柔性电流和电压传感器制造技术

一种柔性电流和电压传感器提供在应用（诸如AC支路电路接线测量）中易于安装的电流传感器以及可选地安装的电压传感器，这些应用可能需要在密集布线条件中和/或在其中必须佩戴绝缘手套的带电面板中安装。传感器包括在第一端粘附到电流感测器件的至少一个柔性铁磁条。第二端固着到电流感测器件的另一侧或者另一柔性铁磁条，该另一柔性铁磁条从电流感测器件的另一侧延伸以形成回路，该回路提供用于磁通量的闭合路径。电压传感器可以由粘附到柔性铁磁条的内侧的金属箔提供。夹具本体可以在接线周围固着铁磁条，该夹具本体可以是加载弹簧的用柄操作的夹具或者锁定紧固器。

【技术实现步骤摘要】
柔性电流和电压传感器
本专利技术涉及向功率测量系统提供输入的传感器，并且更具体地涉及一种可以用来检测功率分布系统的接线传导的电流的柔性无接触电磁电流传感器。
技术介绍
由于聚焦于用于商业和住宅位置的能量效率而越来越需要测量AC线路供电的系统中的功率消耗。为了提供准确测量，必须将负载的特性与负载汲取的电流一起考虑。为了确定向AC功率分布系统中并且具体为已经就位的安装中的负载递送的电流，需要电流传感器，这些电流传感器提供容易耦合到用来向负载供电的高电压布线，并且在功率分布电路/负载与测量电路装置之间需要恰当隔离。然而在实际安装装置中，由于密集接线包装而难以插入电流传感器，并且在带电面板中安装电流传感器还需要使用绝缘手套，这些绝缘手套使得难以用手指执行精细工作。因此，将希望提供一种柔性传感器，该传感器可以容易安装于接线周围以提供隔离电流汲取信息并且允许在AC功率分布系统中测量负载特性。
技术实现思路
在一种用于测量穿过接线的电流的传感器和操作该传感器的方法中体现本专利技术，并且本专利技术也可以感测接线上的电压。该传感器包括在第一端粘附到电流感测器件的至少一个柔性铁磁条。第二端固着到电流感测器件的另一侧或者另一柔性铁磁条，该另一柔性铁磁条从电流感测器件的另一侧延伸以形成回路，该回路提供用于磁通量的闭合路径。电压传感器可以由粘附到柔性铁磁条的内侧的金属箔提供。夹具本体可以在接线周围固着铁磁条，该夹具本体可以是加载弹簧的用柄操作的夹具或者锁定紧固器。本专利技术的前述和其它目的、特征及优点将从如附图中所示本专利技术的优选实施例的以下更具体描述中变得清楚。【附图说明】在所附权利要求中阐述视为本专利技术的特点的新颖特征。然而将通过参照在结合附图阅读时的本专利技术的以下具体描述来最好地理解本专利技术本身及其优选实施方式、更多目的和优点，在附图中相似标号指示相似部件，并且在附图中:图1A是根据本专利技术的一个实施例的电流传感器的端视图并且图1B是轴侧图。图1C是根据本专利技术的另一实施例的电流和电压传感器的端视图。图2A是根据本专利技术的另一实施例的电流传感器的端视图并且图2B是轴侧图。图3A是根据本专利技术的又一实施例的电流传感器的端视图并且图3B是轴侧图。图4是根据本专利技术的另一实施例的电流和电压传感器的侧视图。图5是根据本专利技术的又一实施例的电流和电压传感器的侧视图。图6是图示根据本专利技术的实施例的用于从传感器接收输入的电路的电路框图。【具体实施方式】本专利技术包括用于电流和电压感测特征的传感器，这些传感器用于向功率测量系统提供输入，这些传感器特别是在安装者佩戴绝缘手套并且其中在拥挤布线盒中进行安装时提供易于安装。例如可以在用于计算机服务器室的主要功率分布盒中安装本专利技术，在该分布盒中，大量支路电路向各种电子机架(chassis)功率供应分布功率，并且在该分布盒中，向计算机操作环境内的功率监视和/或系统控制工具提供用于各种支路电路的功率使用量信息是有益的。其它应用包括用于商业和/或住宅能量管理的功率监视。现在参照图1A-图1B，示出根据本专利技术的一个实施例的传感器10。柔性铁磁条分段12A和12B粘附到电流感测元件17的侧面，该电流感测元件一般是磁场传感器，诸如霍尔效应传感器、电流感测变压器、各向异性磁阻(AMR)传感器、普通磁阻(CMR)传感器、巨型磁阻(GMR)传感器或者其它适当电流感测器件。示出电流感测器件17为具有从它的本体延伸的接口接线15，但是其它类型的端子可以用作提供与电流感测器件17的连接的备选方式。电流感测器件17提供关于穿过接线3的电流的量值和相位的信息，柔性铁磁条分段12A、12B缠绕于该接线周围并且用固着材料(诸如钩和环紧固器布置)固着，该钩和环紧固器布置具有粘附到铁磁条分段12A的一端的钩部分9B和粘附到铁磁条分段12B的一端的环部分9A，该钩和环紧固器布置提供传感器10在接线3周围的可拆卸紧固。备选地，固着材料可以是粘合剂，诸如粘附到铁磁条分段12A、12B的一端或者两端的纸背衬(paper-backed)双面粘合材料。在任一,清况下,应当使固着材料层尽可能薄，因为提供铁磁条分段12A、12B以形成用于磁通量的传导回路，其中间隙由电流感测元件17限定，该电流感测元件感测磁通量以测量穿过接线3的电流。因此，第二间隙由固着材料9A、9B限定，应当使该固着材料尽可能小以便提高在电流感测元件3的输出的信噪比。根据本专利技术的备选实施例，铁磁条分段12A、12B之一可以替换为适当形状的非柔性铁素体材料，从而剩余柔性条足以提供在接线3周围闭合。因此，本专利技术提供的感测回路包括由柔性铁素体材料形成的至少部分、但是可以包括非柔性铁素体以及在铁素体材料之间、在铁素体材料与传感器之间等的间隙。现在参照图1C，示出根据本专利技术的另一实施例的传感器10A。传感器IOA与图1A-图1B的传感器10相似，因此以下将仅描述在传感器IOA与传感器10之间的不同。传感器IOA包括传感器10的电流感测特征，但是还包括金属箔提供的电压感测元件20，该金属箔可以镀制到柔性铁磁条分段12A、12B的内表面上、形成于该内表面内或者粘附到该内表面。电压感测元件20提供与支路电路接线3的电容耦合并且经由接口接线15A提供输出，该接线接口也可以备选地替换为端子或者其它适当电连接器。电压感测元件20提供至少指示接线3上的电压的相位的AC波形并且如果需要则可以被校准以提供电压的量值的指示。现在参照图2A和图2B，示出根据本专利技术的另一实施例的传感器10B。传感器IOB与图1A-图1B的传感器10相似，因此以下将仅描述在它们之间的不同。传感器IOB使用单个连续柔性铁素体条12而不是包括在用于形成柔性铁素体条的两个不同柔性铁素体材料分段之间的电流感测元件17。电流感测元件然后粘附到柔性铁素体条12的一端，并且固着材料9C和/或固着材料9D分别粘附到电流感测元件17和/或柔性铁素体条12的与电流感测元件17相反的一端。固着材料9C和/或9D可以是与以上参照图1A-图1C公开的用于固着材料9A和9B的材料和/或结构相同的材料和/或结构。尽管在图中未示出，但是还可以在传感器IOB的内侧上设置提供电压感测元件20的金属箔以提供电压感测功能。现在参照图3A和图3B，示出根据本专利技术的又一实施例的传感器10C。传感器IOC与图2A-图2B的传感器IOB相似，因此以下将仅描述在它们之间的不同。电流感测元件在柔性铁素体条12的一端粘附到柔性铁素体条12的外侧(或者备选为内侧)表面，而不是将电流感测元件17的一侧粘附到柔性铁素体条12的一端。固着材料9C、9D中的一个或者两个固着材料将在柔性铁素体条12的另一端的相对面保持与电流感测元件邻近，该固着材料粘附到电流感测元件17的另一侧和/或柔性铁素体条12的相对面。尽管在图中未示出，但是还可以在传感器IOC的内侧上设置提供电压感测元件20的金属箔以提供电压感测功倉泛。现在参照图4，示出根据本专利技术的另一实施例的传感器10D。传感器IOD与图1C的传感器IOA相似，因此以下将仅描述在传感器IOD与传感器IOA之间的不同。传感器还包括夹具本体20，该夹具本体在近端包括柄部分22并且在远端限定柔性铁磁条分段12A、12B、电流感测元件17和电压感测元件20设置于其中的孔。在将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于感测穿过功率分布系统的接线的电流的传感器，所述传感器包括：电流感测器件，用于提供指示穿过所述接线的所述电流的第一输出；以及柔性铁磁条，使得所述电流感测器件粘附于其一端以用于在所述传感器耦合到所述接线时形成用于磁通量的闭合路径。

【技术特征摘要】
2012.08.28 US 13/596，6581.一种用于感测穿过功率分布系统的接线的电流的传感器，所述传感器包括: 电流感测器件，用于提供指示穿过所述接线的所述电流的第一输出；以及 柔性铁磁条，使得所述电流感测器件粘附于其一端以用于在所述传感器耦合到所述接线时形成用于磁通量的闭合路径。2.根据权利要求1所述的传感器，还包括:电压感测器件，粘附到所述柔性铁磁条，用于提供指示所述接线上的电势的第二输出，其中所述电压感测器件未与所述接线产生电接触。3.根据权利要求2所述的传感器，其中所述电压感测器件包括具有与所述柔性铁磁条基本上相同宽度和相同长度的金属箔。4.根据权利要求1所述的传感器，其中所述柔性铁磁条是第一铁磁条，所述第一铁磁条使得所述电流感测器件的第一侧粘附于其第一端，并且还包括第二铁磁条，所述第二铁磁条在其第一端粘附到所述电流感测器件的第二侧，并且其中所述第一铁磁条的第二端和所述第二铁磁条的第二端在所述传感器耦合到所述接线时固着在一起以便形成经过所述第一铁磁条、所述第二铁磁条和所述电流感测器件的所述闭合路径。5.根据权利要求4所述的传感器，还包括:至少一个固着材料，粘附到所述第一铁磁条的所述第二端或者所述第二铁磁条的所述第二端中之一，以将所述第一铁磁条的所述第二端固着到所述第二铁磁条的所述第二端。6.根据权利要求1所述的传感器，其中所述电流感测器件的第一侧粘附到所述柔性铁磁条的第一端，并且其中所述铁磁条的第二端邻接所述电流感测器件的第二侧以形成经过所述电流感测器件的所述闭合路径。7.根据权利要求6所 述的传感器，还包括:至少一个固着材料，粘附到所述铁磁条的所述第二端或者所述电流感测器件的所述第二侧中之一，以将所述铁磁条的所述第二端固着到所述电流感测器件的所述第二侧。8.根据权利要求1所述的传感器，其中所述电流感测器件的第一侧粘附到在所述柔性铁磁条的所述第一端的内侧表面，并且其中在所述铁磁条的所述第二端的相对外侧表面邻接所述电流感测器件的第二侧以形成经过所述电流感测器件的所述闭合路径。9.根据权利要求8所述的传感器，还包括:至少一个固着材料，粘附到在所述铁磁条的所述第二端的所述内侧表面或者所述电流感测器件的所述第二侧中之一，以将在所述铁磁条的所述第二端的所述外侧表面固着到所述电流感测器件的所述第二侧。10.根据权利要求1所述的传感器，还包括用于将所述传感器固着到所述接线的传感器夹具本体，其中所述柔性铁磁条和所述电流感测器件设置于所述传感器夹具本体内。11.根据权利要求10所述的传感器，其中所述传感器夹具本体包括: 柄对，设置于所述传感器夹具本体的近端；以及 铰链机构，并且其中所述柔性铁磁条设置于在所述传感器夹具本体的远端处形成的孔内，其中所述柄对在被压缩在一起时打开所述孔以允许插入所述接线，其中所述铰链机构包括用于在释放所述柄对时在所述接线周围闭合所述孔的恢复弹簧，其中所述柔性条沿着所述孔的内侧圆周设置并且固着到所述传感器夹具本体，由此所述柔性条在所述柄对被压缩在一起或者释放时弯曲。12.根据权利要求10所述的传感器，其中所述传感器夹具本体包括用于使得所述接线穿过的机械约束件，其中所述机械约束件通过在所述接线周围压缩所述柔性铁磁条来在固定位置处固着所述接线，其中所述机械约束件包括在所述接线周围的固定位置锁定所述柔性铁磁条的...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·艾尔埃索伊，A·P·弗雷拉，T·W·凯勒，K·拉加玛尼，J·C·鲁比奥，M·A·沙佩特，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：