一種電流傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電流傳感器技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種電流傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]電流測量裝置一般是通過被測電流產(chǎn)生的磁場大小來實(shí)現(xiàn)對電流的測量的，以霍爾元件和磁電阻元件為敏感元件的磁性電流傳感器較之于光纖和線圈式電流傳感器具有更高的精度和靈敏度，且在油污和極端的溫度環(huán)境下可以使用。霍爾電流傳感器是目前使用最為廣泛的電流傳感裝置，其利用霍爾效應(yīng)原理測量通電導(dǎo)線的場強(qiáng)進(jìn)而得到電流的大小，霍爾元件測量范圍寬，但是靈敏度和精度非常低，因此以霍爾元件為敏感元件的電流傳感器需要設(shè)置額外的聚磁環(huán)結(jié)構(gòu)，體積非常大，而以高精度和高靈敏度的磁電阻元件(各向異性磁電阻、巨磁電阻以及磁性隧道結(jié)元件)為敏感元件的電流傳感器越來越成為主流。
[0003]中國公開號CN101788596A的專利:TMR電流傳感器公開了以TMR元件(即磁性隧道結(jié)元件)為敏感元件的電流傳感器，其包括芯片集成式、PCB集成式和分離式三種結(jié)構(gòu)的電流傳感器。雖然理論上來說采用磁電阻元件的電流傳感器由于其高靈敏度和高精度的特點(diǎn)，并不需要額外的聚磁環(huán)，但是在實(shí)際使用中，特別是對于大電流的測量，采用磁性隧道結(jié)元件的電流傳感器一般采用這樣的結(jié)構(gòu):用一根電流導(dǎo)線從回路中引入待測電流，設(shè)置聚磁環(huán)環(huán)繞待測導(dǎo)線用以匯聚磁場，位于聚磁環(huán)氣隙處的傳感器芯片用以測量磁場，進(jìn)而得到待測電流的大小。由上述可以看出，聚磁環(huán)在實(shí)際應(yīng)用中是不可避免的，這帶來了一系列問題:(I)聚磁環(huán)具有磁滯，會(huì)降低傳感器的精度；(2)聚磁環(huán)的價(jià)格較高，且體積較大，會(huì)提高傳感器的成本，增加傳感器的體積；(3)聚磁環(huán)的溫度特性差，且容易飽和，大大降低了傳感器的精度。
[0004]中國公開號CN203786190U的專利:一種隧道磁阻電流傳感器公開了一種采用8個(gè)以上呈環(huán)形等距排列的隧道磁阻芯片測量電流的方式，但是該專利存在公開不充分的情況，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員難以通過該專利披露的技術(shù)制造該類傳感器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種電流傳感器，本實(shí)用新型采用各向異性磁電阻元件、巨磁電阻元件或磁性隧道結(jié)元件為敏感元件的電流傳感器，該傳感器精度高、靈敏度高且成本低。
[0006]本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案:
[0007]根據(jù)本實(shí)用新型提出的一種電流傳感器，包括多個(gè)串聯(lián)的傳感單元，所述傳感單元環(huán)繞待測導(dǎo)線m圈，每一圈上相鄰的傳感單元之間的距離相等，每圈上的傳感單元的個(gè)數(shù)均相同；其中.m> 10
[0008]作為本實(shí)用新型所述的一種電流傳感器進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述傳感單元包括至少一個(gè)磁性傳感元件構(gòu)成的單電阻、半橋或全橋結(jié)構(gòu)。
[0009]作為本實(shí)用新型所述的一種電流傳感器進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述磁性傳感元件為各向異性磁電阻元件、巨磁電阻元件或磁性隧道結(jié)元件。
[0010]作為本實(shí)用新型所述的一種電流傳感器進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述m22時(shí)，每一圈上的傳感單元均位于對應(yīng)線上，所述對應(yīng)線為最內(nèi)圈的傳感單元與導(dǎo)線中心的連線。
[0011]作為本實(shí)用新型所述的一種電流傳感器進(jìn)一步優(yōu)化方案，還包括溫度補(bǔ)償單元，所述溫度補(bǔ)償單元與多個(gè)傳感單元串聯(lián)。
[0012]作為本實(shí)用新型所述的一種電流傳感器進(jìn)一步優(yōu)化方案，還包括與多個(gè)傳感單元連接的運(yùn)放單元。
[0013]—種電流傳感器，包括多個(gè)并聯(lián)的傳感單元，所述傳感單元環(huán)繞待測導(dǎo)線m圈，每一圈上相鄰的傳感單元之間的距離相等，每圈上的傳感單元的個(gè)數(shù)均相同；其中，m2 I。
[0014]作為本實(shí)用新型所述的一種電流傳感器進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述m22時(shí)，每一圈上的傳感單元均位于對應(yīng)線上，所述對應(yīng)線為最內(nèi)圈的傳感單元與導(dǎo)線中心的連線。
[0015]作為本實(shí)用新型所述的一種電流傳感器進(jìn)一步優(yōu)化方案，還包括溫度補(bǔ)償單元，所述溫度補(bǔ)償單元與多個(gè)傳感單元串聯(lián)。
[0016]作為本實(shí)用新型所述的一種電流傳感器進(jìn)一步優(yōu)化方案，還包括與多個(gè)傳感單元連接的運(yùn)放單元。
[0017]本實(shí)用新型采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果:本實(shí)用新型采用各向異性磁電阻元件、巨磁電阻元件或磁性隧道結(jié)元件為敏感元件的電流傳感器，該傳感器具有高精度、高靈敏度、成本低的特點(diǎn)。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型提出的電流傳感器的實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)和電連接示意圖。
[0019]圖2是本實(shí)用新型提出的電流傳感器的實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)和電連接示意圖。
[0020]圖3是本實(shí)用新型提出的電流傳感器的實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)和電連接示意圖。
[0021]圖4是本實(shí)用新型提出的電流傳感器的實(shí)施例二的電連接示意圖。
[0022]圖5是采用單電阻或半橋結(jié)構(gòu)為傳感單元的電流傳感器的輸出曲線圖。
[0023]圖6是采用全橋結(jié)構(gòu)為傳感單元的電流傳感器的輸出曲線圖。
[0024]圖中的附圖標(biāo)記解釋為:11a、I lb、I Ic......1 In均為傳感單元，21-待測導(dǎo)線，13a、
13b、13c......13η均為傳感單元。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明:
[0026]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本申請中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本申請實(shí)施例中的附圖，對本申請實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒旧暾堉械膶?shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本申請保護(hù)的范圍。
[0027]圖1是本實(shí)用新型提出的電流傳感器的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和電連接示意圖。如圖所示，多個(gè)傳感單元I la、I lb、I Ic......1 In以等距環(huán)繞在待測導(dǎo)線21周圍，每個(gè)傳感單元可以測出其所在位置的磁場大小，所述η個(gè)傳感單元串聯(lián)，其輸入端口為Vcc和GND，所述電流傳感器通過輸入端口連入系統(tǒng)通入工作電流，同時(shí)Vcc端口和GND端口也是其輸出端口，其輸出值即為串聯(lián)的多個(gè)傳感單元的總輸出值。
[0028]圖2是本實(shí)用新型提出的電流傳感器的第二種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和電連接示意圖。如圖所示，多個(gè)傳感單元I la、lib、lie......1 In、13a、13b、13c......13n以等距環(huán)繞在待測導(dǎo)線
21周圍兩圈，每個(gè)傳感單元可以測出其所在位置的磁場大小，其中，傳感單元I la、lib、
lie......1 In環(huán)繞在外圈，傳感單元13a、13b、13c......13η環(huán)繞在內(nèi)圈，外圈的傳感單元數(shù)和內(nèi)圈的傳感單元數(shù)相同，多個(gè)傳感單元I la、I lb、I Ic......1 In、13a、13b、13c......13n串聯(lián)，其輸入端口為Vcc和GND，所述電流傳感器通過輸入端口連入系統(tǒng)通入工作電流，其輸出端口為Vout和Vcc，或V.和GND，串聯(lián)的外圈傳感單元和內(nèi)圈傳感單元組成一個(gè)半橋結(jié)構(gòu)，其輸出值即為該半橋的一個(gè)等效橋臂的輸出值，其電連接方式如圖4所述。
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