用于测量感性负载中低频电流的监测装置的制作方法

本发明属于仪器仪表及测试测量技术领，尤其涉及一种用于测量感性负载中低频电流的监测装置。

背景技术：

本发明用于精确测量功率源端接的感性负载中的低频电流，例如，线圈、扬声器中的低频电流。现有测量感性负载中低频电流的技术方案有：

(1)使用进口宽频带功率计：直接串接在电路中测量，精度能保证优于±0.5％，但带宽不够，最大为100kHz，且进口仪器价格昂贵，测量成本很高，一般为30万以上；

(2)使用电流钳配合电压表：将电流钳钳在负载所连的导线上，虽然测量很方便，带宽足够，上限可达1MHz，但精度低，低于±3％。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于测量感性负载中低频电流的监测装置，配合精密低频电压表，精确测量功率源端接的感性负载中的低频电流。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

本发明采用如下技术方案：

在一些可选的实施例中，提供一种用于测量感性负载中低频电流的监测装置，包括：长方体屏蔽箱及电压表，所述长方体屏蔽箱的前面、背面及顶面分别设置电压端BNC连接器、监测端BNC连接器及电流端BNC连接器，所述监测端BNC连接器与所述电压表相连接；所述长方体屏蔽箱的箱内设置电阻组件，所述电阻组件的一端连接所述电压端BNC连接器的内导体及所述监测端BNC连接器的外导体，另一端连接所述电流端BNC连接器的内导体和所述监测端BNC连接器的内导体；所述电压端BNC连接器、监测端BNC连接器及电阻组件位于所述长方体屏蔽箱的中轴线上。

在一些可选的实施例中，所述长方体屏蔽箱的箱内填充有导热材料，导热材料为硅脂或环氧树脂。

在一些可选的实施例中，所述长方体屏蔽箱的底面设置多组散热片。

在一些可选的实施例中，所述散热片的材质为铝，所述散热片使用导热硅胶粘接在所述长方体屏蔽箱的底面。

在一些可选的实施例中，其特征在于，所述长方体屏蔽箱的外壳材质为铝，厚度为1mm～2mm。

在一些可选的实施例中，所述长方体屏蔽箱的高度和宽度相等。

在一些可选的实施例中，所述电阻组件由5个10Ω的金属薄膜功率电阻并联而成。

在一些可选的实施例中，用于连接所述电压端BNC连接器、监测端BNC连接器、电流端BNC连接器及电阻组件的连接线为刚性电缆。

本发明所带来的有益效果：不仅带宽宽，上限可达1MHz，而且精度高，优于±0.5％；连接方便，结构简单，便于操作成本低；抗干扰能力强，测量稳定性好。

为了上述以及相关的目的，一个或多个实施例包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明某些示例性方面，并且其指示的仅仅是各个实施例的原则可以利用的各种方式中的一些方式。其它的益处和新颖性特征将随着下面的详细说明结合附图考虑而变得明显，所公开的实施例是要包括所有这些方面以及它们的等同。

附图说明

图1是本发明用于测量感性负载中低频电流的监测装置的原理图；

图2是本发明用于测量感性负载中低频电流的监测装置的结构示意图；

图3是本发明用于测量感性负载中低频电流的监测装置的应用示意图；

图4是BNC连接器的结构示意图；

图5是BNC连接器与长方体屏蔽箱的连接示意图。

具体实施方式

以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。

如图1和2所示，在一些说明性的实施例中，提供一种用于测量感性负载中低频电流的监测装置，实现低成本高精度宽频带的低频电流测量，可精确测量功率源端接的感性负载，例如线圈、扬声器等中的低频电流，包括：长方体屏蔽箱1及电压表2。电压表2为精密低频电压表，测量范围为1mV～20V，即30Hz～1MHz，且测量精度优于±0.3％。

所述长方体屏蔽箱1的前面、背面及顶面分别设有三个端口，所述三个端口分别安装有电压端BNC连接器3、监测端BNC连接器4及电流端BNC连接器5，其中，所述电压端BNC连接器3及电流端BNC连接器5为常规BNC连接器，所述监测端BNC连接器4为隔离BNC连接器，常规BNC连接器是指外导体接地且传输共模信号的BNC连接器，隔离BNC连接器是指外导体浮地且传输差模信号的BNC连接器。所述监测端BNC连接器4与所述电压表2相连接。

所述长方体屏蔽箱1的箱内设置电阻组件6，所述电阻组件6由5个10Ω的金属薄膜功率电阻并联而成，金属薄膜功率电阻的寄生电感小但额定功率低，采用并联结构有效提高了额定功率。所述电阻组件6的一端连接所述电压端BNC连接器的内导体及所述监测端BNC连接器的外导体，另一端连接所述电流端BNC连接器的内导体和所述监测端BNC连接器的内导体，如图1所示，V+表示内导体，V-表示外导体。用于连接所述电压端BNC连接器3、监测端BNC连接器4、电流端BNC连接器5及电阻组件6的连接线为刚性电缆，连接方式为焊接。

所述电压端BNC连接器3、监测端BNC连接器4及电流端BNC连接器5均为BNC连接器，如图4所示，中间的部分为内导体8，外面的一圈为外导体9。如图5所示，长方体屏蔽箱1在端口处开设通孔，BNC连接器穿过所述通孔，使用螺母进行紧固，由此将述电压端BNC连接器3、监测端BNC连接器4及电流端BNC连接器5安装在长方体屏蔽箱1上。

所述电压端BNC连接器3、监测端BNC连接器4及电阻组件6位于所述长方体屏蔽箱1的中轴线OA上。电阻组件6位于前、后面的中轴线上，形成了准同轴结构，有利于信号的传输，降低损耗,同轴连接器增强了抗干扰能力，有效提高了测量结果的稳定性。

所述长方体屏蔽箱1的箱内填充有导热材料，导热材料为硅脂或环氧树脂，所述长方体屏蔽箱1的底面设置多组散热片7，所述散热片7的材质为铝，所述散热片7使用导热硅胶粘接在所述长方体屏蔽箱1的底面。电阻组件6在工作过程中会发热，使阻值特性产生变化，影响到测量结果的准确性，箱内填充导热材料和安装散热片7能够使电阻组件6的热量及时散发，降低温度系数，使测量结果更稳定更准确。

所述长方体屏蔽箱1的外壳材质为铝，厚度为1mm～2mm，使所述长方体屏蔽箱部分不仅成为一个电磁屏蔽体，而且易于散热。所述长方体屏蔽箱1的高度和宽度相等，高度和宽度相等的目的是使内部的电阻组件6在长方体屏蔽箱1的腔体内形成准同轴结构。

如图3所示，本发明使用前需进行校准，得到其不同频率下的电压/电流比值K_f。使用时，功率源连接本发明的电压端BNC连接器，线圈连接本发明的电流端BNC连接器，电压表2连接本发明的监测端BNC连接器。设定功率源的频率并调节其输出幅度，使精密宽带电压表的读数为V，此时，可求得线圈中的电流值为V/Kf。

本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。