电流传感器制造技术

本发明专利技术涉及电流传感器。闭环电流传感器，包括磁路、磁场传感器、及补偿电路，该补偿电路配置成产生磁场，该磁场与由待被测量的、在一个或更多个初级导体（10）中流动的电流产生的磁场相反，该一个或更多个初级导体（10）延伸穿过磁路的中央开口（38）。磁路包括由组装在一起的至少两个芯部分（28a、28b）制成的磁芯（4），以形成大体闭合的磁路，其中，磁路的第二支路（32）包括由至少部分地围绕空腔部分（44）的一个或更多个侧部壁部分（46a、46b、46a′、46b′）接合的内部壁部分（40a、40b）和外部壁部分（42a、42b），该空腔部分（44）在其中接纳磁场传感器（8），侧部和外部壁部分从内部壁部分的一个或两个侧部边缘延伸。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电流传感器，该电流传感器具有磁路和磁场传感器。本专利技术具体地(但不是唯一地)涉及闭环类型的电流传感器，该电流传感器具有补偿电路，该补偿电路具有用来抵消在磁路中感应的磁通的次级线圈。
技术介绍
闭环电流传感器被广泛地用在大量的电流和电压测量用途中。在这样的传感器中，磁路中的磁通量非常低，因为补偿电路在反馈回路中被驱动，以抵消由待被测量的电流 (初级电流)感应的磁场，生成的磁场由磁场传感器拾取，为了电流传感器的准确和快速响应，该磁场传感器因而需要具有高灵敏度。各种磁场传感器-包括霍尔效应检测器、拾波线圈、或磁通门传感器，可以用在所谓的闭环电流传感器中。磁场检测器可以布置在磁路的气隙中，或者在部分气隙中，或者在气隙附近，或者简单地在磁路的支路附近或周围。为了减小外部磁场的影响，考虑到某些磁场传感器的灵敏度，有利的是，将磁场传感器定位在磁芯内或者靠在内周缘旁边，如与磁性线圈的外侧相对，在该处，外部磁场对于磁场传感器具有较大影响。具有灵敏磁场检测器的闭环电流传感器例如在德国专利申请DE102005028572中描述。在最近的公报中，电流传感器具有由软磁材料(即，具有高磁导率的材料)的均匀宽度带条制成的磁芯，该均匀宽度带条折叠成按镜像对称性组装在一起的两个相同部分。磁芯具有延伸部，这些延伸部在它们之间形成空间，在该空间内，定位磁场磁通门传感器。用于磁场检测器的空间由臂的外部对和内部对限制，外部对假想地处于边缘邻接关系，并且臂的内部对假想地提供气隙。磁路的不连续性，如在磁路的邻接外部臂之间，具有寄生气隙效应，该寄生气隙效应影响传感器的测量精度和响应。在邻接边缘之间的接触程度的轻微变化、或微小间隙的产生，可能对于磁通线具有重要影响，并因而对于传感器的测量精度具有重要影响。在上述公报中描述的传感器因而对于组装精度和重复性非常敏感。磁芯由折叠的带条材料制成，这种折叠的带条材料具有低刚度，并且在制造和组装期间要求认真处置。此外，在臂的第一和第二对之间的空间中定位的磁通门传感器，也有些受到来自开口侧的外部场影响。鉴于可以使用闭环型、还有开环型的电流传感器的各种用途，有对于具有各种工作范围的传感器的需要，这些传感器可以按成本有效方式生产。德国专利DE 40 17 280描述了一种电流传感器，该电流传感器包括用来连接到外部电路板上的多个U形初级导体部分，借此U形初级导体部分在电路板上可按不同配置互连，以形成一个或更多个绕组。这使得传感器能够容易地配置用于不同的工作电流范围。然而，初级导体部分部分地组装在壳体中，并且设置在树脂中或被超模压，使得初级导体部分的数量或位置的变化，如果希望，则要求昂贵的工具变化。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种电流传感器，该电流传感器精确而且制造经济。有利的是，提供一种组装容易且经济的电流传感器。本专利技术的目的是提供一种电流传感器，该电流传感器是多用途的，具体地说，可容易地制成用于不同工作范围。有利的是，提供一种对于外部场影响具有良好耐受力的闭环电流传感器。有利的是，提供一种牢固和可靠的闭环电流传感器。 有利的是，提供一种紧凑的闭环电流传感器。本专利技术的各种目的通过提供根据权利要求1、15、17及22的电流传感器已经实现。这里公开的是一种电流传感器，该电流传感器包括壳体；具有中央开口的磁路，；磁场传感器；及一个或更多个部分地绕磁路的支路延伸的基本成U形的初级导体部分，其中，壳体包括穿过磁路的中央开口在壳体的相对的侧部外部面之间延伸的多个预制的初级导体导向空腔，预制的初级导体导向空腔配置成，用于在壳体中组装磁场传感器和磁路之后，穿过预制的初级导体导向空腔插入所述一个或更多个初级导体部分，并且其中，传感器具有比预制的初级导体导向空腔小的初级导体部分。这里也公开的是一种闭环电流传感器，该闭环电流传感器包括磁路；磁场传感器；及补偿电路，配置成产生磁场，该磁场与由待被测量的、在一个或更多个初级导体中流动的电流产生的磁场相反，该一个或更多个初级导体延伸穿过磁路的中央开口，磁路包括由组装在一起的至少两个芯部分制成的磁芯，以形成大体闭合的磁路，其中，磁路的支路包括由围绕空腔部分的侧部壁部分接合的内部和外部壁部分，该空腔部分在其中接纳磁场传感器，侧部和外部壁部分被弯曲，并且从内部壁部分的侧部边缘延伸。优选地，磁芯部分之一的外部壁部分包括延伸部，该延伸部与另一个磁芯部分的支路的外部壁部分相交叠。气隙可以有利地形成在内部壁部分的端部边缘之间。折叠的侧部和外部壁部分、及交叠的外部壁部分除屏蔽外部场外，在磁芯部分之间提供精确且可靠的气隙效应，因而能够实现精确且可靠的电流测量。磁芯部分可以有利地按对于工业规模的成本有效方式通过由金属薄板冲压和成形制造。形成空腔的支路的上述配置一磁场传感器插入在该空腔内一易于组装且对于组装公差不是特别敏感，并因而制造经济。磁芯可以具有大体平行六面体形状，该平行六面体形状具有接合相对的第一和第二支路的相对侧支路。鉴于分离的芯部分，第一和第二支路被分开。磁芯的第一和第二支路可以插入在次级电路的线圈支撑件的空腔中。次级电路可以有利地地包括一对线圈，绕每个线圈支撑件缠绕一个线圈，该线圈支撑件绕磁路的第一和第二支路延伸。互连相对的第一和第二支路的磁路的侧支路，可以有利地包括在形成磁芯部分的冲压操作期间预制的隆起或凸起形式的加强件。磁场传感器可以有利地包括介电支撑件、安装在其上的磁通门芯、及绕支撑件和磁通门芯缠绕的磁通门线圈。电气端子可以有利地牢固地固定到支撑件上，优选地通过将支撑件超模压在电气端子的部分上，或者通过压配合方式将端子压合在支撑件的对应安放处中，端子包括用于电气连接到线圈的端部上的线圈连接部分、和用来将磁场检测器连接到信号处理电路上的端子部分。磁通门传感器的端子可以有利地布置在从次级线圈支撑件的空腔的端部伸出的传感器的端部处，用来连接到与次级电路的第一和第二线圈的相应端部相邻布置的电路板上。传感器可以有利地包括内部信号处理电路，该内部信号处理电路包括电路板，该电路板具有连接到磁场检测器的端子上和连接到次级电路的线圈上的电气触点，电路板有利地沿次级电路线圈的相应端部 的面安装。这使传感器紧凑，具体地说当安装到电路板上时具有相对低的高度。此外，在信号处理电路的电路板与线圈和磁场检测器之间的连接具有短路径，并且容易接近，比如为了焊接连接件。信号处理电路包括用于连接到外部单元上的端子，尤其对于电源和测量信号的传输，端子有利地从配置用于安装在外部电路板上的传感器的安装面伸出。传感器可以有利地包括一个或更多个基本U形的初级导体部分，这些基本U形的初级导体部分部分地绕接纳磁场检测器的磁路的第二支路延伸。初级导体部分可以有利地设有端子，这些端子超越传感器的安装面伸出，以便连接到外部电路板上。传感器壳体可以有利地包括穿过磁路的中央开口在壳体的相对侧部外部面之间延伸的多个预制的初级导体导向空腔。预制的初级导体导向空腔配置成，用于在壳体中组装磁场传感器和磁路之后，穿过预制的初级导体导向空腔插入一个或更多个初级导体部分，其中，传感器具有比预制的初级导体导向空腔小的初级导体部分。根据电流传感器的希望工作范围，可以选择组装到壳体上的初级导体的数量和位置。壳体还可以有利地包括沿壳体的侧部外部壁的导向槽本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电流传感器，包括壳体、具有中央开口的磁路、磁场传感器、及一个或更多个基本U形的初级导体部分，这些基本U形的初级导体部分部分地绕磁路的支路延伸，其中，壳体包括穿过磁路的中央开口在壳体的相对侧部外部面之间延伸的多个预制的初级导体导向空腔，预制的初级导体导向空腔配置成，用于在壳体中组装磁场传感器和磁路之后，穿过预制的初级导体导向空腔插入所述一个或更多个初级导体部分，并且其中，传感器具有比预制的初级导体导向空腔小的初级导体部分。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：W·泰帕，D·施拉夫利，
申请(专利权)人：机电联合股份有限公司，
类型：发明
国别省市：