]制造用于感测通过导体14的电流的传感器装置12的又一种示例性方法包括围绕衬底的多个绕线筒中的每一个而卷绕磁线的第一屏蔽体，围绕衬底的多个绕线筒中的每一个而卷绕线圈，以及围绕衬底的多个绕线筒中的每一个而卷绕磁线的第二屏蔽体。
[0075]例如，参照图3的传感器装置12，示例性方法可包括将磁线的第一端和第二端联接到传感器装置12的基准引脚144上，将线圈的第一端联接到传感器装置12的第一引脚136上，以及将线圈的第二端联接到传感器装置12的第二引脚138上。此外，该示例性方法可包括将线圈以及第一屏蔽体和第二屏蔽体至少部分地包封在封壳内，该封壳包括至少一种介电材料。
[0076]制造用于感测通过导体14的电流的传感器装置12的另一示例性方法包括提供传感器装置12，该传感器装置包括限定孔口 110的非磁性衬底102、具有围绕非磁性衬底102的至少一部分的多个线圈匝圈的线圈104、布置在各衬底102与多个线圈匝圈之间的第一屏蔽体140、与第一屏蔽体140相对的贴近多个线圈匝圈布置的第二屏蔽体142。该示例性方法还包括将引线144联接到第一屏蔽体140和第二屏蔽体142中的至少一者上，将引线136联接到线圈104的第一端上，将引线138联接到线圈104的第二端上，以及由引线136、138和144形成扭绞的引线束。
[0077]在各种实施例中，将引线144联接到第一屏蔽体140和第二屏蔽体142中的至少一者上包括将引线144联接到第一屏蔽体140和第二屏蔽体142中的每一者上。在其它实施例中，将引线联接到第一屏蔽体和第二屏蔽体中的至少一者上包括将引线244联接到第一屏蔽体140上以及将引线245联接到第二屏蔽体142上。
[0078]如图5中所示，线圈104以绕线筒124-134的形式围绕衬底102卷绕。在示例性实施例中，各个绕线筒124-134为环形，且包括线圈104围绕其卷绕的圆形区域。各个绕线筒124-134的芯为空气芯。不同于之前公开的磁芯电流传感器装置，线圈104的空气芯不会变得饱和。测试示出了公开的空气芯线圈104的准确性从10毫安到25000安为±0.4%。在较低电流(即，小于1000安)下，传感器装置12的准确性为±0.2%，而在高电流(S卩，大于10000安)下，准确性降低至±0.4%。在那些较高电流下，导体14，15和16与彼此相互作用，且作用为并联的板式电容器，影响了传感器12的准确性。传感器装置12为没有芯饱和的电感器；因此，传感器装置12可连续地作为电感器工作而可能饱和或过饱和。
[0079]作为具有空气芯的电感器，传感器装置12为电压独立的。尽管传统的电流互感器可在高压下烧掉，但传感器装置12能够独立于穿过导体14的电压来读取穿过导体14的电流。电压不会影响线圈104的操作。电压并未由传感器装置12测量，且相反在功率输送系统中的不同位置处测量。
[0080]尽管在示例性实施例中，传感器装置12描述为在约10Hz到约1000Hz之间操作，但将认识到的是，空气芯允许传感器装置12也在该范围外操作。还应当认识到的是，电度表10可包括测量多个不同导体的多个传感器装置12。例如，在另一个示例性电度表10中，导体14，15和16可分别由不同的传感器装置12包围。上述实施例中的一个或多个提供了非常精确的传感器装置。更具体而言，文中描述的传感器装置、电度表和方法可提供非常精确的传感器装置，该传感器装置与已知的线圈传感器相比以降低的校准要求而提供了扩大的运行范围。例如，所公开的介电材料可提供线圈与一个或多个导体之间的减小的电容，从而横跨一电流和/或电压范围提供了提高的精度。通过制造期间更少的校准过程，可实现提高的精度，从而减少了制造成本和/或时间。在另一实例中，所公开的屏蔽技术对源自其它电子元件和/或防拆装置的EMI提供经改善的排斥。
[0081]虽然本发明的各种实施例的特定特征可能在一些附图中示出而在其它附图中未示出，但这仅是为了方便。按照本发明的原理，附图的任何特征都可结合任何其它附图的任何特征进行参照和/或主张权利。
[0082]本书面描述使用了包括最佳模式在内的实例来公开本发明，并且还使本领域的任何技术人员能够实施本发明，包括制造和利用任何装置或系统以及执行任何所结合的方法。本发明可取得专利的范围通过权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它实例。如果此类其它实例没有不同于权利要求的文字语言所描述的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的文字语言无实质性区别的同等结构元件，则认为此类其它实例包含在权利要求的保护范围内。
【主权项】
1.一种用于将电能从电源传输至用户的电度表(10)，所述电度表(10)包括: 传感器装置(12)，其可定位成至少部分地围绕导体(14)来感测流过所述导体(14)的电流且输出代表所述感测电流的信号，所述传感器装置(12)包括: 非磁性衬底(102)； 包括围绕所述衬底(102)卷绕的多个匝圈的线圈(104)，所述线圈(104)限定孔口(110)，所述导体(14)通过所述孔口 (110)被接收；以及 介电材料(108)，其具有介电常数且定位成邻近所述线圈(104)且至少部分地在所述孔口(110)内，使得所述介电材料(108)在所述导体(14)通过所述孔口(110)被接收时在所述线圈(104)与所述导体(14)之间；以及 表控制板(17)，其与所述传感器装置(12)连通来接收代表来自所述传感器装置(12)的所述感测电流的所述信号，且确定随着时间的推移而通过所述导体(14)从所述电源传输至用户的电量； 其中所述介电材料(108)的介电常数选择成减小所述线圈(104)与所述导体(14)之间的电容耦合，且因此降低所述传感器装置(12)的灵敏度，使得所述表控制板(17)仅包括一个校准系数来在电流范围内校准所述传感器装置(12);以及 其中所述电流范围为约2.0A到约25000A。2.根据权利要求1所述的电度表(10)，其特征在于，所述介电材料(108)包括热塑性材料和热固性材料中的至少一者。3.根据权利要求2所述的电度表(10)，其特征在于，所述介电材料(108)包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)材料和聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)热塑性材料中的至少一者。4.根据权利要求1所述的电度表(10)，其特征在于，所述衬底(102)包括多个绕线筒(124)，所述多个匝圈中的至少一个匝圈围绕所述多个绕线筒(124)中的各个卷绕。5.根据权利要求1所述的电度表(10)，其特征在于，所述电度表(10)还包括至少部分地定位在所述孔口(110)内的安装件(116)，所述安装件(116)构造成支承定位在所述孔口(110)中的导体(14)，且其中所述安装件(116)至少部分地由所述介电材料(108)制成。6.根据权利要求5所述的电度表(10)，其特征在于，所述电度表还包括至少部分地包围所述衬底(102)和所述线圈(104)的封壳(112)，所述封壳(112)包括所述安装件(116)。7.根据权利要求1所述的电度表(10)，其特征在于，所述介电材料(108)包围所述线圈(104)的至少一部分和所述衬底(102)的至少一部分。8.根据权利要求7所述的电度表(10)，其特征在于，所述传感器装置包括与所述导体(104)形成摩擦配合的安装件(116)，其中所述安装件(116)在所述传感器装置(12)与所述导体(14)之间限定至少一个空气间隙(106)，且其中所述安装件(116)包括所述介电材料(108)的至少一部分。9.根据权利要求1所述的电度表(10)，其特征在于，所述传感器装置(12)构造成在约2.0安到约320安的电流范围中，在穿过所述导体(14)的实际电流的约±0.2%内感测穿过所述导体(14)的电流。10.根据权利要求1所述的电度表(10)，其特征在于，所述传感器装置(12)构造成在约2.0安到约25000安的电流范围中，在穿过所述导体(14)的实际电流的约±0.5%内感测穿过所述导体(14)的电流。
【专利摘要】本发明涉及用于感测穿过导体的电流的传感器装置及方法。公开了一种电度表及相关方法。电度表包括定位成围绕导体来感测流过导体的电流的传感器装置。传感器装置包括非磁性衬底、包括围绕衬底卷绕的多个匝圈的线圈，以及具有介电常数且定位在线圈与导体之间的介电材料。电度表还包括表控制板，其与传感器装置连通来确定随着时间的推移而从电源通过导体传输至用户的电量。介电材料的介电常数选择成减小线圈与导体之间的电容耦合，且降低传感器装置的灵敏度，使得表控制板仅包括一个校准系数来在电流范围内校准传感器装置。
【IPC分类】G01R11/02, G01R15/18, G01R19/00
【公开号】CN105319429
【申请号】CN201510461388
【发明人】S.S.查马蒂, S.L.比茨
【申请人】通用电气公司
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2015年7月30日
【公告号】CA2897856A1, EP2980592A1