一种适用于罗氏线圈电流传感器的罗氏线圈传感头制造技术

本发明专利技术公开了一种适用于罗氏线圈电流传感器的罗氏线圈传感头，该罗氏线圈传感头是将六个轴环线圈和一个回绕线圈设置在同一PCB底座上，回绕线圈串联六个轴环线圈的安装方式能够在有限的面积上获得较大的线圈匝数，显著的增加了输出感应电动势，增强了抗干扰能力。对于六个轴环线圈的空间分布是以罗氏线圈中心孔为圆心的布局。

【技术实现步骤摘要】
—种适用于罗氏线圈电流传感器的罗氏线圈传感头
本专利技术涉及一种电流传感器，更特别地说，是指一种用作罗氏线圈电流传感器的罗氏线圈传感头。
技术介绍
罗氏线圈(Rogowski Coil)又称空心互感器、磁位计，广泛用于大电流的测量。罗氏线圈是均匀围绕在非磁性骨架上的线圈，围绕在导体外，用来测量流过导体的电流。罗氏线圈电流传感器由罗氏线圈传感头和后续信号处理电路两大部分组成。其中传感头是测量元件的信号感应环节，通过对空间中电磁场的捕获，与被测电流建立耦合关系。在加工罗氏线圈传感头时，要求必须“回绕”一周，即沿着任意闭合曲面环绕线圈，当绕到终点后再稀疏回绕到起点，如图1所示，它的基本结构是将漆包线均匀缠绕在非磁性骨架芯上构成线圈，并在线圈两端接上中端电阻，经后续处理还原电路后，就可以测量大电流。
技术实现思路
为了克服现有罗氏线圈匝数少，输出电压小，抗干扰能力差的缺陷，本专利技术设计了一种适用于罗氏线圈电流传感器的罗氏线圈传感头。该罗氏线圈传感头一方面以立体空间进行分布；另一方面采用漆包线沿非磁性骨架芯的线轴环的循环方向形成了一大匝线圈，即轴环线圈；再一方面采用漆包线穿过非磁性骨架芯的中心通孔回绕一圈，即回绕线圈；本专利技术设计的罗氏线圈传感头能够抵消垂直干扰磁场的影响，通过在PCB底座上将六个轴环线圈串联，串联后的轴环线圈能够获得较大的线圈匝数，使得罗氏线圈传感头输出较大电压效果，且敏感度高，可靠性高。本专利技术是一种适用于罗氏线圈电流传感器的罗氏线圈传感头，该罗氏线圈传感头包括有PCB底座(I)、回绕线圈(8)、第一轴环线圈(2)、第二轴环线圈(3)、第三轴环线圈(4)、第四轴环线圈(5)、第五轴环线圈(6)和第六轴环线圈(7);其中，第一轴环线圈(2)、第二轴环线圈(3)、第三轴环线圈(4)、第四轴环线圈(5)、第五轴环线圈(6)和第六轴环线圈(7)的结构相同。回绕线圈(8)串联在第一轴环线圈(2)、第二轴环线圈(3)、第三轴环线圈(4)、第四轴环线圈(5)、第五轴环线圈(6)和第六轴环线圈(7)的骨架中心通孔内。回绕线圈(8)上的漆包线两端分别与F通孔(1F)、M通孔(1M)焊接，通过G覆铜板(177)和H覆铜板(178)实现电信号导通。六个轴环线圈(2、3、4、5、6、7)上的漆包线两端分别与各个的通孔焊接，12个通孔分别与6个覆铜板实现电信号导通。本专利技术设计的罗氏线圈传感头的优点在于:①在同一底板上通过回绕线圈串联六个轴环线圈实现了空间分布，达到抵消垂直干扰磁场的影响。②每一个轴环线圈采用漆包线沿非磁性骨架芯的线轴环的循环方向缠绕多匝，在有限的面积上获得较大的线圈匝数，显著的增加了输出感应电动势，增强了抗干扰能力。③每一个轴环线圈易批量制作，底板PCB可以工业化生产，易于工业化制作，生产成本低廉。④对采用轴环线圈与回绕线圈的组合结构进行线性度测试，在罗氏线圈中心穿过不同值的电流，测量输出电压的线性度非常高。【附图说明】图1是传统加工罗氏线圈传感头的结构图。图2是本专利技术罗氏线圈传感头的结构图。图2A是本专利技术罗氏线圈传感头的轴环线圈未装配漆包线、突出显示回绕线圈的正视结构图。图2B是本专利技术罗氏线圈传感头的背部结构图。图3是本专利技术底座的结构图。图4是本专利技术第一轴环线圈的结构图。图5是本专利技术第二 轴环线圈的结构图。图6是本专利技术第三轴环线圈的结构图。图7是本专利技术第四轴环线圈的结构图。图8是本专利技术第五轴环线圈的结构图。图9是本专利技术第六轴环线圈的结构图。图10是安装有本专利技术传感头的罗氏线圈的线性特性曲线图。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于罗氏线圈电流传感器的罗氏线圈传感头，其特征在于：该罗氏线圈传感头包括有PCB底座（1）、回绕线圈（8）、第一轴环线圈（2）、第二轴环线圈（3）、第三轴环线圈（4）、第四轴环线圈（5）、第五轴环线圈（6）和第六轴环线圈（7）；其中，第一轴环线圈（2）、第二轴环线圈（3）、第三轴环线圈（4）、第四轴环线圈（5）、第五轴环线圈（6）和第六轴环线圈（7）的结构相同。回绕线圈（8）串联在第一轴环线圈（2）、第二轴环线圈（3）、第三轴环线圈（4）、第四轴环线圈（5）、第五轴环线圈（6）和第六轴环线圈（7）的骨架中心通孔内。底座（1）的中心设有罗氏线圈中心孔（9），该罗氏线圈中心孔（9）用来通过载流导线。底座（1）上设有A通孔（1A）、B通孔（1B）、C通孔（1C）、D通孔（1D）、E通孔（1E）、F通孔（1F）、G通孔（1G）、H通孔（1H）、I通孔（1I）、J通孔（1J）、K通孔（1K）、L通孔（1L）、M通孔（1M）、N通孔（1N）、第一输出端（103）和第二输出端（104）。设置的通孔与输出端在前板面（101）与后板面（102）上为贯通的。底座（1）的前板面（101）上设有AA限位槽（111）、AB限位槽（112）、BA限位槽（121）、BB限位槽122、CA限位槽（131）、CB限位槽（132）、DA限位槽（141）、DB限位槽（142）、EA限位槽（151）、EB限位槽（152）、FA限位槽（161）、FB限位槽（162）、A覆铜板（171）、B覆铜板172、C覆铜板（173）、D覆铜板（174）、E覆铜板（175）、F覆铜板（176）、G覆铜板（177）、H覆铜板（178）。A通孔（1A）与B通孔（1B）通过A覆铜板（171）导通。C通孔（1C）与D通孔（1D）通过B覆铜板（172）导通。E通孔（1E）与N通孔（1N）通过C覆铜板（173）导通。F通孔（1F）与第一输出端（103）通过G覆铜板（177）导通。M通孔（1M）与第二输出端（104）通过H覆铜板（178）导通。G通孔（1G）与H通孔（1H）通过D覆铜板（174）导通。I通孔（1I）与J通孔（1J）通过E覆铜板（175）导通。K通孔（1K）与L通孔（1L）通过F覆铜板（176）导通。AA限位槽（111）用于安装第四轴环线圈（5）的DB挡板（502）。AB限位槽（112）用于安装第四轴环线圈（5）的DA挡板（501）。BA限位槽（121）用于安装第三轴环线圈（4）的CB挡板（402）。BB限位槽（122）用于安装第三轴环线圈（4）的CA挡板（401）。CA限位槽（131）用于安装第二轴环线圈3的BB挡板302。CB限位槽（132）用于安装第二轴环线圈（3）的BA挡板（301）。DA限位槽（141）用于安装第一轴环线圈（2）的AB挡板（202）。DB限位槽（142）用于安装第一轴环线圈（2）的AA挡板（201）。EA限位槽（151）用于安装第六轴环线圈（7）的FB挡板（702）。EB限位槽（152）用于安装第六轴环线圈（7）的FA挡板（701）。FA限位槽（161）用于安装第五轴环线圈（6）的EB挡板（602）。FB限位槽（162）用于安装第五轴环线圈（6）的EA挡板（601）。...

【技术特征摘要】
1.一种适用于罗氏线圈电流传感器的罗氏线圈传感头，其特征在于:该罗氏线圈传感头包括有PCB底座(1)、回绕线圈(8)、第一轴环线圈(2)、第二轴环线圈(3)、第三轴环线圈(4)、第四轴环线圈(5)、第五轴环线圈(6)和第六轴环线圈(7);其中，第一轴环线圈(2)、第二轴环线圈(3)、第三轴环线圈(4)、第四轴环线圈(5)、第五轴环线圈(6)和第六轴环线圈(7)的结构相同。 回绕线圈(8)串联在第一轴环线圈(2)、第二轴环线圈(3)、第三轴环线圈(4)、第四轴环线圈(5)、第五轴环线圈(6)和第六轴环线圈(7)的骨架中心通孔内。 底座(1)的中心设有罗氏线圈中心孔(9)，该罗氏线圈中心孔(9)用来通过载流导线。 底座(1)上设有A通孔(1A)、B通孔(1B)、C通孔(10、0通孔(10)^通孔(^)4通孔(1F)、G通孔(1G)、H通孔(1H)、I通孔(II )、J通孔(1J)、K通孔(IK)、L通孔(1L)、M通孔(1M)、N通孔(IN)、第一输出端(103)和第二输出端(104)。设置的通孔与输出端在前板面(101)与后板面(102)上为贯通的。 底座(1)的前板面(101)上设有AA限位槽(111)、AB限位槽(112)、BA限位槽(121)、BB限位槽122、CA限位槽(131)、CB限位槽(132)、DA限位槽(141)、DB限位槽(142)、EA限位槽(151), EB限位槽(152), FA限位槽(161), FB限位槽(162), A覆铜板(171), B覆铜板172、C覆铜板(173)、D覆铜板(174)、E覆铜板(175)、F覆铜板(176)、G覆铜板(177)、H覆铜板(178)。 A通孔(IA)与B通孔(IB)通过A覆铜板(171)导通。 C通孔(IC)与D通孔(ID)通过B覆铜板(172)导通。 E通孔(IE)与N通孔(IN)通过C覆铜板(173)导通。 F通孔(IF)与第一输出端(103)通过G覆铜板(177)导通。 M通孔(IM)与第二输出端(104)通过H覆铜板(178)导通。 G通孔(IG)与H通孔(IH)通过D覆铜板(174)导通。 I通孔(11)与J通孔(IJ)通过E覆铜板(175 )导通。 K通孔(IK)与L通孔(IL)通过F覆铜板(176)导通。 AA限位槽(111)用于安装第四轴环线圈(5)的DB挡板(502)。 AB限位槽(112)用于安装第四轴环线圈(5)的DA挡板(501)。 BA限位槽(121)用于安装第三轴环线圈(4)的CB挡板(402)。 BB限位槽(122)用于安装第三轴环线圈(4)的CA挡板(401)。 CA限位槽(131)用于安装第二轴环线圈3的BB挡板302。 CB限位槽(132)用于安装第二轴环线圈(3)的BA挡板(301)。 DA限位槽(141)用于安装第一轴环线圈(2)的AB挡板(202)。 DB限位槽(142)用于安装第一轴环线圈(2)的AA挡板(201)。 EA限位槽(151)用于安装第六轴环线圈(7)的FB挡板(702)。 EB限位槽(152)用于安装第六轴环线圈(7)的FA挡板(701)。 FA限位槽(161)用于安装第五轴环线圈(6)的EB挡板(602)。 FB限位槽(162)用于安装第五轴环线圈(6)的EA挡板(601)。2.根据权利要求1所述的适用于罗氏线圈电流传感器的罗氏线圈传感头，其特征在于:第一轴环线圈2包括有漆包线和非磁性骨架芯；所述非磁性骨架芯的一端为AA挡板.201，非磁性骨架芯的另一端为AB挡板202，AA挡板201与AB挡板202之间是第一线轴环.204，所述第一线轴环204上缠绕有漆包线；AA挡板201上设有AA凸台205，AA凸台205安装在DB限位槽142中；AB挡板202上设有AB凸台206，AB凸台206安装在DA限位槽141中。所述非磁性骨架芯的中心为第一通孔203，该第一通孔203用于回绕线圈8穿过。所述漆包线的AA端207焊接在G通孔IG上，G通孔IG与H通孔IH通过D覆铜板174形成电信号导通；漆包线的AB端208焊接在F通孔IF上，F通孔IF与E通过IE通过C覆铜板173形成电信号导通。借助C覆铜板173、D覆铜板174的电导通，实现了第一轴环线圈2分别与第二轴环线圈3和第七轴环线圈7的线圈串联。3.根据权利要求1所述的适用于罗氏线圈电流传感器的罗氏线圈传感头，其特征在于:第二轴环线圈3包括有漆包线和非磁性骨架芯；所述非磁性骨架芯的一端为BA挡板301，非磁性骨架芯的另一端为BB挡板302，BA挡板301与BB挡板302之间是第二线轴环304，所述第二线轴环304上缠绕有漆包线；BA挡板301上设有BA凸台305，BA凸台305安装在CB限位槽132中；BB挡板302上设有BB凸台306，CB凸台306安装在CA限位槽131中。所述非磁性骨架芯的中心为第二通孔303，该第二通孔303用于回绕线圈8穿过。所述漆包线的BA端307焊接在E通孔IE上，E通孔IE与F通孔IF通过C覆铜板173形成电信号导通；漆包线的BB端308焊接在D通孔ID上，D通孔ID与C通过IC通过B覆铜板172形成电信号导通。借助C覆铜板173、B覆铜板172的电导通，实现了第二轴环线圈3分别与第一轴环线圈2和第三轴环线圈4的线圈串联。4.根据权利要求1所述的适用于罗...

【专利技术属性】
技术研发人员：武建文，王贺飞，蒋原，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：