一种罗氏线圈的制作方法

本发明涉及电流检测领域，特别地，涉及一种罗氏线圈。

背景技术：

罗氏线圈是一种空心环形的线圈，可以直接套接到被测量的导体上。导体中流过交流信号会在导体周围产生一个交替变化的磁场，从而在线圈中感应出一个与电流成一定比例的交流电压信号。输出电压可用公式:vout＝mdi/dt表示，其中m为线圈互感。di/dt则是电流变比，通过专用的检测电路将线圈输出的电压信号进行积分可以得到另一个交流电压信号，用这个电压信号的波形再现被测量的电流信号。

罗氏线圈的应用广范。它对测电流的频率、导体的尺寸都无特殊的要求，也可测量波形复杂的电流信号，如瞬态冲击电流。罗氏线圈相对于普通电流互感器的好处是，因其没有铁心，因此不存在铁心饱和现象，可以直接测量很大的电流。但是，正是因为其没有铁心，罗氏线圈感应出的电压信号相对来说非常微弱，而且非常容易受到外部环境杂散磁场的影响。所以现有罗氏线圈在检测小电流时误差较大，只用来检测大电流。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种能够检测小电流的罗氏线圈。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种罗氏线圈，包括线圈和检测电路，所述线圈最外侧为第一绝缘层，第一绝缘层内部为线圈层，线圈层内部为芯线层，所述线圈层外侧设有屏蔽层，用于屏蔽所述线圈层外的杂散磁场的干扰。

进一步地，所述屏蔽层设于第一绝缘层和线圈层之间。

进一步地，所述屏蔽层与所述线圈层之间设有第二绝缘层。

进一步地，所述屏蔽层为金属网。

进一步地，所述线圈出线的接口采用航空插头。

进一步地，在所述线圈测量接口上套接磁环。

进一步地，所测量部分包括供电模块、电流采样模块、信号放大模块、计量模块、单片机和显示模块。

进一步地，所述电流采样模块采用双口输入采样。

进一步地，所述信号放大模块采用两级放大的放大电路。

进一步地，所述供电模块采用负稳压进行供电。

本申请采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：

本发明技术方案提供了一种罗氏线圈，包括线圈、检测电路和测量方法。线圈用于得到感应电流信号，检测电路用于将线圈得到的感应电流信号处理后得到具体的电流值。线圈最外侧为第一绝缘层，保护线圈内部的结构；向内为线圈层，感应电流，生成电流信号；最内侧为芯线层，为线圈的骨架支撑线圈的结构。在第一绝缘层和线圈层之间设有屏蔽层，屏蔽外界的杂散磁场的干扰，使线圈层在感应电流时更灵敏，不受外界影响。因此能够准确的测量小电流。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种罗氏线圈的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种罗氏线圈的线圈结构剖面图；

图3是本发明实施例提供的一种检测电路结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种双口输入两级放大的原理示意图；

图5是本发明实施例提供的一种检测电路内部电路图，包括供电部分。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明的技术方案进行详细的描述说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本申请所保护的范围。

罗氏线圈的优点是线性度好，线圈不饱和，系统的输出信号和输入信号一直线性，但大部分的应用到大电流的应用场景中，一般检测电流大于a的数量级，本方法提出一种改进技术和电路设计，实现ma级电流的测量，实现电流测量范围100ma-1000a。

本发明实施例提供了一种罗氏线圈，参照图1，包括线圈10和检测电路20，如图2所示，线圈10最外侧为第一绝缘层11，第一绝缘层11内部为线圈层14，线圈层14内部为芯线层15，线圈层14外侧设有屏蔽层12，用于屏蔽线圈层14外的杂散磁场的干扰。

本发明实施例提供的一种罗氏线圈，包括线圈和检测电路，线圈用于得到感应电流信号，检测电路用于将线圈得到的感应电流信号处理后得到具体的电流值。线圈最外侧为第一绝缘层，保护线圈内部的结构；在向内为线圈层，感应电流，生成电流信号；最内侧为芯线层，为线圈的骨架支撑线圈的结构。在第一绝缘层和线圈层之间设有屏蔽层，屏蔽外界的杂散磁场的干扰，使线圈层在感应电流时更灵敏，不受外界影响。因此能够准确的测量小电流。

作为对上述实施例的一种补充说明，本发明实施例中屏蔽层12设于第一绝缘层11和线圈层14之间。可选地，屏蔽层12与线圈层14之间设有第二绝缘层13。需要说明的是，在实际使用中，屏蔽层12采用金属网的形式。

作为本发明实施例的一种优选的实现方式，如图1所示，罗氏线圈的线圈接口采用航空插头15连接。如果接线方式采用普通的插接或端子压接的方式，测量的电流信号对端子受力是有影响的，端子受力，信号发生改变，在测量小电流时，轻微的改变就会造成最终结果的严重不准确。所以将接口处采用航空接头的方式连接；当然采用焊接的方式也可以。

航空插头是连接电气线路的机电元件。因此航空插头自身的电气参数是选择航空插头首先要考虑的问题。使用航空插头保证接口端子内部信号不会改变，且更易于连接，灵活性好。

一些实施例中，在线圈的接口上套接磁环16。磁环是一块环状的导磁体。磁环的引入解决了检测电流在罗氏线圈环内位置对检测精度造成的影响，同时是电子电路中常用的抗干扰元件，对于高频噪声有很好的抑制作用。在线圈接口的位置套接磁环，能够防止外界的干扰源在接口处对线圈检测电流进行干扰。

如图3所示，测量部分20包括供电模块21、电流采样模块22、信号放大模块23、计量模块24、单片机25和显示模块26。供电模块21为线圈提供电源，电流采样模块22对线圈内的电流进行采样，信号放大模块将23得到的电流信号进行放大，计量模块24和单片机25得到线圈中电流信号的大小，显示模块26将结果显示给使用者。

一个实施例中，还包括输出模块，将显示结果输出到指定地址，可选地，输出可以是通讯方式，可以直接显示，也可以通过输出标准的4-20ma信号输出，其中各模块的具体的电路图如图5所示。

优选的，计量模块24采样cs5480芯片，方便计量电流信号。

作为本发明实施例一种可选的实现方式，如图4所示，检测电路采样双口输入两级放大的方式，即电流采样模块采用双口输入采样电流，不同的电流范围采用不同的端口设置不同的放大倍数进行测量。这样得到的采样电流更准确，不易出现误差；两级放大的放大电路能够在测量小电流时，把输入信号调整到信号可以检测到的范围。

需要特别说明的是，供电模块21用负稳压进行供电，这样能够抬高地电平，信号电源和信号统一抬高地电平一定的电压值，保证信号的稳定性，同时实现数据的高倍放大，实现数据的准确稳定测量。

本发明实施例提供的一种罗氏线圈，在线圈层外侧设置屏蔽层，保证线圈得到感应电流时不受外界杂乱磁场干扰，同时在接口处采用航空插头连接，接口处套接磁环，保证电流信号在接口处不受其他因素干扰，最后，使用负稳压供电，抬高地电平提供检测电流信号时的稳定性，保证了罗氏线圈能够准确的检测小电流信号。改进的罗氏线圈实现了罗氏线圈的性能的改进，与传统的罗氏线圈相比，增加了数据的屏蔽，提高了数据的稳定性，拓展了罗氏线圈的应用场景。使罗氏线圈不仅应用于测量大电流的地方，也可以实现ma级电流的测量。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。