发明名称 直流电流测感器
摘要 本发明之一目的系在于提供一种直流电流测感器,具有相对简单的构造,以及甚至是相对于微电流变化在诸如直流泄漏断电器等之上的良好侦测能力,特定而言,本发明之一目的系在于提供一种多功能的直流电流测感器,易于装置在所要进行侦测的一条导线上。一条正被侦测的导线1被设置穿过一个条型侦测磁心2之中,该侦测磁心系由一整体的U形侦测磁心部件2b,I形侦测磁心部件21a,21b,与由四块相对于侦测磁心部件21a,21b而设置,实质上为矩形柱体磁心部件4a,4b,4c,4d所构成的一激励磁心4的相反对置的部份52a,52b,52c,52d所构成,其中,对应于由流经导线1的一直流电流而在侦测磁心2中所产生出来的磁通量Φ,利用由在缠绕于激励磁心部件4a,4b,4c,4d的连接的部份51a,51b与51c,51d的激励线圈5a,5b之中的,频率为f0的一个交流电流所产生的一个磁通量,以进行负相位的激励,便可以利用反对的都份52a,52b,52c,52d而周期性地形成一个磁间隙,形成了激励磁心的一个磁心相交接区域,此区域实质上垂直地迫接至侦测磁心部件的周缘方向,以便以2f0调变磁通量Φ0,以便侦测与流经由缠绕于激励磁心4上的侦测线圈3所进行侦测的导线1之中的直流电流I成比例的一个电动势。
申请公布号 TW350916 申请公布日期 1999.01.21
申请号 TW083109488 申请日期 1994.10.13
申请人 住友特殊金属股份有限公司 发明人 詹姆士.曲.凡能
分类号 G01R19/20 主分类号 G01R19/20
代理机构 代理人 赖经臣 台北巿南京东路三段三四六号白宫企业大楼一一一二室
主权项 1.一种直流电流测感器,包含由一环形软质磁性材料所构成的一侦测磁心,其中一条导线被侦测,该导线中有一直流电流流动,可在不接触的情况下进行侦测,该侦测磁心系由可以在所要侦测之导线被装设穿过其中时,至少可以在周缘方向上的一个部份被分割的数个侦测磁心部件所构成,在该些侦测磁心部件中之至少一个之上,由软质磁性材料所构成的一对激励磁心,利用提供垂直地连接至该些侦测磁心部件的周缘方向上的一个磁心相交区,而一种环形的形状,并被设置于相反对应于该些侦测磁心部件之处,以便利用实质上在相对应于由流经该所要侦测的导线中的直流电流所产生的,在周缘方向上的磁通量,而形成垂直方向的一个磁通量,而使该些侦测磁心部件的一个部份达到磁性饱和,并周期性地利用在周缘方向上的磁通量而中断磁路径,并且,激励线圈系被缠绕于激励磁心上,该些个别的激励线圈系被连接起来以进行负相位激励,而一个侦测线圈则以一种整体形成环形的形状被缠绕于该些激励磁心之上。2.如申请专利范围第1项之直流电流测感器,其中由形成一体而相接连的两块矩形柱体激励磁心部件所构成的激励磁心系被相反对于侦测磁心部件而设置。3.如申请专利范围第1项之直流电流测感器,其中一激励线圈系被缠绕于两块矩形柱体激励磁心部件的一个连接的部份之上。4.如申请专利范围第1项之直流电流测感器,其中一侦测磁心系由利用在一整体中之一激励磁心的一个部份连接一对I形的一个侦测磁心部件,与先前被形成一个整体的一U形侦测磁心部件所构成。5.如申请专利范围第4项之直流电流测感器,其中一对I形侦测磁心部件的一个尾端,系利用一U形侦测磁心部件的一个尾端部份被保持使两者的另一端可以被自由地开启或关闭,而被保持可以转动。6.如申请专利范围第1项之直流电流测感器,其中一激励电流的一个平衡体积系被设置于一对激励线圈之间。7.如申请专利范围第1项之直流电流测感器,其中一侦测磁心部件与一激励磁心部件皆系由导磁合金所构成。8.一种直流电流测感器,包含由一环形软质磁性材料所构成的一侦测磁心,其中一条导线被侦测,该导线中有一直流电流流动,可在不接触的情况下进行侦测,该侦测磁心系由可以在所要侦测之导线被装设穿过其中时,至少可以在周缘方向上的一个部份被分割的数个侦测磁心部件所构成,在该些侦测磁心部件中之至少一个之上,由软质磁性材料所构成的一对激励磁心,利用提供垂直地连接至该些侦测磁心部件的周缘方向上的一个磁心相交区,而一种环形的形状,并被设置于相反对应于该些侦测磁心部件之处,以便利用实质上在相对应于由流经该所要侦测的导线中的直流电流所产生的,在周缘方向上的磁通量,而形成垂直方向的一个磁通量,而使该些侦测磁心部件的一个部份达到磁性饱和,并周期性地利用在周缘方向上的磁通量而中断磁路径,并且,激励线圈系被缠绕于激励磁心上,该些个别的激励线圈系被连接起来,使得可以供应具有90相对相位差的一个激励电流,而侦测线圈系以一种环形的形状被缠绕于该些激励磁心之上,且该些个别的侦测线圈则系以负相位而被串联连接在一起。9.如申请专利范围第8项之直流电流测感器,其中由形成一体而相接连的两块矩形柱体激励磁心部件所构成的激励磁心系被相反于侦测磁心部件而设置。10.如申请专利范围第8项之直流电流测感器,其中一激励线圈系被缠绕于两块矩形柱体激励磁心部件的一个连接的部份之上。11.如申请专利范围第8项之直流电流测感器,其中一侦测磁心系由利用在一整体中之一激励磁心的一个部份连接一对I形的一个侦测磁心部件,与先前被形成一个整体的一U形侦测磁心部件所构成。12.如申请专利范围第11项之直流电流测感器,其中一对I形侦测磁心部件的一个尾端,系利用一U形侦测磁心部件的一个尾端部份被保持使两者的另一端可以被自由地开启或关闭,而被保持可以转动。13.如申请专利范围第8项之直流电流测感器,其中一激励电流的一个平衡体积系被设置于一对激励线圈之间。14.如申请专利范围第8项之直流电流测感器,其中一侦测磁心部件与一激励磁心部件皆系由导磁合金所构成。图式简单说明:第一图为显示本发明直流电流测感器之一具体例之斜视说明图。第二图为第一图中所显示之直流电流测感器沿a-a线所截取的纵向横截面图。第三图为第一图中所显示之直流电流测感器沿b-b线所截取的纵向横截面图。第四图为显示本发明直流电流测感器之另一具体例之透视说明图。第五图为第四图中所显示之直流电流测感器沿a-a线所截取的纵向横截面图。第六图为第四图中所显示之直流电流测感器沿b-b线所截取的纵向横截面图。第七图为显示于第四图中之一直流电流测感器之中的一激励电流,通过侦测磁心的一磁通量,与一侦测线圈中之一电动势之间的关系的一组曲线图。第八图为一示意图,显示应用显示于第一图与第四图中的直流电流测感器之时的一种模态。第九图为一线性曲线图,显示流经所要侦测的一条导线(1)之中的一直流电流(微区域)与由显示于第一图中的直流电流测感器所输出之间的关系。第十图为一斜视图,显示将第一图中的直流电流测感器使用做为一定位表(clamp meter)的情况中的一种模态。第十一图为一斜视说明图,显示本发明之直流电流测感器发明之前所发明的一种直流电流测感器的外观。第十二图为一组曲线图,显示施加于显示在第十图中的直流电流测感器架构中的各频率之间的关系,其中第十二图(A)显示频率与一激励电流之间的关系,第十二图(B)显示频率与通过一侦测磁心的一磁通量之间的关系,而第十二图(C)则显示频率与一侦测线圈的电动势之间的关系。第十三图为一组曲线图,显示施加于显示在第十图中的直流电流测感器架构中的各频率之间的关系,其中第十三图(A)显示频率与一激励电流之间的关系,第十三图(B)显示频率与通过一侦测磁心的一磁通量之间的关系,而第十三图(C)则显示频率与一侦测线圈的电动势之间的关系。第十四图为一斜视说明图,显示本发明之直流电流测感器发明之前所发明的一种直流电流测感器的外观。第十五图为一透视说明图,显示本发明之直流电流测感器发明之前所发明的一种直流电流测感器的外观。
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