專利名稱：一種霍爾電流檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種霍爾電流檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)導(dǎo)體中流過(guò)的電流，屬于電工檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
一般采用電流互感器來(lái)檢測(cè)導(dǎo)體中流過(guò)的電流。傳統(tǒng)的電流互感器主要包括三部分鐵芯、一次繞組和二次繞組，其中，一次繞組和二次繞組分別繞在鐵芯上，此外，還有一負(fù)載(如電阻)連接在二次繞組上，該類電流互感器的基本原理與一般的單相變壓器或電壓互感器的原理相同，都是通過(guò)檢測(cè)負(fù)載的電壓或電流來(lái)檢測(cè)一次繞組中流過(guò)的電流。后來(lái)，隨著霍爾效應(yīng)的運(yùn)用，利用霍爾元件制成的電流互感器被普遍應(yīng)用于電流檢測(cè)中，其中，霍爾元件用于替代傳統(tǒng)電流互感器中的二次繞組，該類電流互感器的工作原理是當(dāng)導(dǎo)體中流過(guò)電流時(shí)，就會(huì)在鐵芯中感應(yīng)相應(yīng)的磁場(chǎng)，由于霍爾元件放置在該磁場(chǎng)中，該磁場(chǎng)的磁力線穿過(guò)霍爾元件，霍爾元件將磁場(chǎng)的磁通轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)輸出，并通過(guò)相應(yīng)的檢測(cè)電路使得輸出電壓信號(hào)與導(dǎo)體中流過(guò)的電流在一定范圍內(nèi)成線性關(guān)系，據(jù)此便可檢測(cè)出導(dǎo)體中流過(guò)的電流。上述兩種電流互感器都包括鐵芯，實(shí)際上現(xiàn)有的電流互感器在結(jié)構(gòu)上一般都設(shè)置鐵芯。例如，中國(guó)專利文獻(xiàn)CN 101013144A公開的霍爾電流檢測(cè)裝置，將鐵芯固定在電路板上，將霍爾元件放置在鐵芯的空氣隙中；又如，中國(guó)專利文獻(xiàn)CN201145706Y公開的霍爾電流傳感器，包括具有徑向空隙的環(huán)形鐵芯，霍爾元件也放置在環(huán)形鐵芯空隙中。上述文獻(xiàn)公開的電流互感器在用于電流檢測(cè)時(shí)，當(dāng)導(dǎo)體中通有電流就會(huì)在鐵芯上感應(yīng)磁場(chǎng)，通過(guò)霍爾元件來(lái)檢測(cè)該磁場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)導(dǎo)體中通過(guò)的電流的檢測(cè)。采用鐵芯結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于對(duì)于小電流檢測(cè)來(lái)說(shuō)，由于磁場(chǎng)較弱，有時(shí)很難檢測(cè)，從而使得小電流檢測(cè)的精度降低，采用鐵芯可以使得磁場(chǎng)集中，從而提高小電流檢測(cè)的精度。但是，在導(dǎo)體中通過(guò)的電流較大時(shí)，鐵芯中產(chǎn)生的磁通會(huì)呈現(xiàn)出非線性，從而導(dǎo)致互感器互感系數(shù)的變化，進(jìn)而降低檢測(cè)精度；另外，受到鐵芯本身體積以及材料的頻率特征的限制，采用鐵芯結(jié)構(gòu)的電流互感器無(wú)法檢測(cè)直流電流和較高頻率電流(如船用中頻40(Γ2Κ赫茲)。綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中帶有鐵芯的導(dǎo)體電流檢測(cè)裝置無(wú)法兼顧小電流檢測(cè)精度與大電流檢測(cè)精度，并且，無(wú)法實(shí)現(xiàn)較高頻率電流和直流電流的檢測(cè)，進(jìn)而檢測(cè)范圍較窄。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中帶有鐵芯的導(dǎo)體電流檢測(cè)裝置的上述缺陷，從而提供一種導(dǎo)體電流檢測(cè)裝置，該裝置不受鐵心特性(飽和、頻響)的限制，具有較寬的電流檢測(cè)范圍，且能夠兼顧小電流檢測(cè)精度與大電流的檢測(cè)精度。為此，本發(fā)明提供一種霍爾電流檢測(cè)裝置，包括載流導(dǎo)體、可旋轉(zhuǎn)安裝在所述載流導(dǎo)體上的霍爾元件、與所述霍爾元件連接的電路板以及在連接所述電路板上的輸出引線。
還包括安裝在所述載流導(dǎo)體上的外殼，所述外殼具有容納腔以及引線孔，所述容納腔用于容納所述霍爾元件及所述電路板，所述引線孔用于將所述輸出引線從所述容納腔內(nèi)引到所述外殼的外部，所述外殼能夠與所述霍爾元件產(chǎn)生上下位置相對(duì)移動(dòng)。所述外殼通過(guò)緊固件與所述載流導(dǎo)體固定。所述霍爾元件的底部設(shè)置隔熱墊，所述隔熱墊上具有安裝孔，所述緊固件穿過(guò)所述安裝孔將所述隔熱墊固定在所述載流導(dǎo)體上。還包括屏蔽罩，所述屏蔽罩套接在所述載流導(dǎo)體上并遮蓋住所述霍爾元件的上方。所述屏蔽罩為鐵磁材料制成。所述外殼為塑料外殼。所述霍爾元件與所述電路板焊接固定。本發(fā)明提供的霍爾電流檢測(cè)裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)1.本發(fā)明提供的霍爾電流檢測(cè)裝置，包括載流導(dǎo)體、可旋轉(zhuǎn)安裝在所述載流導(dǎo)體上的霍爾元件、與所述霍爾元件連接的電路板以及連接在所述電路板上的輸出引線。所述霍爾電流檢測(cè)裝置省略了鐵芯的運(yùn)用，避免了現(xiàn)有技術(shù)中采用鐵芯結(jié)構(gòu)的霍爾電流檢測(cè)裝置由于受到鐵芯特性(飽和、頻響)所限檢測(cè)范圍較窄的缺陷，從而提高了霍爾電流檢測(cè)裝置的檢測(cè)范圍；同時(shí)，由于省略了鐵芯的運(yùn)用，即使在載流導(dǎo)體中通過(guò)較大電流時(shí)，也不會(huì)因?yàn)殍F芯飽和而造成檢測(cè)精度的極度降低，從而提高了霍爾電流檢測(cè)裝置在進(jìn)行大電流檢測(cè)時(shí)的檢測(cè)精度；另外，本發(fā)明的霍爾電流檢測(cè)裝置，雖然在小電流檢測(cè)時(shí)，無(wú)法通過(guò)鐵芯來(lái)進(jìn)行磁場(chǎng)集中，但是，由于霍爾元件可旋轉(zhuǎn)安裝在所述載流導(dǎo)體上，在使用前，其可以通過(guò)改變霍爾元件感應(yīng)面與載流導(dǎo)體的相對(duì)位置關(guān)系，從而改變穿過(guò)霍爾元件的磁通量，以此來(lái)獲得較佳的磁場(chǎng)感應(yīng)位置(即單位面積里磁力線最多的位置)，進(jìn)而提高了小電流檢測(cè)的精度，并可以通過(guò)改變霍爾元件與載流導(dǎo)體的相對(duì)位置關(guān)系進(jìn)行校準(zhǔn)，而該種校準(zhǔn)方式相對(duì)于傳統(tǒng)的通過(guò)改變互感系數(shù)來(lái)校準(zhǔn)的方式來(lái)說(shuō)，降低了操作難度。2.本發(fā)明提供的霍爾電流檢測(cè)裝置，還包括設(shè)置在所述載流導(dǎo)體上的外殼，所述外殼具有容納腔以及引線孔，所述容納腔用于容納所述霍爾元件及所述電路板，所述引線孔用于將所述輸出引線從所述容納腔內(nèi)引到所述外殼的外部，所述外殼能夠與所述霍爾元件產(chǎn)生上下位置相對(duì)移動(dòng)。設(shè)置外殼可以強(qiáng)化對(duì)于霍爾元件的保護(hù)，另外，所述外殼設(shè)置有用于容納霍爾元件的容納腔，且所述容納腔能夠與所述霍爾元件進(jìn)行上下位置相對(duì)移動(dòng)。本發(fā)明所述的這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使得在校準(zhǔn)時(shí)只需要操作霍爾元件，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)最佳磁場(chǎng)位置的確定功能，操作簡(jiǎn)單。3.本發(fā)明提供的霍爾電流檢測(cè)裝置，還包括屏蔽罩，所述屏蔽罩套接在所述載流導(dǎo)體上并遮蓋住所述霍爾元件的上方。在繼電器、電動(dòng)機(jī)保護(hù)器和控制與保護(hù)開關(guān)電器(CPS)中經(jīng)常需要同時(shí)檢測(cè)三相電流，當(dāng)使用三個(gè)帶霍爾傳感器(在此，霍爾傳感器由外殼、安裝在外殼上的霍爾元件、與霍爾元件連接并從外殼中伸出的輸出引線以及與霍爾元件連接的電路板組成)的載流導(dǎo)體來(lái)承載三相電流時(shí)，屏蔽罩起到了阻隔相鄰載流導(dǎo)體磁場(chǎng)相互干擾的作用，保證了檢測(cè)的精準(zhǔn)度。


為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，其中
圖1是本發(fā)明的霍爾元件與載流導(dǎo)體的位置示意 圖2是本發(fā)明的霍爾元件、電路板、輸出引線連接后的示意 圖3是本發(fā)明的塑料外殼的示意 圖4是本發(fā)明的加入密封膠的霍爾元件、電路板以及輸出引線安裝后的示意 圖5是本發(fā)明的霍爾元件、電路板、輸出引線、外殼以及載流導(dǎo)體安裝后的示意 圖6是本發(fā)明的霍爾元件、電路板、輸出引線、外殼、載流導(dǎo)體以及屏蔽罩安裝后的示意 圖7是本發(fā)明提供的用于三相電流檢測(cè)裝置的霍爾電流檢測(cè)裝置的外觀示意 圖8是能夠適用于本發(fā)明的腰型孔的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，附圖標(biāo)記表示為1-霍爾元件；2_載流導(dǎo)體；3-電路板；4_輸出引線；5-外殼；51_容納腔；52_引線孔；53-通孔；54_凸耳；6_緊固件；7_隔熱墊；8_屏蔽罩；9_密封膠。
具體實(shí)施例方式如圖1、圖2所示，本實(shí)施例提供一種霍爾電流檢測(cè)裝置，包括載流導(dǎo)體2、可旋轉(zhuǎn)安裝在所述載流導(dǎo)體2上的霍爾元件1、與所述霍爾元件I通過(guò)焊接方式固定連接的電路板3以及通過(guò)焊接方式固定在所述電路板3上的輸出引線4 (見(jiàn)圖5)。本實(shí)施例提供的霍爾電流檢測(cè)裝置省略了鐵芯的運(yùn)用，避免了現(xiàn)有技術(shù)中采用鐵芯結(jié)構(gòu)的霍爾電流檢測(cè)裝置由于受到鐵芯特性(飽和、頻響)所限檢測(cè)范圍較窄的缺陷，從而提高了霍爾電流檢測(cè)裝置的檢測(cè)范圍；同時(shí)，由于省略了鐵芯的運(yùn)用，即使在載流導(dǎo)體2中通過(guò)較大電流時(shí)，也不會(huì)因?yàn)殍F芯飽和而造成檢測(cè)精度的降低，從而提高了霍爾電流檢測(cè)裝置在進(jìn)行大電流檢測(cè)時(shí)的檢測(cè)精度；另外，本發(fā)明的霍爾電流檢測(cè)裝置，雖然在小電流檢測(cè)時(shí)，無(wú)法通過(guò)鐵芯來(lái)進(jìn)行磁場(chǎng)集中，但是，由于霍爾元件I可旋轉(zhuǎn)安裝在所述載流導(dǎo)體2上，在使用前，其可以通過(guò)改變霍爾元件I的感應(yīng)面與載流導(dǎo)體2的相對(duì)位置關(guān)系，從而改變穿過(guò)霍爾元件I的磁通量，以此來(lái)獲得較佳的磁場(chǎng)感應(yīng)位置(即單位面積里磁力線最多的位置)，進(jìn)而提高了小電流檢測(cè)的精度，并可以通過(guò)改變霍爾元件I的感應(yīng)面與載流導(dǎo)體2的相對(duì)位置關(guān)系進(jìn)行校準(zhǔn)，而該種校準(zhǔn)方式相對(duì)于傳統(tǒng)的通過(guò)改變互感系數(shù)來(lái)校準(zhǔn)的方式來(lái)說(shuō)，降低了操作難度。為了進(jìn)一步提高檢測(cè)精度，將所述霍爾元件I的感應(yīng)面調(diào)整至與所述載流導(dǎo)體2產(chǎn)生的磁場(chǎng)垂直。需要說(shuō)明的是，對(duì)于所述霍爾元件I可旋轉(zhuǎn)安裝在所述載流導(dǎo)體2上這一技術(shù)特征來(lái)說(shuō)，其主要的目的在于改變穿過(guò)霍爾元件I的感應(yīng)面與載流導(dǎo)體2的相對(duì)位置關(guān)系(角度關(guān)系)，進(jìn)而改變穿過(guò)所述霍爾元件I的感應(yīng)面的磁力線數(shù)量。在達(dá)到此目的的前提下，本發(fā)明的霍爾元件I相對(duì)于所述載流導(dǎo)體2旋轉(zhuǎn)方式不受限制。本實(shí)施例提供一種具體的旋轉(zhuǎn)方式，如圖3、圖4以及圖6所示，所述霍爾電流檢測(cè)裝置還包括通過(guò)其底部安裝在所述載流導(dǎo)體2上的外殼5，所述外殼5具有容納腔51以及引線孔52，所述容納腔51用于容納所述霍爾元件I及所述電路板3，所述引線孔52用于將所述輸出引線4從所述容納腔51內(nèi)引到所述外殼5的外部，所述外殼5能夠與所述霍爾元件I產(chǎn)生上下位置相對(duì)移動(dòng)。為了達(dá)到轉(zhuǎn)動(dòng)霍爾元件I的目的，可以在外殼5的底部設(shè)置至少一個(gè)通孔53，而在載流導(dǎo)體2上與所述通孔53對(duì)應(yīng)的位置處設(shè)置供螺釘穿過(guò)的腰形孔(見(jiàn)圖8)，所述螺釘依次穿過(guò)通孔53和腰形孔，將外殼5可旋轉(zhuǎn)安裝在所述載流導(dǎo)體2上，其中，螺釘?shù)念^部卡在通孔53的外臂上，當(dāng)需要轉(zhuǎn)動(dòng)外殼5時(shí)，只需要調(diào)整所述螺釘在通孔53內(nèi)和腰形孔內(nèi)的位置就可以達(dá)到改變外殼5與所述載流導(dǎo)體2相對(duì)位置關(guān)系的目的，從而使得所述霍爾元件I在所述外殼5的帶動(dòng)下相對(duì)所述載流導(dǎo)體2產(chǎn)生位置移動(dòng)。而為了進(jìn)一步提高調(diào)整精度，進(jìn)而提高檢測(cè)精度，可以將霍爾元件I與載流導(dǎo)體2的間隙改變與角度改變結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)粗調(diào)與精調(diào)的結(jié)合，具體為，改變所述霍爾元件I與所述外殼5的上下相對(duì)位置，從而改變間隙，以此進(jìn)行粗調(diào)，旋轉(zhuǎn)所述外殼5進(jìn)而帶動(dòng)霍爾元件I旋轉(zhuǎn)，從而改變角度，以此實(shí)現(xiàn)精調(diào)。在調(diào)整好之后，為了保持調(diào)整效果，可以在容納腔51內(nèi)灌注密封膠9，使得密封膠9能夠填充霍爾元件I與容納腔51之間的間隙，保證較高的固定效果。在本實(shí)施例中，所述外殼5是塑料外殼，當(dāng)然，所述外殼5還可以采用其他耐高溫的絕緣材料制成；而對(duì)于所述外殼5的形狀來(lái)說(shuō)，在滿足具有所述容納腔51和所述引線孔52且能夠安裝在所述載流導(dǎo)體2上的前提上，所述外殼5可以具有多種形狀，在本實(shí)施例中，所述外殼5具有相對(duì)設(shè)置的兩個(gè)凸耳54，所述通孔53設(shè)置在所述凸耳54上，相對(duì)設(shè)置的凸耳54可以保證具有較佳的固定效果。在本實(shí)施例中，所述緊固件6是緊固螺釘。為了使得本發(fā)明提供的霍爾電流檢測(cè)裝置在應(yīng)用于大電流檢測(cè)時(shí)具有更佳的溫度漂移性能，所述外殼5的底部設(shè)置隔熱墊7，所述隔熱墊7上具有安裝孔，所述緊固件6穿過(guò)所述安裝孔固定在所述載流導(dǎo)體2上。為了阻隔周圍磁場(chǎng)的干擾，本實(shí)施例提供的霍爾電流檢測(cè)裝置包括屏蔽罩8(見(jiàn)圖
6、圖7)，所述屏蔽罩8套接在所述載流導(dǎo)體2上并遮蓋住所述霍爾元件I的軸向上方，所述屏蔽罩8為鐵磁材料制成。該種設(shè)置方式在將本實(shí)施例提供的霍爾電流檢測(cè)裝置用于三相電流檢測(cè)中時(shí)，其屏蔽效果尤其明顯。例如，在繼電器、電動(dòng)機(jī)保護(hù)器和控制與保護(hù)開關(guān)電器(CPS)中經(jīng)常需要同時(shí)檢測(cè)三相電流，當(dāng)使用三個(gè)帶霍爾傳感器(在此，霍爾傳感器由外殼、安裝在外殼上的霍爾元件、與霍爾元件連接并從外殼中伸出的輸出引線以及與霍爾元件連接的電路板組成)的載流導(dǎo)體2來(lái)承載三相電流時(shí)，屏蔽罩8起到了阻隔相鄰載流導(dǎo)體2產(chǎn)生的磁場(chǎng)的相互干擾的作用，保證了檢測(cè)的精準(zhǔn)度以完成有效的保護(hù)功能。顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求
1.一種霍爾電流檢測(cè)裝置，其特征在于包括載流導(dǎo)體(2)、可旋轉(zhuǎn)安裝在所述載流導(dǎo)體(2)上的霍爾元件(I)、與所述霍爾元件(I)連接的電路板(3)以及連接在所述電路板(3)上的輸出引線(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的霍爾電流檢測(cè)裝置，其特征在于還包括安裝在所述載流導(dǎo)體(2)的外殼(5)，所述外殼(5)具有容納腔(51)以及引線孔(52)，所述容納腔(51)用于容納所述霍爾元件(I)及所述電路板(3)，所述引線孔(52)用于將所述輸出引線(4)從所述容納腔(51)內(nèi)引到所述外殼(5)的外部，所述外殼(5)能夠與所述霍爾元件(I)產(chǎn)生上下位置相對(duì)移動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的霍爾電流檢測(cè)裝置，其特征在于所述外殼(5)通過(guò)緊固件(6)與所述載流導(dǎo)體(2)固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的霍爾電流檢測(cè)裝置，其特征在于所述霍爾元件(I)的底部設(shè)置隔熱墊(7)，所述隔熱墊(7)上具有安裝孔，所述緊固件(6)穿過(guò)所述安裝孔將所述隔熱墊(7)固定在所述載流導(dǎo)體(2)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的霍爾電流檢測(cè)裝置，其特征在于還包括屏蔽罩(8)，所述屏蔽罩(8)套接在所述載流導(dǎo)體(2)上并遮蓋住所述霍爾元件(I)的上方。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的霍爾電流檢測(cè)裝置，其特征在于所述屏蔽罩(8)為鐵磁材料制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的霍爾電流檢測(cè)裝置，其特征在于所述外殼(5)為塑料外殼。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的霍爾電流檢測(cè)裝置，其特征在于所述霍爾元件(I)與所述電路板(3)焊接固定。
全文摘要
本發(fā)明提供一種霍爾電流檢測(cè)裝置，包括載流導(dǎo)體、可旋轉(zhuǎn)安裝在所述載流導(dǎo)體上的霍爾傳感器、與所述霍爾元件連接的電路板以及連接在所述電路板上的輸出引線。該種霍爾電流檢測(cè)裝置具有較寬的電流檢測(cè)范圍，且檢測(cè)精度較高。
文檔編號(hào)G01R19/00GK102998517SQ20121054700
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月17日
發(fā)明者朱諒, 黃世澤, 楊陽(yáng), 李小明, 仇丁輝, 楊佰傳, 屠瑜權(quán) 申請(qǐng)人:浙江中凱科技股份有限公司