非接触式电流测量系统技术方案

本发明专利技术题为“非接触式电流测量系统”。本发明专利技术提供了系统和方法，所述系统和方法提供非接触式电流测量系统，所述非接触式电流测量系统用于测量流过绝缘线的交流，而不需要与所述绝缘线电流接触。所述测量系统可包括磁场传感器，所述磁场传感器可选择性地被定位成接近待测绝缘线。所述磁场传感器在操作中检测由所述绝缘线中流动的所述电流产生的磁场。通过使用可调节夹持组件，测量系统提供对所述绝缘线相对于所述磁场传感器的机械定位的控制以确保一致的测量。非接触式电流测量系统可确定与所述绝缘线的物理尺寸（例如，直径）相关的信息。通过使用所检测的磁场、已知的机械定位以及所确定的与所述绝缘线的所述物理尺寸相关的信息，所述测量系统在没有电流接触的情况下准确地确定流过所述绝缘线的所述电流的大小。地确定流过所述绝缘线的所述电流的大小。地确定流过所述绝缘线的所述电流的大小。

【技术实现步骤摘要】
非接触式电流测量系统
[0001]本申请为分案申请，其母案的专利技术名称为“非接触式电流测量系统”，申请日为2017年11月10日，申请号为201711104974.4。

技术介绍

[0002]
本公开整体涉及电特性的测量，并且更具体地，涉及电路中的交流(AC)的非接触式测量。
[0003]相关领域的说明电流表是用于测量电子电路中电流的仪器。测量多于一种电特性的仪器称为万用表或数字万用表(DMM)，并且用于测量服务、故障诊断和维护应用通常所需的许多参数。此类参数通常包括交流(AC)电压和电流、直流(DC)电压和电流以及电阻或导通性。还可以测量其他参数，诸如功率特性、频率、电容和温度，以满足特定应用的要求。
[0004]为了用通用万用表测量电流，必须在电流通路中插入具有已知电阻的内附电流分流器，从而需要断开载流导体。然后测量跨电流分流器的电压降，以确定电流通路中的电流。由于万用表测试导线和电路的载流能力，采用内附电流分流器的通用万用表的可测量电流很有限，通常不超过几安培。此外，为了安全原因和防止损坏万用表两者，万用表通常必须用内附熔丝进行保护，以防止过大的电流流过万用表。
[0005]对于测量AC电流的常规电流表或万用表，可能需要使至少一个测量电极或探头与导体电流接触，这通常需要断开电路和/或切除绝缘电线的一部分绝缘体，或提前提供测量端子。除了需要暴露的线或端子用于电流接触之外，由于具有被电击或触电的风险，将探头接触到剥离的线或端子的步骤可能是相当危险的。

技术实现思路

[0006]非接触式电流测量系统可以总结为包括：可调节夹持组件，该可调节夹持组件选择性地夹持绝缘线并且可将该线定位在限定位置；位置反馈传感器，该位置反馈传感器在操作中生成指示被夹持在可调节夹持组件中的绝缘线的直径的位置反馈传感器信号；磁场传感器，该磁场传感器被定位成接近可调节夹持组件，其中该磁场传感器在操作中生成磁场传感器信号，该磁场传感器信号指示流过被夹持在可调节夹持组件中的绝缘线的电流的至少一个特性；以及至少一个处理器，该至少一个处理器通信地耦接到位置反馈传感器和磁场传感器，其中该至少一个处理器在操作中：从位置反馈传感器接收位置反馈传感器信号；从磁场传感器接收磁场传感器信号；并且至少部分地基于所接收的位置反馈传感器信号和磁场传感器信号来确定流过绝缘线的电流的至少一个特性。
[0007]可调节夹持组件可包括第一夹持表面和第二夹持表面，第二夹持表面可面向第一夹持表面，并且第一夹持表面和第二夹持表面（例如，“夹爪”）中的至少一者可在朝向和远离第一夹持表面和第二夹持表面中的另一者的方向上移动，以将绝缘线选择性地夹持在第一夹持表面和第二夹持表面之间的限定位置处。第一夹持表面可包括非接触式电流测量系
统的外壳的前端的前端表面，并且第二夹持表面可设置在可相对于前端表面选择性地移动的夹持构件上。磁场传感器可被定位成接近外壳前端的前端表面。可调节夹持组件可包括滑块夹持组件，并且位置反馈传感器可包括线性位置反馈传感器，该线性位置反馈传感器生成指示滑块夹持组件的线性位置的位置反馈信号。可调节夹持组件可包括具有第一夹持表面的第一夹持部分和具有面向第一夹持表面的第二夹持表面的第二夹持部分，并且偏置构件可将第一夹持部分朝向第二夹持部分偏置。非接触式电流测量系统还可包括操作性地耦接到至少一个处理器的用户界面，其中该至少一个处理器在操作中使用户界面显示所确定的流过绝缘线的电流的至少一个特性。流过绝缘线的电流的至少一个特性可包括流过绝缘线的电流的大小。位置反馈传感器可包括电阻传感器、磁阻传感器、霍尔效应传感器或光学传感器。非接触式电流测量系统还可以包括：电压参考信号型传感器，该电压参考信号型传感器在操作中感测绝缘线中的参考信号而不与绝缘线电流接触，其中至少一个处理器接收参考信号，并且至少部分地基于所接收的参考信号来确定由参考电压驱动而流过绝缘线的电流的至少一个特性。至少一个处理器可至少部分地基于所接收的参考信号来进一步确定绝缘线内侧导体的至少一个物理尺寸。至少一个处理器可至少部分地基于所接收的参考信号和所接收的位置反馈传感器信号来进一步确定绝缘线内侧导体的至少一个物理尺寸，所接收的位置反馈传感器信号提供绝缘线的导体的外径。
[0008]测量绝缘线中的电流而不与绝缘线中的导体电流接触的方法可以总结为包括：经由可调节夹持组件将绝缘线夹持在第一夹持表面和第二夹持表面之间；确定第一夹持表面和第二夹持表面之间的夹持距离，其中该夹持距离指示被夹持在第一夹持表面和第二夹持表面之间的绝缘线的直径；经由被定位成接近被夹持在第一夹持表面和第二夹持表面之间的绝缘线的磁场传感器，感测由流过绝缘线的电流产生的磁场；以及至少部分地基于所确定的夹持距离和所感测的由流过绝缘线的电流生成的磁场，经由至少一个处理器确定流过绝缘线的电流的至少一个特性。
[0009]第一夹持表面可包括外壳的前端的前端表面，并且第二夹持表面可包括可调节夹持组件的夹持构件的表面，该表面可相对于前端表面移动，并且将绝缘线夹持在第一夹持表面和第二夹持表面之间可包括将绝缘线夹持在前端表面和夹持构件的表面之间。感测由流过绝缘线的电流产生的磁场可包括经由磁场传感器感测磁场，并且该磁场传感器可被定位成接近外壳的前端的前端表面。将绝缘线夹持在第一夹持表面和第二夹持表面之间可包括将绝缘线夹持在滑块夹持组件的第一夹持表面和第二夹持表面之间，并且确定夹持距离可包括确定滑块夹持组件的线性位置。除滑块之外的任何其他夹持机构也可用于提供位置。另一个示例是晾衣夹式夹持件，其中线径与旋转夹持件的开口角度成比例。第一夹持表面可定位在第一夹持部分上，并且第二夹持表面可定位在第二夹持部分上，并且该方法还可以包括将第一夹持部分朝向第二夹持部分偏置。该方法还可以包括：经由用户界面显示所确定的流过绝缘线的电流的至少一个特性。确定流过绝缘线的电流的至少一个特性可包括确定流过绝缘线的电流的大小。权利要求所述的方法还可以包括：经由定位在外壳中的参考信号型传感器感测绝缘线中的参考信号，而不与绝缘线电流接触；以及至少部分地基于所感测的参考信号，经由至少一个处理器确定流过绝缘线的电流的至少一个特性。该方法还可以包括至少部分地基于所接收的参考信号，经由至少一个处理器确定绝缘线内侧导体的至少一个物理尺寸。该方法还可以包括至少部分地基于所接收的参考信号和所接收的
位置反馈传感器信号，经由至少一个处理器确定绝缘线内侧导体的至少一个物理尺寸。参考方法还可以提供线的位置，并且可以单独地或一起使用机械夹持或参考信号两种方法来确定线径。
[0010]非接触式电流测量系统可以总结为包括：外壳，该外壳包括具有前端表面的前端部分；夹持构件，该夹持构件具有面向前端表面的夹持构件表面，其中该夹持构件可相对于前端表面移动，以将绝缘线选择性地夹持在前端表面和夹持构件表面之间；位置反馈传感器，该位置反馈传感器生成指示夹持构件的位置的位置反馈传感器信号；电流传感器，该电流传感器被定位成接近外壳的前端表面，其中该电流传感器在操作中生成电流传感器信号，该电流传感器信号指示流过被夹持在前端表面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电流测量系统，包括：可调节夹持组件，所述可调节夹持组件配置成在接近磁场传感器的位置处夹持绝缘线，其中在操作中所述磁场传感器配置成响应于流过所述绝缘线的电流生成磁场传感器信号；位置反馈传感器，其在操作中被配置为生成指示所述位置的位置反馈传感器信号；和控制电路，所述控制电路通信地耦接到所述位置反馈传感器和所述磁场传感器，其中在操作中，所述控制电路被配置用于：从所述位置反馈传感器接收所述位置反馈传感器信号以及从所述磁场传感器接收所述磁场传感器信号；并且基于所述位置反馈传感器信号和所述磁场传感器信号来确定流过所述绝缘线的所述电流的至少一个特性。2.根据权利要求1所述的电流测量系统，其中所述可调节夹持组件包括第一夹持表面和第二夹持表面，其中所述第二夹持表面面向所述第一夹持表面，并且所述第一夹持表面和所述第二夹持表面中的至少一者可在朝向和远离所述第一夹持表面和所述第二夹持表面中的另一者的方向上移动，以将所述绝缘线夹持在所述第一夹持表面和所述第二夹持表面之间。3.根据权利要求2所述的电流测量系统，其中所述第一夹持表面包括所述电流测量系统的外壳的前端的前端表面，并且所述第二夹持表面设置在可相对于所述前端表面移动的夹持构件上。4.根据权利要求3所述的电流测量系统，其中所述磁场传感器被定位成接近所述外壳的所述前端的所述前端表面。5.根据权利要求1所述的电流测量系统，其中所述可调节夹持组件包括滑块夹持组件，并且所述位置反馈传感器被配置为生成指示所述滑块夹持组件的线性位置的线性位置反馈信号。6.根据权利要求1所述的电流测量系统，其中所述可调节夹持组件包括具有第一夹持表面的第一夹持部分和具有面向所述第一夹持表面的第二夹持表面的第二夹持部分，并且偏置构件将所述第一夹持部分朝向所述第二夹持部分偏置。7.根据权利要求6所述的电流测量系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：R罗德里格斯，DL埃珀森，R施托伊尔，J沃罗内斯，
申请(专利权)人：弗兰克公司，
类型：发明
国别省市：