专利名称：电流探测系统的制作方法
技术领域：
本发明 一般涉及电流探头并且更具体而言涉及用于从载流导体采 集电流信号的与示波器 一起使用的电流探头系统。
背景技术：
与示波器一起使用的电流探头应用了变压器技术以测量在导体中 流动的电流。变压器具有限定了孔径的环形磁芯并且可以是固体的或
闭合的芯或磁芯的一侧相对于另侧是可移动的打开的或分(split )芯。
这允许在不需要使载流导体与电路断开的情况下使载流导体穿过变压 器的孔径。载流导体穿过磁芯中的孔径并且作为变压器的初级绕组。 次级绕组环绕磁芯的 一 侧。在载流导体中流动的电流感生链接到磁芯 和次级绕组的磁通量。磁通量引起产生于次级绕组中的电流，该电流 产生与由在载流导体中流动的电流产生的磁通量相反的》兹通量。在无
源电流探头中，；夸产生AC电压输出的变压器端接电阻使由次级绕组产 生的交流电下降(drop)。将电压输出通过电缆耦合到示波器的输入通 道。示波器处理电压信号，用于显示电流信号的表示。
由于变压器是AC信号耦合装置，变压器通带截止频率在DC电平 之上。为允许电流探头感测DC和低频电流信号，有源电流探头包括在 变压器磁芯中的霍尔(Hall)效应装置。霍尔效应装置是定位于磁芯 中以便磁芯中的磁通量与霍尔板基本垂直的半导体。将偏压施加给霍 尔板并且由磁芯中的通量引起的霍尔效应产生的结果电压被耦合到差 分放大器的输入。将放大器的单端输出耦合到功率放大器，该功率放 大器产生与霍尔效应装置产生的电流成比例的电流输出。将霍尔装置 放大器的输出或可选地功率放大器的输出耦合到变压器的次级绕組以 便源自放大器的流经次级绕组的输出电流产生通量，该通量在霍尔效 应装置的整个频率通带上与输入磁通量相反。在一实施例中，将霍尔 效应的输出或功率放大器输出耦合到次级绕组的一侧，其中绕组的另 侧耦合到变压器端接电阻器和放大器电路。在另一实施例中，将霍尔 效应放大器的输出通过电阻器耦合到次级的相同側作为放大器电路。将电容器耦合到在放大器电路中的宽带放大器的输入，用于阻塞源自 霍尔效应放大器的电流。在运算放大器的输入处对霍尔效应放大器的 输出和宽带放大器的输出求和，该运算放大器具有提供与变压器的次 级绕组中的经组合电流成比例的电压输出的反馈电阻器。运算放大器
的电压输出是对磁芯通量的AC和DC分量的量度。将运算放大器输出
通过电缆耦合到示波器的输入通道。总之，有源电流探头是分环
(split-ring)变压器类型。美国专利3,525,041 、 5,477，135和 5， 493， 211描述了以上电流感测电3各。
为测量通过导体的电流，电流探头必须与导体串联耦合。当载流 导体一皮固定到例如电鴻^反上的电-各迹线(circuit trace )的衬底上时， 这证明是困难的。测量电路迹线中的电流的一般过程是断开(break) 迹线并且在迹线断口之间焊接一段电线。使电线穿过在电流探头的变 压器中的孔径，其中电线作为变压器的初级绕组。另一过程是制造带 迹线间隙的电路板并且在间隙的任一侧安装方形引脚。在电路板的正 常测试期间将导电跳线(jumper)耦合到方形引脚。当要求电流测试 时，将跳线去除并且在方形引脚之间连接一段电线。如先前一样，电 线被用作电流探头中的变压器的初级绕组。
基于电流探头的变压器在测量经过电路板上的电路迹线的电流上 具有许多限制。结果电流测量的灵敏度和准确性受限于当打开和关闭 分芯时在变压器的磁芯内的相同位置上放置电线的可重复性和在相同 的位置上准确地对齐分芯的可重复性。所需要的是电流探测系统，该 电流探测系统消除了作为电流探头的初级绕组的电线环的使用。此外， 电流探测系统应提供在将电流探头连接到载流导体上的灵活性。此外， 电流探测系统应提供在电流测量的灵敏度和准确性上的更大可重复 性。
发明内容
因此，用于从载流导体采集电流信号的与示波器一起使用的满足 以上需求的 一种电流探测系统具有电流探头和安装在电流探头上的适 配器。电流探头具有探头体和置于探头体的一端中的第一和第二导电 触点。第一和第二导电触点适于与载流导体串联耦合。将第一和第二 导电触点耦合到电流感测电^各，用于产生在载流导体中流动的电流的
6输出信号表示。将源自电流感测电路的输出信号通过延伸自探头体的 另端的电缆耦合到示波器。适配器具有适于安装在探头体上的外壳并 且具有延伸自外壳的第一和第二导电引线。引线中的每一个具有用于 耦合到载流导体的第 一 电触点和置于外壳内用于与电流探头的第 一 和 第二导电触点之一耦合的第二电触点。
可将第 一和第二导电引线的第 一 电触点耦合到适于接合导电触点 的插头，该导电触点作为在耦合到载流导体的电流转移装置中的开关 元件，其中电流转移装置在第 一位置耦合经过载流导体的电流信号并 且在第二位置耦合经过电流探头的电流信号，该第二位置由插头对电 流转移装置的导电触点中的至少一个的向下压力产生。该向下压力使 得电流转移装置的导电触点在第二电流转移装置位置处脱离。
导电引线的第 一 电触点中的每一个还包括在导电插座中具有孔的 导电插座以便与安装在载流导体中的不导电间隙的任一侧上的方形引 脚连接器匹配。第一和第二导电引线的第一电触点中的每一个还可形 成为触点垫，该触点垫在不导电间隙的任一侧上被固定地固定到载流 导体。其中跨载流导体中的不导电间隙耦合适配器的引线，置于适配
器外壳内的开关具有电耦合到 一导电引线和选择性地耦合到电流探头 触点之一的第一端、耦合到其他导电引线和选择性地耦合到其他电流 探头触点的第二端。开关电枢将第 一和第二端选择性地耦合在 一起。 开关具有当适配器外壳与探头体分离时开关电枢将导电引线电耦合在 一起的第一位置和当适配器外壳被安装在探头体上时开关电枢使导电 引线相互解耦的第二位置。当适配器外壳被安装在探头体上时将电流 探头触点耦合到开关的第一和第二端。适配器还可包括置于开关的第 一和第二端之间的优选地形式为二极管的第 一 和第二电压钳，用于使
由感应反冲引起的跨触点端的电弧最小化。
在优选实施例中，置于探头体和适配器外壳中的导电触点由置于 各自插座中的触点阵列组成。每个插座具有触点阵列的第 一 和第二部 分，将该触点阵列电耦合在一起以形成探头体中的第一和第二导电触 点以及适配器外壳中的第一和第二导电触点。在探头体和适配器外壳 中的插座匹配在一起以便将探头体中的第一和第二导电触点与适配器 外壳中的第一和第二导电触点耦合。
电流感测电路可纟皮实现为磁传感器，该磁传感器纟皮耦合到第 一和第二导电触点以便感测电流信号的磁通量并且^^皮耦合到放大器电路以 便产生表示在载流导体中流动的电流的输出信号。磁传感器可采取变 压器或磁通门的形式。变压器具有磁芯，其中将初级和次级绕组环绕 磁芯。使初级绕组耦合第 一和第二导电触点以便从载流导体接收电流 信号并且在磁芯和次级绕组内感生磁通量以便产生在耦合到放大器电 路的次级绕组中的电流信号输出。变压器还可包括被置于磁芯中的磁-电转换器，该磁-电转换器与磁芯内的磁通量相互作用以便产生表示在 载流导体上的DC到低频电流信号的电压信号，其中电压信号被耦合到 放大器电路。
当连同所附权利要求书和所附附图 一起来阅读时，从以下详细描 述中，本发明的目的、优点和新的特征是明显的。
图1是依据本发明的电流探测系统的透视图。
图2例示了用于电流探测系统的各种适配器。 图3是用于电流探测系统的适配器的分解透视图。 图4是在用于电流探测系统的适配器中的电路的示意性表示。 图5是可与安装在载流导体上的电流转移(diverting)装置一起 使用的适配器的透视图。
图6是在电流探测系统中的电流感测电路的示意性表示。
图7是在电流探测系统中的另一电流感测电路的示意性表示。
图8是在电流探测系统中的进一步的电流感测电路的示意性表示。
具体实施例方式
图1是与示波器12 —起使用的用于从载流导体14获取电流信号 的电流探测系统10的透视图。电流探测系统1Q具有带探头体18的电 流探头16,电流感测电路置于探头体18中。将电流感测电路电耦合到 置于探头体18的一端中的第一和第二导电触点。将适配器20选择性 地附着到探头体16上。适配器20具有外壳22,第一和第二导电引线 24和26延伸自外壳22。导电电缆28延伸自探头体18的另端，用于 将输出信号从电流感测电路耦合到示波器12并将电力提供给探头体 16。优选地将导电电缆28耦合到电流探头控制盒30,该电流探头控制盒30耦合到示波器12的多个输入信号通道32之一。每个输入信号通 道32具有插座接口 34,其中每个接口具有导电触点和同轴信号插口 (jack)。电流探头控制盒30具有与插座接口 34匹配的插头接口 36 并且具有与插座接口 34中的相应电触点和同轴信号插孔接口的电触点 和同轴信号插孔。接口 34和36将电力提供给电流探头16并提供在电 流探头16和示波器12之间的通信。接口 34和36还提供在电流探头 16和示波器12之间的信号通路。
在电流探头适配器20的第一和第二导电引线24和26上提供了各 种类型的电触点38、 40,这将在以下更详细地描述。电触点适于电耦 合到安装在例如在电路板46上形成的电路迹线等等的载流导体14上 的多个电连接器42、 44之一。将电连接器42、 44跨载流导体14中的 不导电间隙48定位于载流导体14上。电连接器42具有安装在不导电 间隙48的任一侧上的方形引脚50,该方形引脚50电耦合到载流导体 14。将电跳线52定位于方形引脚50中，用于当电流探头适配器20没 有耦合到载流导体14中时跨不导电间隙48耦合电流信号。电连接器 44是与将在以下更详细描述的同轴插头匹配的同轴插座54。触点垫 (pad)56还可在不导电间隙48的任一侧上形成于载流导体14上。将 可去除的导电箔58固定到触点垫，用于跨不导电间隙48耦合电流信 号。当将电流探头适配器20耦合到载流导体14时，将导电箔58从载 流导体14上去除。
图2例示了用于电流纟罙测系统10的适配器20的]义表性实例。电 流探头16的探头体18具有基本上矩形形状的从探头体18外表面凹进 去的前部60。在优选实施例中，前部60具有插座62,该插座62具有 形成电流探头16的第一和笫二导电触点的触点阵列。触点阵列的一部 分形成第一导电触点并且触点阵列的其他部分形成第二导电触点。适 配器外壳22与探头体18的前部60匹配并通过置于延伸的前部60上 的闩锁(latching)元件64 ^皮固定到探头体18的前部60。将分离杆 66定位于探头体18上，当从第一位置移动到第二位置时该分离杆66 使闩锁元件64与适配器外壳22脱离。
适配器20的外壳22具有孔径68，包括第一和第二导电引线24和 26的电缆70延伸自孑L 68。导电引线24和26中的每一个的一端配置 有电触点38、 40，用于通过在载流导体14上的电连接器42、 44之一或触点垫56耦合到载流导体14。在一配置中，电连接器是附着到导电
引线24、 26上的导电插座(socket ) 72。导电插座72与方形引脚50 在载流导体14中的不导电间隙48的任一侧上匹配。在另一配置中， 电触点38、 40是延伸自导电引线24和26的端的导电电线74。导电电 线74可以是引线的端，或者它们可以形成为触点垫，用于在不导电间 隙48的^壬一侧上固定到载流导体14的触点垫56。仍然在另一配置中， 将导电引线24和26电耦合到同轴插头76,该同轴插头76与安装在载 流导体14的不导电间隙48上的同轴插座54匹配。
参见图3，示出了适配器20的分解透视图。优选地，适配器外壳 22由半外壳80形成，该半外壳80 一皮匹配在一起以在其中夹住 (capture )电路板82。包括第一和第二导电引线24、 26的电缆70贯 穿适配器外壳22中的孔径68。将导电引线24、 26电耦合到电路板82。 接地引线84也延伸自电缆70并且被连接到外屏蔽导体。具有与在探 头体18中的插座62中的触点阵列类似的触点阵列的插座86被安装在 电路板82上。插座62和86是匹配的装置，其中一插座62中的触点 阵列与其他插座86中的触点阵列匹配。还将开关88安装在电路板82 上。与具有触点垫74和导电插座72的适配器20 —起使用开关88。如 由图4的示意性表示最佳地示出的，通过在电路板82上的电路迹线将 导电引线24、 26、插座86和开关88电耦合在一起。
在图4的原理图中，插座62和86示出触点90和91的各自阵列。 将触点90的阵列的第一和第二部分92和93绑定在一起以形成耦合到 电流感测电^各96的电流纟果头16的第一和第二导电触点94和95。将触 点91的阵列的第一和第二部分97和98绑定在一起以形成适配器20 的第一和第二导电触点99和100。将第一导电触点99电耦合到开关 88的第一端101并且将第二导电触点100电耦合到开关88的第二端 102。还将第一导电引线24电耦合到开关端102并且将第二导电引线 26电耦合到开关端101。开关电枢103被电耦合到开关端102并且被 选才奪性地耦合到开关端101。将开关电枢103机械地耦合到延伸自开关 88的柱塞(plunger ) 104。 ^!夺箝位二才及管105和106 3争开关端101和 102电耦合。
当适配器20没有连接到电流探头体18时，开关电枢103将开关 触点101和102耦合在一起。结果电开关连接将第一和第二导电引线24和26耦合在一起。当适配器20被连接到载流导体14时，这提供了 跨载流导体14中的不导电间隙48的电流通路。将适配器20与电流探 头体18匹配首先使插座62和86的触点90和91的阵列接触电触点。 在探头体18上适配器20的继续插入使开关柱塞104接触探头体18的 触点。在探头体18上适配器20的继续插入压下柱塞104使得开关电 枢103与开关触点101脱离。这<吏3争开关触点100和101的短3各断开 并通过导电引线24和26使载流导体14与电流感测电路96串联耦合。 在电路板82上的开关88和插座86的配置使开关电枢103断开与开关 端101的接触之前能使插座86和62的触点90和91的阵列的断开接 触。提供安装在电路板82上的箝位二极管105和106,用于使由感应 反冲(inductive kick-back)引起的i 争开关触点101和触点端10的 电弧最小化。
图5是具有电耦合到同轴插头76的导电引线的适配器20的透视 图。将导电引线24、 26之一电耦合到同轴插头76中的中央电导体并 且将另一个引线电耦合到插头76的导电外体。同轴插头76的中央电 导体和导电外体相互绝缘。电连接器44是具有同轴插座54的电流转 移装置，其中中心孔108与外导电套筒109绝缘。导电触点110按相 反方向从同轴插座延伸出来，采用焊料将导电触点IIO在不导电间隙 48的任一侧上固定地固定到载流导体14。导电触点IIO延伸进同轴插 座54中，其中导电触点之一跨中心孔108延伸以便搭接(overlap) 其他导电触点110以作为开关元件。将导电触点IIG之一通过按与其 他导电触点110垂直的方向延伸自同轴插座54的导电引线111电耦合 到导电套筒109并且通过形成于电路板46上的触点垫112在不导电间 隙48的其他侧上电耦合到载流导体14。导电触点110在第一电流转移 装置位置跨载流导体14中的不导电间隙48耦合电流信号。
将同轴插头76固定到同轴插座54，其中将同轴插头76的导电外 体耦合到同轴插座54的外导电套筒109。同轴插头76的中央电导体延 伸进同轴插座54的中心孔108中并接合延伸进中心孔108中的导电触 点110。同轴插头76的中央电导体对导电触点110施加向下的压力使 得触点110与其他导电触点110脱离。通过导电触点110之一和其他 导电触点110转移电流信号，从载流导体14经过电流探头16的电流 感测电路并且返回到载流导体14,该导电触点110之一傳馬合到同轴插头76的中央导体并且通过导电引线24、 26之一耦合到电流探头16, 该其他导电触点110耦合到同轴插座54的外导电套筒109和同轴插头 76的导电外体并且通过导电引线24、 26中的另一个耦合到电流探头 16。同轴插头76与同轴插座54的匹配将电流探头16与载流导体14 串联耦合并且是第二电流转移装置位置。同轴插头76从同轴插座54 上拔下将释放对导电触点110的向下压力使得触点110相互重新接合。 上述同轴插座54和匹配的同轴插头76由Wallingford(沃灵福德)，CT 的Amphenol， Corp.依据各自部件号MCH-201和MCH203制造和销售，作 为射频开关和射频探头。
参见图6,示出可用于电流探测系统10的电流探头16中的电流感 测电路96。电流感测电路96具有限定了孔径的磁性材料环形磁芯120。 将载流导体14通过电流探头16的第一和第二导电触点94和95耦合 到初级绕组122,该初级绕组122与载流导体14串联耦合。将载流导 体14按通量连接关系通过初级绕组122与环形磁芯120耦合。载流导 体14中的待测电流在环形磁芯120中产生磁通量并被链接到次级绕组 124。将次级绕组124的一端耦合到地，其中将另端耦合到^争阻放大器 126的反相输入端。将^f阻;改大器126的反相输入端通过具有^争阻电阻 器130的电流信号通路128耦合到放大器126的输出端。从而，初级 绕组122、磁芯120和次级绕组124当作变压器132。将磁-电转换器 134置于与》兹芯120中的通量线路基本垂直的磁芯120内。优选地，磁 -电转换器134是具有耦合到偏压源136的第一对端和连接到放大器 138的差分输入的第二对端的薄膜半导体霍尔效应装置。优选地，放大 器138是具有低噪声和高共模抑制的高增益差分放大器。将差分放大 器138的单端输出耦合到跨阻放大器126的非反相输入。还可以将由 电流感测电路的消磁产生的偏置控制信号通过偏置电压线路140施加 给差分放大器138。
初级绕组122中的电流在变压器132的》兹芯120中产生链接到次 级绕组124和霍尔^:应装置134的》兹通量。在初级绕组122中流动的 电流的DC或低频分量在霍尔效应装置134的第二对端之间产生电位 差。将霍尔效应装置134的电压输出耦合到放大器138的差分输入。 将放大器138的输出耦合到跨阻放大器126的非反相输入。霍尔效应 装置134产生的电压使在跨阻放大器126的非反相输入上引起的变化信号电平(level )能在跨阻放大器126的输出产生相应变化的电压电 平。在跨阻放大器126的输出处的电压产生在耦合到变压器132的次 级绕组124的电流信号通3各128中产生的电流。在次级绕组124中流 动的电流与在磁芯120中产生磁通量的在初级绕组122中流动的电流 相反，在次级绕组124中流动的电流4吏在初级绕组122中流动的电流 产生的磁通量趋零。该DC到低频反馈回路维持了等于变压器132初级 绕组122中的DC或低电流信号的经过电流信号通路128的相反电流。
在初级绕组122中流动的电流的高频分量产生在次级绕组124中 在例如产生石兹芯120中的》兹场的方向上感生的电流，该；兹场与初级绕 组122中的电流产生的场相反。在次级绕组124中感生的电流,皮耦合 到3争阻放大器126的反相输入。由于反相输入是虚接地(virtual ground)的，在次级绕组124中的电流通过电流信号通路128经过3争 阻电阻器130耦合到^争阻放大器126的输出，该跨阻放大器126产生 在初级绕组122中流动的电流的高频分量的经放大电压输出表示。跨 阻放大器12 6当作用于产生屏蔽电流以便使在DC到低电流频率处的磁 芯120中的磁通量趋零的功率放大器和当作更高频率的跨阻放大器二 者。跨阻放大器126的输出经导电电缆28到示波器12。
图7是另一电流感测电3各96的示意性表示。与先前相同的元件在 图7中^皮相同的标记。电流感测电路96具有限定了孔径的i兹性材-牛环 形^磁芯120。将载流导体14通过电流探头16的第一和第二导电触点 94和95耦合到初级绕组122，该初级绕组122与载流导体14串联耦 合。将载流导体14按通量连接关系通过初级绕组122与环形磁芯120 耦合。载流导体14中的待测电流在环形磁芯120中产生磁通量并被链 接到次级绕组124。 /人而，初级绕组122、石兹芯120和次级绕组124当 作变压器132。将磁-电转换器134置于与磁芯120中的通量线路基本 垂直的；兹芯120内。优选;也，》兹-电转换器134是具有在偏压源136和 地之间耦合的第一对端和连接到放大器138的差分输入的第二对端的 薄膜半导体霍尔效应装置。优选地，放大器138是具有低噪声和高共 模抑制的高增益差分放大器。将差分放大器138的单端输出耦合到其 输出耦合到次级绕组124的一端的功率放大器150。将次级绕组124的 另端通过变压器端接电阻器154求和节点耦合到电压增益放大器152 的输入。
13初级绕组122中的电流在变压器132的磁芯120中产生链接到次 级绕组124和霍尔效应装置134的》兹通量。在初级绕组122中流动的 电流的DC或低频分量在霍尔效应装置134的第二对端之间产生电位 差。将霍尔效应装置134的电压输出耦合到其输出耦合到功率放大器 150的放大器138。功率放大器150产生耦合到次级绕组124的电流输 出。源自功率放大器150的在次级绕组124中流动的电流与在;兹芯120 中产生》兹通量的在初级绕组122中流动的电流相反，在次级绕组124 中流动的电流使在初级绕组122中流动的电流产生的；兹通量趋零。经 过次级绕组的相反电流表示在变压器132的初级绕组122中的DC或4氐 电流信号并且通过变压器端接电阻器154求和节点被耦合到电压增益 放大器152的输入。
在初级绕组122中流动的电流的高频分量产生在次级绕组124中 在例如产生i兹芯12 0中的》兹场的方向上感生的电流，该i兹场与初级绕 组122中的电流产生的场相反。在次级绕组124中感生的电流通过变 压器端接电阻器154求和节点被耦合到电压增益放大器152的输入。 源自功率放大器150的在次级绕组124中流动的电流使DC到低频电流 信号的^f兹芯120中的》兹通量趋零。由在初级绕组122中流动的电流在 次级绕组124中感生的电流使高频电流信号的磁芯120中的》兹通量趋 零。在源自功率放大器150的在次级绕组124中流动的电流和以更高 频率感生到次级绕《且124中的电流之间的过渡范围(transition range)产生源自两个源的在变压器端接电阻器154求和节点处,皮求和 的电流。将电压增益放大器152的电压输出经导电电缆28耦合到示波 器12。
图8是进一步的电流感测电路96的示意性表示。将载流导体14 通过电流探头16的第一和第二导电触点94和95耦合到磁通门162的 输入绕组160,该输入绕组160与载流导体14串联耦合。》兹通门162 具有输入绕组160环绕其的圆柱形磁芯164。导电棒166被穿过圆柱形 l兹芯164同轴放置并JM皮耦合到耦合到振荡器170的驱动电3各168。绕 圆柱形磁芯164放置4企测线圈172,用于检测在输入绕组上的电流信号 的磁通量和源自振荡器170的信号的磁通量。将检测线圈172耦合到 ;险测电^各174,该;险测电3各174具有,人振荡器170接收信号的混频器 176,该信号的频率是施加到导电棒166的信号的频率的两倍。将混频器176耦合到又通过端接电阻器182耦合到输出放大器180的^氐通滤 波器(LPF) 178。
驱动电3各168产生4展荡驱动电流，该4展荡驱动电流在驱动电流信 号的峰值(peak)处使磁芯164饱和以便磁通量离开(leave )磁芯164 并且与导电棒166对齐(align )。在这期间，在纵向上的芯164的不兹 化度下降。当驱动电流接近过零点时，磁通量再次穿过磁芯164。在这 期间，在纵向上的芯164的；兹化度增加。；兹芯中的；兹通量的方向和密 度依据驱动电流改变而改变。对于驱动电流的每个周期来说，采用施 加到磁通门162的电流驱动信号感生到输入绕组160中的电压输出具 有两个周期。施加到输入绕组160的电流信号对磁芯中的磁通量调制， 在检测线圈172处产生在输入绕组上的电流信号表示的经调制的电压 输出。将在检测线圏172上的经调制电压输出耦合到混频器176。混频 器176将经调制电压输出与频率是驱动电流频率的两倍的振荡器信号 相乘。低通滤波器178对混频器的输出滤波，以便提供与输入绕组160 中流动的电流成比例的电压。输出放大器180接收滤波信号并产生经 放大的电压输出。上述电流感测电路^又作为实例，并且在不脱离本发 明范围的情况下可以对以上电路进行修改。
描述了具有电流探头和可附着适配器的电流探测系统。电流探头 具有探头体和与适配器上的导电触点匹配的导电触点。引线从适配器
延伸出来以便耦合到载流导体。引线可连接到耦合到电流转移装置的 插头以便将电流信号耦合到电流探头。适配器还可以包括开关，当适 配器与电流探头匹配时该开关将电流信号选择性地耦合到电流探头。 将电流探头的触点耦合到产生电流信号的电压输出表示的电流感测电 路。将电压输出通过电缆耦合到示波器。
对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明基本原理的情况下明
范;应仅由所附权利要^书确定。 ' ''
1权利要求
1. 一种用于从载流导体采集电流信号的与示波器一起使用的电流探测系统，包括具有探头体和置于探头体的一端中的第一和第二导电触点的电流探头，其中第一和第二导电触点适于与载流导体串联耦合；耦合到第一和第二导电触点的电流感测电路，用于产生在载流导体中流动的电流的输出信号表示；并且延伸自探头体的另端的导电电缆，经耦合以从电流感测装置接收输出信号并且用于耦合到示波器；并且具有适于安装在探头体上的外壳的适配器，具有延伸自外壳的第一和第二导电引线，其中第一和第二导电引线中的每一个具有用于耦合到载流导体的第一电触点和置于外壳内用于与电流探头的第一和第二导电触点之一耦合的第二电触点。
2. 如权利要求1所述的电流探测系统，其中将第一和第二导电 引线的第一电触点耦合到适于接合导电触点的插头，该导电触点作为 在耦合到载流导体的电流转移装置中的开关元件，其中电流转移装置 在第一位置耦合经过载流导体的电流信号并且在第二位置耦合经过电 流探头的电流信号，该第二位置由插头对电流转移装置的导电触点中 的至少一个的向下压力产生，该向下压力使得电流转移装置的导电触 点在第二电流转移装置位置处脱离。
3. 如权利要求1所述的电流^果测系统，其中适配器还包括置于 适配器外壳内的开关，该开关具有耦合到第一和第二导电引线的第二 电触点之一 和选择性地耦合到电流探头的第 一和第二导电触点之一 的 第一端、耦合到第一和第二导电引线的第二电触点中的另一个和选择 性地耦合到电流探头的第 一和笫二导电触点中的另 一个的第二端和将 第一和第二端选择性地耦合在一起的电枢，其中开关具有当适配器外 壳与探头体分离时电枢将第一和第二导电引线电耦合在一起的第一开关位置和当适配器外壳被安装在探头体上时电枢使第一和第二导电引 线相互解耦的第二开关位置，当适配器外壳被安装在探头体上时将电 流探头的第 一和第二导电触点耦合到开关的第 一和第二端。
4. 如权利要求3所述的电流探测系统，其中载流导体具有在载 流导体中的不导电间隙的任一侧上安装在载流导体上的方形引脚并且第一和第二导电引线的第一电触点中的每一个还包括在导电插座中具 有孔的导电插座以便与安装在载流导体上的方形引脚连接器匹配。
5. 如权利要求3所述的电流探测系统，其中载流导体具有在载流导体中的不导电间隙并且第 一和第二导电引线的第 一 电触点中的每 一个还包括触点垫，该触点垫被连接到第一和第二导电引线中的每一 个并且在不导电间隙的任一侧上固定地固定到载流导体。
6. 如权利要求3所述的电流探测系统，其中适配器还包括置于 开关的第一和第二端之间的第一和第二电压钳，用于使由感应反冲引 起的跨触点端的电弧最小化。
7. 如权利要求6所述的电流探测系统，其中电压钳包括二极管。
8. 如权利要求1所述的电流探测系统，其中置于探头体中的导 电触点由置于插座中的触点阵列组成，其中将触点阵列的第一部分电 耦合在一起以形成探头体中的第 一导电触点并且将触点阵列的第二部 分耦合在一起以形成探头体中的第二导电触点，并且置于适配器外壳 中的第一和第二导电触点还包括置于插座中的触点阵列，其中将触点 阵列的第 一部分电耦合在一起以形成第 一导电触点并且将触点阵列的 第二部分耦合在一起以形成第二导电触点，在探头体和适配器外壳中的插座匹配以便将探头体中的第 一和第二导电触点与适配器外壳中的 第一和第二导电触点耦合。
9. 如权利要求1所述的电流探测系统，其中电流感测电路还包 括磁传感器，该磁传感器被耦合到第 一和第二导电触点以便感测电流 信号的磁通量并且被耦合到放大器电路以便产生表示在载流导体中流 动的电流的输出信号。
10. 如权利要求9所述的电流探测系统，其中磁传感器还包括具 有初级绕组、次级绕组和磁芯的变压器，其中使初级绕组耦合第一和 第二导电触点以侵>人载流导体接收电流信号并且在i兹芯和次级绕组内 感生磁通量以便产生在耦合到放大器电路的次级绕组中的电流信号输 出。
11. 如权利要求10所述的电流探测系统，其中变压器的磁芯是环 形的并且限定了孔径，其中绕变压器的环形磁芯的部分放置初级绕组。
12. 如权利要求10所述的电流探测系统，其中变压器还包括》兹-电转换器，该磁-电转换器被置于变压器的磁芯中并且与磁芯内的磁通量相互作用以便产生表示在载流导体上的D C到低频电流信号的电压信 号，其中电压信号被耦合到放大器电路。
13.如权利要求9所述的电流探测系统，其中磁传感器还包括磁 通门。
全文摘要
电流探测系统具有电流探头(16)和可附着适配器(20)。电流探头具有带与适配器上的导电触点匹配的导电触点的探头体(18)。引线(24，26)延伸自外壳以便耦合到载流导体。引线可连接到耦合到电流转移装置的插头以便将电流信号耦合到电流探头。适配器还可包括开关，当适配器与电流探头匹配时该开关将电流信号选择性地耦合到电流探头。将电流探头的触点耦合到产生表示电流信号的电压输出的电流感测电路。将电压输出通过电缆耦合到示波器。
文档编号G01R1/067GK101438172SQ200780016647
公开日2009年5月20日 申请日期2007年5月4日 优先权日2006年5月8日
发明者J·S·丹迪, K·A·斯蒂芬斯, M·J·门德, T·J·夏普 申请人:特克特朗尼克公司