专利名称：一种压电式电流传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种基于通电导体受压形变、并采用压电器件测量导体形变的电流传感器，在供电和变电设备的电流测量和控制方面具有特殊用途，也可广泛用于工业产品和设备的电流测量、控制、校准以及过流保护和监控，包括铁路机动车辆瞬时电流检测以及金属冶炼和化工等行业大电流的测量、控制与保护。
背景技术：
电流传感和测量是工程技术以及科学研究中广泛涉及的一个研究课题，如供电和变电设备的电流测量和控制，工业产品和设备的电流测量、控制、校准以及过流保护和监控。目前传统的电流传感器有电表、基于霍尔效应的电流传感器和基于法拉第效应的光纤电流传感器。传统电表使用简单、但需要与通电导体串联使用，而且测量电流小；基于霍尔效应的电流传感器的结构简单、但温度特性不佳，受温度漂移的影响大、大电流导致铁芯磁饱和；基于法拉第效应的光纤电流传感器受电磁干扰小、但受温度漂移的影响大，且结构复杂，成本较高，目前市场还少见成熟的光纤电流传感器。上述三种电流传感器均为有源传感器，工作时需要供电。本发明提供一种基于通电导体受压形变的压电式电流传感器，采用压电器件测量导体形变和导体电流。通电导体形变测量的压电式电流传感器为一种无源电流传感器。本发明提供的电流传感器具有结构简单、高绝缘隔离、受电磁干扰小、温度特性好的特点。这种新型电流传感器的测量范围广、响应时间短，可以检测传统电流传感器所不能检测的大电流值，为高功率供电和变电设备的电流测量和控制提供一种可靠技术手段。
发明内容
本发明的原理如下本发明的原理是基于通电导体受压形变、并采用压电器件测量导体形变的电流传感器。设电流I通过半径为a的无限长圆柱形导线。柱形导线内的电流密度J为I/(η a2)。 电流产生的磁场H平行于截面并垂直于柱体径向r，如
图1所示。根据安培环路定理，传导电流产生的磁场H为
权利要求
1.一种压电式电流传感器，其特征在于电流传感器由通电导体(1)、压电材料O)、电极(3)、绝缘外壳G)、连接件(5)、信号引线(6)和信号处理及显示系统(7)组成，由连接件(5)将通电导体(1)形变产生的压力通过绝缘外壳(4)传递至压电材料( 并在压电材料⑵上形成预压力，压电材料产生的电压信号由电极⑶和信号引线(6)引出并传输到信号处理及显示系统(7)。
2.如权利要求1所述的一种压电式电流传感器，其特征在于通电导体(1)由铁磁导体材料构成。
3.如权利要求1所述的一种压电式电流传感器，其特征在于由压电材料⑵和电极 (3)组成的压电器件可为单层结构或串联组成的多层结构。
4.如权利要求1所述的一种压电式电流传感器，其特征在于由压电材料⑵和电极 (3)组成的压电器件可为单层环状结构或串联组成的多层环状结构，柱型通电导体(1)形变产生的压力通过绝缘外壳(4)传递至单层或多层环状压电器件。
全文摘要
一种压电式电流传感器，其特征在于电流传感器由通电导体(1)、压电材料(2)、电极(3)、绝缘外壳(4)、连接件(5)、信号引线(6)和信号处理及显示系统(7)组成，由连接件(5)将通电导体(1)形变产生的压力通过绝缘外壳(4)传递至压电材料(2)并在压电材料(2)上形成预压力，压电材料产生的电压信号由电极(3)和信号引线(6)引出并传输到信号处理及显示系统(7)。新型压电式电流传感器可以在大的动态范围内测量高频交变电流和瞬变的脉冲电流，具有结构简单、体积小、高绝缘隔离、受电磁干扰小、温度特性好的特点。
文档编号G01B7/24GK102384715SQ20111003801
公开日2012年3月21日 申请日期2011年2月15日 优先权日2011年2月15日
发明者谭成忠 申请人:谭成忠