技术领域
[0001] 本实用新型属于
电子技术领域,具体涉及一种电流传感器。
背景技术
[0002] 电流传感器是一种用于感受被测电流信息的检测装置，常被用于
家用电器、变电站、
风力/火力发电、智能
电网、
太阳能发电等领域。电流传感器市面上常见的电流传感器是根据线圈互感、或霍尔效应制作的芯片传感器。
[0003] 霍尔芯片传感器是基于
硅(Si)、锗(Ge)、砷化铟(InAs)、锑化铟(InSb)等
半导体材料制备而成的；但霍尔传感器的灵敏度、
精度和
重复精度偏低，抗噪声能力偏弱，
工作温度范围偏窄，极大地限制了霍尔传感器在电流检测，尤其是极微弱漏电检测领域的应用。实用新型内容
[0004] 本实用新型要解决的技术问题就是针对电流传感器中存在的上述
缺陷，提供一种电流传感器，其综合性能更优越。
[0005] 为此，本实用新型提供一种高精度的电流传感器,包括感应部件、线圈、
支撑件和屏蔽壳，其中，
[0006] 所述感应部件为芯片感应部件，用于感应
磁场而获得感应
信号；
[0007] 所述线圈包括
铁芯和绕置于所述铁芯外侧的绕组，而且，在所述铁芯上设有缝隙，所述感应部件设于所述缝隙内；
[0008] 所述支撑件用于支撑和固定所述线圈；
[0009] 所述感应部件、所述线圈和所述支撑件设于所述屏蔽壳内。
[0010] 其中，所述铁芯为环状的分体结构。
[0011] 其中，所述铁芯包括第一铁芯和第二铁芯，所述第一铁芯和所述第二铁芯相对设置形成环状结构，所述缝隙形成于所述第一铁芯和所述第二铁芯的对接
位置处。
[0012] 其中，所述支撑体包括第一支撑体和第二支撑体，在所述第一支撑体和所述第二支撑体的相对面各设置一凹部，在所述凹部的外侧分别设有第一腔体和第二 腔体；当所述第一支撑体和第二支撑体贴合在一起时，设置于所述第一支撑体和所述第二支撑体的凹部相对并形成套置腔体，所述第一腔体和所述第二腔体形成环形腔体，所述套置腔体用于穿过被测
导线，所述环形腔体用于设置所述线圈。
[0013] 其中，所述第一支撑体和所述第二支撑体以铰接、卡接或轴接方式固定在一起。
[0014] 其中，包括线路板，在所述线路板上设有放大单元和滤波单元，其中，所述放大单元用于放大所述感应信号；所述滤波单元用于对放大后的所述感应信号进行滤波处理；
[0015] 所述支撑体上设有附加腔体，所述线路板固定于所述附加腔体内。
[0016] 其中，所述屏蔽壳包括第一屏蔽壳和第二屏蔽壳，所述第一屏蔽壳和所述第二屏蔽壳扣合在一起，并在其中间位置形成屏蔽空间，所述线圈、所述支撑件和所述感应部件设于所述屏蔽空间内。
[0017] 其中，包括多个屏蔽壳，所述多个屏蔽壳层层嵌套，所述线圈、所述支撑件和所述感应部件置于最内侧所述屏蔽壳内。
[0018] 其中，所述感应部件为巨磁
电阻传感器、隧穿磁电阻传感器、
各向异性磁电阻传感器或巨磁阻抗效应传感器。
[0019] 其中，所述屏蔽壳采用坡莫
合金或Co/Fe基非晶或微晶的高磁导率材料制成。
[0020] 本实用新型具有以下有益效果：
[0021] 本实用新型提供的电流传感器采用芯片传感器作为感应部件去感应磁场的变化，并将感应部件置于屏蔽壳内，不仅提高了电流传感器的测量精度，而且使其具有高灵敏度、宽电流测量范围、宽工作温度范围和优异的抗噪声性能等优点。
附图说明
[0022] 图1为本实用新型
实施例电流传感器的结构示意图；
[0023] 图2为本实用新型实施例中电流传感器的线圈的结构示意图；
[0024] 图3为本实用新型另一实施例中线圈的结构示意图；
[0025] 图4为本实用新型实施例中电流传感器的支撑体的结构示意图；
[0026] 图5为本实用新型实施例中第一支撑体的立体示意图；
[0027] 图6为本实用新型实施例中第二支撑体的立体示意图；
[0028] 图7为本实用新型实施例中电流传感器的第一屏蔽壳的结构示意图；
[0029] 图8为本实用新型实施例中电流传感器的第二屏蔽壳的结构示意图。
具体实施方式
[0030] 为使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型提供的电流传感器进行详细描述。
[0031] 如图1所示，电流传感器包括感应部件1、线圈2、支撑件3和屏蔽壳8，感应部件1固定于线圈2，线圈2固定于支撑体3。其中，感应部件1可采用但不限于采用
巨磁电阻传感器、隧穿磁电阻传感器、各向异性磁电阻传感器或巨磁阻抗效应传感器，用于感应外界的磁场而获得感应信号。本实施例提供的感应部件具有高灵敏度和高精度、高热
稳定性、抗噪声能力强及工作温度宽等优点，极大地扩大了电流传感器的应用范围。
[0032] 线圈2用于汇聚电流传感器周围的磁场，如用于汇聚流过导线的电流产生的磁场。支撑件3用于支撑和固定线圈2。具体地，如图2所示，线圈2包括铁芯21和绕组22。铁芯21为环形结构，在铁芯21上设有缝隙23，缝隙23使铁芯21形成非闭合的环形结构，感应部件1设置于缝隙23内。当将导体设置于铁芯21的中部并通入电流时，铁芯21可将导体产生的磁场尽可能地汇聚于铁芯21内，从而提高铁芯21内的磁场强度。铁芯21由坡莫合金、铁
氧体、硅
钢片、Co、Fe基非晶或微晶的高导磁率材料制成。这里的高导磁率是指
真空相对导磁率达到10000以上。
[0033] 绕组22绕置于铁芯21的外侧，当铁芯21内的磁场发生变化时，绕组22内将产生感应电流，该感生电流又进一步产生可用于抵消流经导体的电流产生的磁场。由于缝隙23的宽度对电流传感器的灵敏度有较大的影响，通常缝隙23的宽度越窄，电流传感器的灵敏度越高。
[0034] 在本实施例中，铁芯21为分体结构，即由两
块或更多块铁芯拼接而成。图2所示的铁芯21是由两块铁芯拼接而成，即铁芯21包括第一铁芯21a和第二铁芯21b，第一铁芯21a和第二铁芯21b相对设置而形成环状结构，缝隙23形成于第一铁芯21a和第二铁芯21b的接头位置处。
[0035] 在另一实施例中，如图3所示，铁芯21为一体结构。虽然一体结构的铁芯21在精度和灵敏度方面与分体结构的铁芯21相同，但是，分体结构的铁芯21安装和拆除更方便。因此，在实际应用时，分体结构的铁芯21更实用。
[0036] 支撑体3的结构与线圈2的外形结构相匹配，支撑件3是由耐老化、绝缘性能优异、强度高的材料制备而成。下面以图2所示结构的线圈2为例，介绍支撑 体3的具体结构。如图4、图5、图6所示，支撑体3包括第一支撑体31和第二支撑体32，在第一支撑体31和第二支撑体32的相对面分别设置一凹部33a、33b，当第一支撑体31和第二支撑体32组合一起时，凹部33a、33b相对并形成一套置腔体35。使用时，被测导体穿过该套置腔体35，即将支撑体3套置于被测导体的外侧。在凹部33a、33b的外侧分别设有第一腔体34a和第二腔体34b；当第一支撑体31和第二支撑体32组合一起时，第一腔体34a和第二腔体34b形成环形腔体36，该环形腔体36的内径尺寸与线圈2的外径尺寸匹配，线圈2嵌置于该环形腔体36内。使用时，将第一铁芯21a和第二铁芯21b分别嵌置于第一腔体34a和第二腔体34b内，再将第一支撑体31和第二支撑体32通过但不限于铰接、卡接或轴接方式固定在一起，并将被测导体套置于线圈2的内侧。
[0037] 需要说明的是，线圈2可采用圆环形、方环形、三
角环形等不同的形状，显然，设置于支撑体3上的环形腔体36的形状对应地采用圆环形、方环形、三角环形等不同的形状。
[0038] 可选地，如图4所示，在支撑体3上还设有附加腔体37，在附加腔体37内两相对位置处设置卡槽5，用于处理感应部件1获得的感应信号的线路板4固定于卡槽5内。需说明的是，附加腔体37可设置于第一支撑体31，也可设置于第二支撑体32。
[0039] 由于感应部件1获得的感应信号较弱，需要首先对该感应信号进行滤波、放大等处理，再将其传输至诸如上位机和下位机等处理单元以进一步进行处理。具体地，在线路板4上设有放大单元和滤波单元，其中，放大单元用于放大感应信号；滤波单元用于对放大后的感应信号进行滤波处理。
[0040] 需要说明的是，线路板4并不限于设置在支撑体3内，实际上，线路板4也可设于支撑体3外侧的其它位置。
[0041] 在另一实施例中，电流传感器还包括至少一个屏蔽壳8，由一层或几层坡莫合金或Co/Fe基非晶或微晶材料等高导磁率的材料制成，用于屏蔽或减弱外部电磁信号或磁信号对感应部件的影响。支撑体3嵌置于屏蔽壳8内，用以减少外界对感应部件的影响，从而提高电流传感器的灵敏度。具体地，如图7和图8所示，屏蔽壳8包括第一屏蔽壳81和第二屏蔽壳82，第一屏蔽壳81和第二屏蔽壳82的开口相对地扣合在一起，并在中间位置形成一屏蔽空间，将感应部件1、线圈2和线路板4固定于支撑件3后，再将支撑体3嵌置于该屏蔽空间内。在第二屏蔽壳82上还设有用于安装固定屏蔽壳8的安装座83，用于将屏蔽壳8可固定在 所需的位置。屏蔽壳8采用坡莫合金等屏蔽材料制成。
[0042] 需要说明的是，当电流传感器包括多个屏蔽壳时，多个屏蔽壳层层嵌套，即一个屏蔽壳嵌套另一个屏蔽壳，支撑体3设于最内侧的屏蔽壳内。屏蔽壳的数量越多，屏蔽效果越好，设置在屏蔽壳内的感应部件的精度和灵敏度越高。
[0043] 本实施例提供的电流传感器采用芯片传感器作为感应部件去感应磁场的变化，并将感应部件置于屏蔽壳内，不仅提高了电流传感器的测量精度，而且使其具有高灵敏度、宽测量范围、宽工作温度范围和优异的抗噪声性能等优点。
[0044] 可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。
