專利名稱：一種霍爾電流檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種霍爾電流檢測裝置，用于檢測導(dǎo)體中流過的電流，屬于電工檢測技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
一般采用電流互感器來檢測導(dǎo)體中流過的電流。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，都是通過檢測負(fù)載的電壓或電流來檢測一次繞組中流過的電流。后來，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)體中流過電流時(shí)，就會在鐵芯中感應(yīng)相應(yīng)的磁場，由于霍爾元件放置在該磁場中，該磁場的磁力線穿過霍爾元件，霍爾元件將磁場的磁通轉(zhuǎn)化為電壓信號輸出，并通過相應(yīng)的檢測電路使得輸出電壓信號與導(dǎo)體中流過的電流在一定范圍內(nèi)成線性關(guān)系，據(jù)此便可檢測出導(dǎo)體中流過的電流。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，中國專利文獻(xiàn)CN 101013144A公開的霍爾電流檢測裝置，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時(shí)，當(dāng)導(dǎo)體中通有電流就會在鐵芯上感應(yīng)磁場，通過霍爾元件來檢測該磁場，實(shí)現(xiàn)對導(dǎo)體中通過的電流的檢測。采用鐵芯結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于:對于小電流檢測來說，由于磁場較弱，有時(shí)很難檢測，從而使得小電流檢測的精度降低，采用鐵芯可以使得磁場集中，從而提高小電流檢測的精度。但是，在導(dǎo)體中通過的電流較大時(shí)，鐵芯中產(chǎn)生的磁通會呈現(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)的電流互感器無法檢測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)體電流檢測裝置無法兼顧小電流檢測精度與大電流檢測精度，并且，無法實(shí)現(xiàn)較高頻率電流和直流電流的檢測，進(jìn)而檢測范圍較窄。

實(shí)用新型內(nèi)容因此，本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中帶有鐵芯的導(dǎo)體電流檢測裝置的上述缺陷，從而提供一種導(dǎo)體電流檢測裝置，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范圍，且能夠兼顧小電流檢測精度與大電流的檢測精度。
為此，本實(shí)用新型提供一種霍爾電流檢測裝置，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。[0008]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)生上下位置相對移動(dòng)。所述外殼通過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。本實(shí)用新型提供的霍爾電流檢測裝置具有以下優(yōu)點(diǎn):1.本實(shí)用新型提供的霍爾電流檢測裝置，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)的霍爾電流檢測裝置由于受到鐵芯特性(飽和、頻響)所限檢測范圍較窄的缺陷，從而提高了霍爾電流檢測裝置的檢測范圍；同時(shí)，由于省略了鐵芯的運(yùn)用，即使在載流導(dǎo)體中通過較大電流時(shí)，也不會因?yàn)殍F芯飽和而造成檢測精度的極度降低，從而提高了霍爾電流檢測裝置在進(jìn)行大電流檢測時(shí)的檢測精度；另外，本實(shí)用新型的霍爾電流檢測裝置，雖然在小電流檢測時(shí)，無法通過鐵芯來進(jìn)行磁場集中，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，其可以通過改變霍爾元件感應(yīng)面與載流導(dǎo)體的相對位置關(guān)系，從而改變穿過霍爾元件的磁通量，以此來獲得較佳的磁場感應(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的精度，并可以通過改變霍爾元件與載流導(dǎo)體的相對位置關(guān)系進(jìn)行校準(zhǔn)，而該種校準(zhǔn)方式相對于傳統(tǒng)的通過改變互感系數(shù)來校準(zhǔn)的方式來說，降低了操作難度。2.本實(shí)用新型提供的霍爾電流檢測裝置，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，所述弓丨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)生上下位置相對移動(dòng)。設(shè)置外殼可以強(qiáng)化對于霍爾元件的保護(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)行上下位置相對移動(dòng)。本實(shí)用新型所述的這樣的結(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)對最佳磁場位置的確定功能，操作簡單。3.本實(shí)用新型提供的霍爾電流檢測裝置，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)體磁場相互干擾的作用，保證了檢測的精準(zhǔn)度。

[0019]為了使本實(shí)用新型的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中圖1是本實(shí)用新型的霍爾元件與載流導(dǎo)體的位置示意圖；圖2是本實(shí)用新型的霍爾元件、電路板、輸出引線連接后的示意圖；圖3是本實(shí)用新型的塑料外殼的示意圖；圖4是本實(shí)用新型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；圖5是本實(shí)用新型的霍爾元件、電路板、輸出引線、外殼以及載流導(dǎo)體安裝后的示意圖；圖6是本實(shí)用新型的霍爾元件、電路板、輸出引線、外殼、載流導(dǎo)體以及屏蔽罩安裝后的不意圖；圖7是本實(shí)用新型提供的用于三相電流檢測裝置的霍爾電流檢測裝置的外觀示意圖；圖8是能夠適用于本實(shí)用新型的腰型孔的結(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)施方式
如圖1、圖2所示，本實(shí)施例提供一種霍爾電流檢測裝置，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通過焊接方式固定連接的電路板3以及通過焊接方式固定在所述電路板3上的輸出引線4 (見圖5)。本實(shí)施例提供的霍爾電流檢測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)的霍爾電流檢測裝置由于受到鐵芯特性(飽和、頻響)所限檢測范圍較窄的缺陷，從而提高了霍爾電流檢測裝置的檢測范圍；同時(shí)，由于省略了鐵芯的運(yùn)用，即使在載流導(dǎo)體2中通過較大電流時(shí)，也不會因?yàn)殍F芯飽和而造成檢測精度的降低，從而提高了霍爾電流檢測裝置在進(jìn)行大電流檢測時(shí)的檢測精度；另外，本實(shí)用新型的霍爾電流檢測裝置，雖然在小電流檢測時(shí)，無法通過鐵芯來進(jìn)行磁場集中，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，其可以通過改變霍爾元件I的感應(yīng)面與載流導(dǎo)體2的相對位置關(guān)系，從而改變穿過霍爾元件I的磁通量，以此來獲得較佳的磁場感應(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的精度，并可以通過改變霍爾元件I的感應(yīng)面與載流導(dǎo)體2的相對位置關(guān)系進(jìn)行校準(zhǔn)，而該種校準(zhǔn)方式相對于傳統(tǒng)的通過改變互感系數(shù)來校準(zhǔn)的方式來說，降低了操作難度。為了進(jìn)一步提高檢測精度，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)生的磁場垂直。需要說明的是，對于所述霍爾元件I可旋轉(zhuǎn)安裝在所述載流導(dǎo)體2上這一技術(shù)特征來說，其主要的目的在于改變穿過霍爾元件I的感應(yīng)面與載流導(dǎo)體2的相對位置關(guān)系(角度關(guān)系)，進(jìn)而改變穿過所述霍爾元件I的感應(yīng)面的磁力線數(shù)量。在達(dá)到此目的的前提下，本實(shí)用新型的霍爾元件I相對于所述載流導(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，所述霍爾電流檢測裝置還包括通過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對應(yīng)的位置處設(shè)置供螺釘穿過的腰形孔(見圖8)，所述螺釘依次穿過通孔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，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；而對于所述外殼5的形狀來說，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。為了使得本實(shí)用新型提供的霍爾電流檢測裝置在應(yīng)用于大電流檢測時(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。為了阻隔周圍磁場的干擾，本實(shí)施例提供的霍爾電流檢測裝置包括屏蔽罩8(見圖
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裝置用于三相電流檢測中時(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)生的磁場的相互干擾的作用，保證了檢測的精準(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明所作的舉例，而并非對實(shí)施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求1.一種霍爾電流檢測裝置，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)生上下位置相對移動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的霍爾電流檢測裝置，其特征在于:所述外殼(5)通過緊固件(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。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種霍爾電流檢測裝置，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。該種霍爾電流檢測裝置具有較寬的電流檢測范圍，且檢測精度較高。
文檔編號G01R19/00GK202939211SQ20122069744
公開日2013年5月15日 申請日期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, 李小明, 仇丁輝, 楊佰傳, 屠瑜權(quán) 申請人:浙江中凱科技股份有限公司