时，用于产生所述修正磁场的附加线圈(4)作用于所述待测导体(6)进行校正以用于补偿矢量磁场；所述待测导体(6)中产生小于100μA大于10μA的电流进行测量时，用于产生所述修正磁场的附加线圈(4)作用与所述磁阻本体(5)进行放大偏置磁场以用于补偿偏置磁场；所述待测导体(6...
【专利技术属性】
技术研发人员：何斌，彭韬，涂善军，杨宏江，闵文杰，陆艳青，刘红斌，杨波，何宜霖，
申请(专利权)人：湖北天瑞电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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