一种数字振膜式电流传感器

摘要

本发明涉及一种数字振膜式电流传感器，基本原理是基于永磁场和电流磁场的相互作用驱动薄膜振动，由测量振动得到数字电流信号。具体包括薄膜振动系统和微振动光电测量系统，其中薄膜振动系统有两种实施方式：永磁体双端驱动电流薄膜振动模式和电流分流线圈双端驱动永磁薄膜振动模式；微振动光电测量系统应用了激光光束边缘调制线阵电荷耦合器(CCD)图像传感器或互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器的方法直接得到数字电流信号。

主权项

一种数字振膜式电流传感器，其特征是：基于永磁场和电流磁场的相互作用驱动薄膜振动,包括永磁体双端驱动电流线圈薄膜振动模式和电流分流线圈双端驱动永磁薄膜振动模式，并应用激光光束边缘调制线阵电荷耦合器(CCD)图像传感器或互补金属氧化物半导体（CMOS）图像传感器的方法直接得到数字电流信号；所述永磁体双端驱动电流线圈薄膜振动模式的电流传感器包括：设置于绝缘体[14]中的薄膜[3]、永磁体[4]、电流线圈[5]、激光光源[6]、传输光纤[7]、激光准直器[8]、泡沫遮光材料[9]、光反射镜[10]、扩束透镜[11]、数字光电转换及信号控制处理器[12]以及磁屏蔽[13]；磁屏蔽[13]用于屏蔽主导线电流磁场；永磁体[4]置于薄膜[3]的两侧，电流线圈[5]与薄膜[3]结合为一体，电流线圈[5]分流了主导线电流，线圈电流产生的磁场在永磁体[4]磁场力的双端驱动下带动薄膜[3]振动或进动，其幅值是电流的线性函数；激光信号从激光光源[6]经传输光纤[7]传送到激光准直器[8]，准直后得到边缘整齐清晰的光束，在薄膜[3]上粘接一块极轻的泡沫遮光材料[9]，调整光束使薄膜[3]静止时泡沫遮光材料[9]的端面与光束的中心线重合，薄膜[3]振动时带动泡沫遮光材料[9]遮挡全部光束、部分光束或无遮挡光束；所述电流分流线圈双端驱动永磁薄膜振动模式的电流传感器包括：设置于绝缘体[14]中的电流分流线圈[2]、薄膜[3]、永磁体[4]、激光光源[6]、传输光纤[7]、激光准直器[8]、泡沫遮光材料[9]、光反射镜[10]、扩束透镜[11]、数字光电转换及信号控制处理器[12]以及磁屏蔽[13]；磁屏蔽[13]用于屏蔽主导线电流磁场；两个电流分流线圈置于薄膜的两侧，永磁体与薄膜结合为一体，两个电流分流线圈[2]分流了等值的主导线电流，分流线圈电流产生的磁场驱动永磁体带动薄膜振动或进动，其幅值是电流的线性函数；激光信号从光源[6]经传输光纤[7]传送到准直器[8]，准直后得到边缘整齐清晰的光束，在薄膜[3]上粘接一块极轻的泡沫遮光材料[9]，调整光束使薄膜[3]静止时[9]的端面与光束的中心线重合，薄膜[3]振动时带动泡沫遮光材料[9]遮挡全部光束、部分光束或无遮挡光束。