一种差分绕线双半环PCB罗氏线圈装置的制作方法

一种差分绕线双半环pcb罗氏线圈装置
技术领域
1.本发明涉及电流传感器领域，尤其是涉及一种差分绕线双半环pcb罗氏线圈装置。


背景技术：

2.罗氏(rogowski)线圈是将导线均匀地绕在截面均匀的非磁性材料的框架上形成的线圈。罗氏线圈因其具有重量轻、频带宽、线性度好且无磁饱和现象等特点，已普遍应用于电流测量装置中。罗氏线圈测量电流精度比较高，测量信号带宽大，可以用较低的成本实现电气隔离测量，耐受电流能力几乎无限大，适用于具有固定位置载流导体电流的精确测量，可以应用于继电保护等领域。
3.现有罗氏线圈常采用环形pcb进行设置，不能拆卸，不能满足带电安装的需要。


技术实现要素：

4.本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种差分绕线双半环pcb罗氏线圈装置。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
6.一种差分绕线双半环pcb罗氏线圈装置，包括第一pcb印刷板、第二pcb印刷板，所述的第一pcb印刷板、第二pcb印刷板均为半环形的差分绕线印刷板，所述的差分绕线印刷板上设有绕线，
7.沿所述差分绕线印刷板的内边逆时针依次开设有多个第一绕线孔，沿所述差分绕线印刷板的外边逆时针依次开设有多个与第一绕线孔一一对应的第二绕线孔，第奇数个所述第一绕线孔、第二绕线孔为顺绕过孔，第偶数个所述第一绕线孔、第二绕线孔为回绕过孔，所述差分绕线印刷板的逆时针起点处开设有绕线起点和绕线终点，所述差分绕线印刷板的逆时针终点处开设有换向绕线孔，
8.所述的绕线的起始端与绕线起点连接，所述绕线沿逆时针依次穿过第一绕线孔、第二绕线孔中的顺绕过孔后穿过换向绕线孔，然后顺时针依次穿过第一绕线孔、第二绕线孔中的回绕过孔后与绕线终点连接，
9.所述的第一pcb印刷板沿半环截面的中轴线水平翻转180度后得到所述第二pcb印刷板。
10.优选地，所述差分绕线印刷板上沿逆时针方向每三个第一绕线孔为一组内边孔组，每个内边孔组中的三个第一绕线孔与差分绕线印刷板圆心的距离不同。
11.优选地，每组所述内边孔组中第一个、第二个、第三个第一绕线孔与差分绕线印刷板圆心的距离依次增大。
12.优选地，每组所述内边孔组中，第一个第一绕线孔与差分绕线印刷板圆心的距离为25.5mm，第二个第一绕线孔与差分绕线印刷板圆心的距离为26.5mm，第三个第一绕线孔与差分绕线印刷板圆心的距离为27.5mm。
13.优选地，所述差分绕线印刷板上沿逆时针方向每两个第二绕线孔为一组外边孔
组，每个外边孔组中的两个第二绕线孔与差分绕线印刷板圆心的距离不同。
14.优选地，每组所述外边孔组中第一个、第二个第二绕线孔与差分绕线印刷板圆心的距离依次增大。
15.优选地，每组所述外边孔组中，第一个第二绕线孔与差分绕线印刷板圆心的距离为36.5mm，第二个第二绕线孔与差分绕线印刷板圆心的距离为38mm。
16.优选地，所述的差分绕线印刷板的内径为24mm，所述差分绕线印刷板的外径为39mm。
17.优选地，所述的差分绕线印刷板的厚度为3mm。
18.优选地，所述的罗氏线圈装置还包括导线，所述的第一pcb印刷板、第二pcb印刷板的绕线终点通过导线连接，两个所述绕线起点为罗氏线圈装置的信号输出端。
19.与现有技术相比，本发明具有如下优点：
20.本发明使用pcb制作工艺可以保证罗氏线圈截面积的一致和绕线的均匀，可以消除外界平行线圈平面非均匀磁场对线圈的干扰，由于本发明装置具有带电安装的功能，罗氏线圈为开启式结构，采用双半环拼接整圈的设计方案，能够使线圈顺利安装穿过，每个半圈中均采取了差分绕线方式每个半圈的布线方式为多排过孔，将同一根绕线对折成两股在单个半环内双绞差分绕线，则从绕线方向上来看一股线圈为顺绕，另一股为回绕，两股线内流经电流一来一回，相位相反，这种设计方案可以实现消除垂直方向磁场干扰的消除。
附图说明
21.图1为本发明的差分绕线印刷板的结构示意图；
22.图2为本发明的结构示意图；
23.图3为本发明的绕线图；
24.图4为本发明的内边孔组、外边孔组中绕线孔与圆心距离示意图；
25.其中，1、第一pcb印刷板，2、第二pcb印刷板，3、差分绕线印刷板，4、绕线，5、第一绕线孔，6、第二绕线孔，7、绕线起点，8、绕线终点，9、换向绕线孔，10、内边孔组，11、外边孔组，12、导线。
具体实施方式
26.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。注意，以下的实施方式的说明只是实质上的例示，本发明并不意在对其适用物或其用途进行限定，且本发明并不限定于以下的实施方式。
27.实施例
28.一种差分绕线双半环pcb罗氏线圈装置，如图1、2所示，包括第一pcb印刷板1、第二pcb印刷板2，第一pcb印刷板1、第二pcb印刷板2均为半环形的差分绕线印刷板3，差分绕线印刷板3上设有绕线4，沿所述差分绕线印刷板3的内边逆时针依次开设有多个第一绕线孔5，沿所述差分绕线印刷板3的外边逆时针依次开设有多个与第一绕线孔5一一对应的第二绕线孔6，第奇数个所述第一绕线孔5、第二绕线孔6为顺绕过孔，第偶数个所述第一绕线孔5、第二绕线孔6为回绕过孔，所述差分绕线印刷板3的逆时针起点处开设有绕线起点7和绕线终点8，所述差分绕线印刷板3的逆时针终点处开设有换向绕线孔9，绕线4的起始端与绕
线起点7连接，所述绕线4沿逆时针依次穿过第一绕线孔5、第二绕线孔6中的顺绕过孔后穿过换向绕线孔9，然后顺时针依次穿过第一绕线孔5、第二绕线孔6中的回绕过孔后与绕线终点8连接，第一pcb印刷板1沿半环截面的中轴线水平翻转180度后得到所述第二pcb印刷板2。罗氏线圈装置还包括导线12，第一pcb印刷板1、第二pcb印刷板2的绕线终点8通过导线12连接，两个所述绕线起点7为罗氏线圈的信号输出端。
29.如图1所示，正面的绕线4用实线表示，背面的绕线4用虚线表示，白色圆点表示顺绕过孔，黑色圆点表示回绕过孔。具体地，如图4中，逆时针第一个、第三个、第五个
……
第一绕线孔5为顺绕过孔，逆时针第二个、第四个、第六个
……
第一绕线孔5为逆绕过孔；与第一绕线孔5一一对应的，逆时针第一个、第三个、第五个
……
第二绕线孔6为顺绕过孔，逆时针第二个、第四个、第六个
……
第二绕线孔6为逆绕过孔。
30.整个线圈左右半环完全相同，左半环翻转过后即为右半环，因此右半环的反面布线与左半环的正面布线相同，而不是互为镜像。如图3所示，由一根导线12对折双绞组成了每半边的顺绕与回绕路径，两股信号线方向相反，差分绕线4使得等效半径相等，因此垂直方向磁场在顺绕大线匝和回绕大线匝所产生的干扰感应电动势在二者相互抵消。
31.本实施例中，差分绕线印刷板3上沿逆时针方向每三个第一绕线孔5为一组内边孔组10，每个内边孔组10中的三个第一绕线孔5与差分绕线印刷板3圆心的距离不同，每组所述内边孔组10中第一个、第二个、第三个第一绕线孔5与差分绕线印刷板3圆心的距离依次增大。每组所述内边孔组10中，第一个第一绕线孔5与差分绕线印刷板3圆心的距离为25.5mm，第二个第一绕线孔5与差分绕线印刷板3圆心的距离为26.5mm，第三个第一绕线孔5与差分绕线印刷板3圆心的距离为27.5mm。
32.类似的，所述差分绕线印刷板3上沿逆时针方向每两个第二绕线孔6为一组外边孔组11，每个外边孔组11中的两个第二绕线孔6与差分绕线印刷板3圆心的距离不同。每组所述外边孔组11中第一个、第二个第二绕线孔6与差分绕线印刷板3圆心的距离依次增大。每组所述外边孔组11中，第一个第二绕线孔6与差分绕线印刷板3圆心的距离为36.5mm，第二个第二绕线孔6与差分绕线印刷板3圆心的距离为38mm。
33.具体地，如图1中，逆时针第一个、第四个、第七个
……
第一绕线孔5与差分绕线印刷板3圆心的距离为25.5mm，逆时针第二个、第五个、第八个
……
第一绕线孔5与差分绕线印刷板3圆心的距离为26.5mm，逆时针第三个、第六个、第九个
……
第一绕线孔5与差分绕线印刷板3圆心的距离为26.5mm；逆时针第一个、第三个、第五个
……
第二绕线孔6与差分绕线印刷板3圆心的距离为36.5mm，逆时针第二个、第四个、第六个
……
第二绕线孔6与差分绕线印刷板3圆心的距离为38mm。
34.具体地，如图3所示，其中ra、rb、rc分别为内边孔组10中第一个、第二个、第三个第一绕线孔5与圆心的距离，第一绕线孔5分布在这三个半径所构成的圆上；rd，re分别为外边孔组11中第一个、第二个第二绕线孔6与圆心的距离，第二绕线孔6分布在这两个半径所构成的圆上。
35.另外，本实施例中具体地，差分绕线印刷板3的内径为24mm，所述差分绕线印刷板3的外径为39mm，差分绕线印刷板3的厚度为3mm。
36.上述实施方式仅为例举，不表示对本发明范围的限定。这些实施方式还能以其它各种方式来实施，且能在不脱离本发明技术思想的范围内作各种省略、置换、变更。