专利名称：一种电流型磁敏传感元件的制作方法
专利说明
一、技术领域本实用新型涉及电量的测量，特别是一种用于电流检测的磁敏传感元件。
二背景技术：
众所周知，基于霍尔效应制成的霍尔元件是迄今为止最典型的电流和电压磁敏传感元件。利用霍尔元件制成的电流测量装置，如北京莱姆电子有限公司制造的LM电流电压传感器，存在几个缺点一是由于霍尔元件的霍尔效应是在微米级半导体膜片中产生，元件本身内阻较大，接入小电流测量电路对电路的影响较大；二是装置是通过穿过磁环中心的被测电流在磁环气隙中所产生的磁场强度使霍尔基片产生相应的感应电势来测量被测电流的大小，当被测电流较小时，气隙中产生的磁场强度弱，测量灵敏度降低，故这类装置只适用于测量线路中较大电流，对测量较小的电流，如电镀或电解过程中电镀液或电解液中极板附近微小区域内的离子导电分布电流不够准确。
三、实用新型内容本实用新型的目的就是针对用霍尔元件制做的上述电流检测装置的缺点提供一种内阻小、对被测电流电路影响小、用于测量微小区域内离子或电子所产生的分布电流灵敏度高的电流型磁敏传感元件。
本实用新型提供的电流型磁敏传感元件包括一个用金属软磁材料制成的磁性基片C构成的闭合磁回路、与该磁回路相偶合的一个初级励磁绕组N1和一个次级感应电压绕组N2，被测电路的输入电流引线A和B与所说磁性基片C上的两点a和b直接焊接在一起。
本磁敏传感元件的测量原理(参照附图2)是当初级励磁绕组N1输入一个恒定的交流励磁电流I1时，磁回路中产生一个稳定的磁场，在次级感应电压绕组N2两端产生一个感应交流电压e2，当被测电流Ic流经磁回路磁性基片时，该电流在该磁回路中产生的磁场对由励磁电流I1形成的原磁场产生干扰，使参与交流磁化过程的有效截面减少，从而使输出感应电压e2有规律的下降，形成如图2所示的Ic-e2输出特性曲线。利用经过标定的该特性曲线，通过在N2端所测到的e2值，反过来即可确定Ic值。
本磁敏传感元件输入被测电流通过构成磁回路的软磁金属片，由于金属片本身电阻很小，再加上配用内阻极低的外部测量引线，使元件内阻很低，对被测电流电路影响极小；因被测电流直接流过磁回路基片，即使较小的电流，在磁回路中产生的磁场对原磁场也会产生明显的扰动，从而引起测量信号e2值的明显下降，故用其作为测量微小区域内离子或电子导电的微小分布电流测量灵敏度很高。
本磁敏传感元件除上述优点外，还具有被测电流与元件电源及信号放大显示电路相互隔离、当被测电流过流过压时不会损害其它电路、元件可在恶劣条件下工作及耐腐蚀等特点。
四
附图给出的是本实用新型的一个实施例。其中图1为电流型磁敏传感元件的结构示意图；图2为磁敏传感元件的输出特性曲线；图3为利用本磁敏传感元件制做的电流密度测量仪原理框图(图中虚线所框部分)及用于测量电镀槽中极板附近离子电流密度分布的示意图。
五具体实施方式
参照图1至图2，本磁敏传感元件构成磁回路的磁性基片C可用厚度0.8mm的片状铁镍合金、硅钢片、纯铁或其它软磁材料制成，外部为15×25mm矩形(也可采用圆形)，中心孔直径8mm，初级励磁绕组N1取10匝，次级感应电压绕组N2取40匝(N1和N2的匝数可根据不同软磁材料作适当调整)，输入电流引线A、B在磁性基片上的焊点a、b距上部边缘2mm，相互间距8mm。
如图3所示，用上述磁敏传感元件制成的用于测量电镀槽中极板附近离子电流密度的电流密度测量仪的传感元件初级励磁绕组N1与一个提供400HZ、20mA恒电流的交流励磁电源相接，次级感应电压绕组N2与放大器相接，电压e2经放大器放大后的电压V2送入偏置校正电路，使输出特性线性化(或者采用计算机智能电路，通过插值法，在所标定的V2-Ic曲线中读出对应的电流值Ic)，最后进行数字显示。此测量仪的电流采集输入由一测量杆完成。该测量杆为一金属导体，其下端浸入电镀液1中的导电部分6的长度由套在杆上的上下绝缘套管5和7沿杆相对移动来控制，改变6的长度即可改变电流Ic的导电面积。当需测量电镀槽中镀件8(阴极板)附近的电流密度时，将测量杆的下端导电部分紧靠该处，测量杆的上端与测量仪的电流正输入端A相接，电流负输入端B与电镀的阴极导电杆4相接，阳极2接阳极导电杆3。将仪器测得的电流Ic与测量杆的导电面积相除，即可得到该处的电流密度值。该测量仪的电流测量范围直流0-10mA，测量杆导电面积可在0.5-10mm2范围可调，电流密度测量范围0.1-100A/dm2，电流测量分辨率可达0.01mA，测量输入电阻＜100mΩ。
权利要求1.一种电流型磁敏传感元件，包括一个用金属软磁材料制成的磁性基片C构成的闭合磁回路、与该磁回路相偶合的一个初级励磁绕组N1和一个次级感应电压绕组N2，其特征在于被测电路的输入电流引线A和B分别与所说磁性基片C上的的两点a和b直接焊接在一起。
2.如权利要求1所说的电流型磁敏传感元件，其特征在于所说的磁性基片C用厚度0.8mm的片状铁镍合金制成，外部为15×25mm矩形，中心孔直径8mm，初级励磁绕组N1取10匝，次级感应电压绕组N2取40匝，输入电流引线A、B在磁性基片上的焊点a、b距磁性基片上部边缘2mm，相互间距8mm。
专利摘要一种电流型磁敏传感元件，包括一个用金属软磁材料制成的磁性基片C构成的闭合磁回路、与该磁回路相偶合的一个初级励磁绕组N
文档编号G01D5/12GK2676209SQ20042003058
公开日2005年2月2日 申请日期2004年3月2日 优先权日2004年3月2日
发明者邱安生, 邱恒 申请人:邱安生