专利名称：直流大电流传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及化工、冶金等行业中的直流大电流检测装置，特别是一种直流大电流传感器。
目前，对生产过程中的直流大电流的计量和控制，与生产设备、人员安全、生产效率等方面都有较大的影响。“高可靠性、高精度、低能耗”的直流大电流检测装置是现代工业生产需要的必然趋势。但是，目前这方面的总体水平离我们的需要还有较大的差距。某些采用开环检测基本原理的传感器超差的可能性普遍存在，又由于电子原器件差异性和离散性使传感器在现场存在着不可修复性。另一些采用零跟踪闭环检测原理的传感器虽然准确度可以做到较高，但电路系统过于复杂，大大降低了系统的可靠性综合指标，又由于环境因素的影响和损害，更加速了可靠性和稳定性的降低。特别是现场安装调试、维护等方面都要求较高，从而加重了维修资金和维修人员的投入。对于传统的直流互感器来说，因其能耗大，线性不良，过载能力差，抗外磁指标等因素，早已被淘汰。另外，若采用进口产品，价格相当昂贵(是国产同类产品的20～50倍)，用户难以承担。
本实用新型的目的在于克服上述现有技术之不足，提供一种结构简单紧凑、精度高、线性度和温度特性良好、性能稳定、耗电小、抗腐蚀、安全可靠、维护方便的直流大电流传感器。
本实用新型的目的是这样实现的它包括有传感头、电路控制箱及电缆线。传感头3的下部是一个底座，上部为可拆卸立式圆形传感头，由上下两半圆环构成开口式结构，传感头上绕有反磁绕组W2和磁敏原件绕组W3，电路控制箱1内设置有互换型全密封标准控制电路模块5，其电路包括有双耦合磁检零器电路、PID调节电路和从动电流源。电缆线2的一端通过传感头3的电缆插座与之相接，另一端与控制箱1上的专用配置孔相接，通过配置孔与箱体内的电路模块各接线端子相接。控制箱1内还设置有主功率电源变压器、激励变压器AC和标准电阻Rb。
本实用新型的优点在于无论是从电路上还是从结构上都采用了一些新技术，从而提高了本实用新型的各种性能。例如在电路设计上应用了双耦合磁检零器原理，采用双耦合作为信号采样方式，利用反馈技术，抑制了原器件电参量的差异性和抗温度漂移的性能；在部件结构设计上采用了互换型全密封标准电路模块，避免了使用现场粉尘及腐蚀性气体的损害，形成了结构紧凑，更换部件简单，通用性强，使用维护方便等优点；在整机结构上采用组装式结构，传感头、控制箱之间的连接拆卸方便，便于安装维护。
以下结合附图对本实用新型作进一步描述。
图1是本实用新型的整体结构示意图。
图2是本实用新型的功能系统方框图。
图3是本实用新型的基本原理示意图。
图4是本实用新型的双耦合磁检零器电路原理图。
图5是本实用新型的设置有全密封标准电路模块的控制箱面板结构示意图。
以上附图所示结构就是本实用新型的实施例。图中，1为电路控制箱，采用挂墙式安装形式，其内设置有互换型全密封标准电路模块、主功率变压器、激励变压器和标准电阻，其中控制电路所有原器件用环氧树脂全密封封装在一块模块上。箱体面板上设置有配置孔与模块上的各端子相接，面板上还制有产品特许标志和企业铭牌(见图5)。2为五芯电缆线，用时将传感头与控制箱连接起来。3为可拆式立式圆形传感头，由上下两半环构成，属开口式，中间用紧固螺钉连接，传感头底座用高强度铝合金铸造而成，底座上端面呈圆弧状，底座下端呈∏型，便于支撑传感头和牢固着地，传感头上设有航空插座，用时电缆线2通过该插座与控制箱1上的配置孔相连。4为双耦合磁检零器电路。5为互换型全密封标准电路模块(所有原器件用环氧树脂密封)。6为传感头部分，本实用新型中的传感头为高导磁率铁芯。W1为被测电流排，W2为反磁线圈，W2及W1组成比例绕组，I1为被测电流，I2为二次平衡电流，I1、I2分别提供给W1、W2直流电流。直流磁通φ＝I1W1/Rm，φ2＝I2W2/Rm。由于φ1与φ2方向相反，当φ1-φ2＝0时，即铁芯内合成磁通为零时，磁势平衡方程式为I1W1＝I2W2。即使I1是一个很大的电流，但仅为一个单个电流，若W2有充分的匝数，便可以较小的I2与其平衡，并可用I2表示I1的相应数值，构成直流比较仪的基本原理。由于I2很小，便于直接精密测量，且W2是一个与有影响的量无关的常数，因此用磁性比较方法测量直流大电流容易得到较高的精度。在传感头中，W3反向串接绕组，与铁芯组成磁敏原件。W3受直流磁通的调制，通过双耦合磁检零器原理，以调整反磁电流I2，使直流磁通φ1、φ2的合成磁通自动补偿平衡为零，保持I1＝I2W2关系成立。在串接在W2回路中的标准电阻Rb上取得反映被测电流I1大小的电压信号。采用双耦合磁检零器是本实用新型的重要特点，在设计原理上，以实现零磁跟踪、自动补偿的目的。当I1≠I2W2时，则图4中T处有不平衡电压以调整I2的量，使之保持I1＝I2W2的关系不变。图5中1～14为接线端子的统一序号，其中，1脚接系统地，2-3脚接主功率电源，4-5脚接控制电源，6-7脚接激厣电压，8脚为电流求和负端，9-10脚是I通道信号差量输入端，11-12脚是II通道的差量输入端，13脚与14脚分别是I通道和II通道的电流源输出正端，8-1脚接与二次电流I2串接的标准电阻Rb。
权利要求1.一种直流大电流传感器，包括有传感头、电路控制箱及电缆绕，其特征在于传感头(3)的下部是一个底座，上部为可拆卸立式圆形传感头，由上下两半圆环构成开口式结构，传感头上绕有反磁绕组W2及磁敏原件绕组W3；电路控制箱(1)内设置有互换型全密封标准控制电路模块(5)，其电路包括有双耦合磁检零器电路、PID调节电路和从动电流源；电缆线(2)的一端通过传感头(3)的电缆插座与之相接，另一端与控制箱(1)上的专用配置孔相接，通过配置孔与箱体内的电路模块(5)各接线端子相接；控制箱(1)内还设置有主功率电源变压器、激励变压器AC和标准电阻Rb。
专利摘要一种直流大电流传感器,主要解决国内同类产品功耗大、精度低、可靠性差、使用维护不便等弊端。它的传感头由上下两半圆环构成开口式结构。电路控制箱内设有互换型全密封标准电路模块,其电路包括有双耦合磁检零器电路、PID调节电路和从动电流源。电缆线通过传感头上的插座及控制箱上的专用配置孔,将二者连接在一起。控制箱内还设有主功率电源变压器、激励变压器及标准电阻。本实用新型广泛用于炭素、化工、有色金属、冶炼等行业。
文档编号G01R5/00GK2300915SQ97240789
公开日1998年12月16日 申请日期1997年5月8日 优先权日1997年5月8日
发明者王以伟, 姜立华 申请人:武汉仪器仪表自动化工业(集团)公司温度计厂