霍尔感应式电流检测装置的制作方法

本实用新型涉及电流检测装置技术领域，尤其是涉及一种霍尔感应式电流检测装置。

背景技术：

霍尔电流传感器根据霍尔效应原理，用来电缆中的进行检测的一种装置。霍尔电流传感器一般包括一磁芯、设置于磁芯原边的线圈和设置于磁芯副边的输出电压检测装置。当线圈通过电流时，线圈周围产生磁场，磁场的大小与流过线圈的电流的大小成正比。这一磁场通过磁芯聚集，然后用磁芯副边的霍尔器件进行检测，由于磁场的变化与霍尔器件的输出电压信号有良好的线性关系，因此，副边输出电压检测装置测得的输出信号可以直接反应线圈中电流的大小。

霍尔电流传感器一般分为两种，包括开环霍尔电流传感器和闭合电流传感器。开环霍尔传感器利用磁场效应，当原边电流流过一根长导线时，在导线周围将产生一磁场，这一磁场的大小与流过导线的电流成正比，产生的磁场聚集在磁环内，通过磁环气隙中霍尔元件进行测量并放大输出，其输出电压精确的反映原边电流。闭环式霍尔电流传感器基于磁平衡式霍尔原理，即闭环原理，当原边电流IP产生的磁通通过高品质磁芯集中在磁路中，霍尔元件固定在气隙中检测磁通，通过绕在磁芯上的多匝线圈输出反向的补偿电流，用于抵消原边IP产生的磁通，使得磁路中磁通始终保持为零。经过特殊电路的处理，传感器的输出端能够输出精确反映原边电流的电流变化。

目前在对电缆中的电流进行测试时，需要根据电流的测试工况选着采用开环霍尔电流传感器或者闭环霍尔传感器，因此工作人员往往需要携带两种霍尔电流传感器，在对电缆中的电流检测时操作不便。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种霍尔感应式电流检测装置，能够根据使用工况，选择通过开环霍尔检测单元对电流进行检测或者闭环霍尔检验单元进行检测，操作方便快捷。

本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：一种霍尔感应式电流检测装置，包括磁环和设置在磁环上的电流检测模块，所述电流检测模块包括开环霍尔电流检测单元、闭环霍尔电流检测单元以及对开环霍尔电流检测单元和闭环霍尔电流检测单元切换导通的切换电路。

通过采用上述技术方案，霍尔感应式电流检测装置，包括磁环和设置在磁环上的电流检测模块，电流检测模块包括开环霍尔电流检测单元、闭环霍尔电流检测单元以及对开环霍尔电流检测单元和闭环霍尔电流检测单元切换导通的切换电路；通过切换电路切换开环霍尔电流检测单元和闭环霍尔电流检测单元的导通状态，进而根据霍尔感应式电流检测装置的应用工况，选择对使用开环霍尔电流检测单元或闭环霍尔电流检测单元对电缆中的电流值进行检测，使对电缆中电流的检测结果更加准确。

本实用新型进一步设置为：所述磁环上设置检测开口，所述检测开口之间设置有霍尔元件；所述开环霍尔电流检测单元包括放大器，所述放大器的正向输入端与霍尔元件的正向输出端相连，所述放大器的负向输入端与霍尔元件的负向输出端相连；所述放大器输出端与大地表面之间的电势差为输出电压。

通过采用上述技术方案，磁环上设置检测开口，检测开口之间设置有霍尔元件；开环霍尔电流检测单元包括放大器，放大器的正向输入端与霍尔元件的正向输出端相连，放大器的负向输入端与霍尔元件的负向输出端相连；放大器输出端与大地表面为输出电压；根据霍尔效应，当被测电流流过导体时，导体周围产生与电流成比例的磁场，进而通过霍尔元件对产生的磁场进行测量，并且通过霍尔传感器产生输出电压；通过放大器对霍尔传感器输出的电压进行放大，对放大器输出端与大地表面之间的电势差为输出电压进行检测，进而得出被测电流的大小。

本实用新型进一步设置为：所述闭环霍尔电流检测单元包括放大副边线圈和输出副边线圈；所述放大副边线圈和输出副边线圈分别缠绕在检测开口的两端，所述放大副边线圈的一端和输出副边线圈相连，所述放大副边线圈的另一端与放大器的输出端相连；所述输出副边线圈串联有输出电阻，所述输出电阻接地设置。

通过采用上述技术方案，闭环霍尔电流检测单元包括放大副边线圈和输出副边线圈；放大副边线圈和输出副边线圈分别缠绕在检测开口的两端，放大副边线圈的一端和输出副边线圈相连，放大副边线圈的另一端与放大器的输出端相连；输出副边线圈串联有输出电阻，输出电阻接地设置；进而当电通过被测导体时，通过导体产生的磁场对霍尔元件的作用，产生输出电压；进而通过放大器对霍尔传感器输出的电压进行放大，进而在输出电阻所在的电路中产生补偿电流，通过对补偿电流进行测量，从而得到测量电流的大小。

本实用新型进一步设置为：所述切换电路包括第一常开开关、第二常开开关以及控制第一常开开关和第二常开开关同时闭合和断开的切换单元；所述第一常开开关串联在放大器输出端和放大副边线圈之间，所述第二常开开关串联在输出电阻和输出副边线圈之间。

通过采用上述技术方案，切换电路包括第一常开开关、第二常开开关以及控制第一常开开关和第二常开开关同时闭合和断开的切换单元；第一常开开关串联在放大器输出端和放大副边线圈之间，第二常开开关串联在输出电阻和输出副边线圈之间；通切换单元断开第一常开开关和第二常开开关，进而使闭环霍尔电流检测单元断开，进而通过开环霍尔电流检测单元对电流的大小进行检测；通过切换单元闭合第一常开开关和第二常开开关，进而通过导通闭环霍尔电流检测单元，从而通过闭环霍尔电流检测单元对电流的大小进行测试。

本实用新型进一步设置为：所述第一常开开关、第二常开开关采用电磁开关，所述切换单元包括电磁继电器和启动开关，所述第一常开开关和第二常开开关受电磁继电器控制，所述电磁继电器与启动开关串联，所述电磁继电器接地设置，所述启动开关接入电源。

通过采用上述技术方案，第一常开开关、第二常开开关采用电磁开关，切换单元包括电磁继电器和启动开关，第一常开开关和第二常开开关受电磁继电器控制，电磁继电器与启动开关串联，电磁继电器接地设置，启动开关接入电源，断开启动开关，电磁继电器失电，第一常开开关和第二常开开关处于断开状态；闭合启动开合，电磁继电器导通，第一常开开关和第二常开开关闭合，从而方便快捷的对闭环霍尔电流检测单元和开环霍尔电流检测单元的导通进行切换。

本实用新型进一步设置为：所述放大器输入端和负向输入端以及放大器的正向输入端和负向输入端分别串联有保护电阻。

通过采用上述技术方案，通过保护电阻的设置，防止被测电流突然增大，进而造成霍尔元件输出电流的增大，从而造成对放大器的损坏。

本实用新型进一步设置为：所述霍尔元件采用贴片式封装。

通过采用上述技术方案，采用贴片式封装，在焊装时，它不需要过孔，焊接面和器件固定在一起，体积小，节省空间。

本实用新型进一步设置为：所述磁环采用永磁体制作而成。

通过采用上述技术方案，磁环采用永磁体制作而成，永磁体磁性稳定，不易受周围磁场影响而改变其磁场效应，是制作磁环的优选材质。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

1.霍尔感应式电流检测装置，包括磁环和设置在磁环上的电流检测模块，电流检测模块包括开环霍尔电流检测单元、闭环霍尔电流检测单元以及对开环霍尔电流检测单元和闭环霍尔电流检测单元切换导通的切换电路；通过切换电路切换开环霍尔电流检测单元和闭环霍尔电流检测单元的导通状态，进而根据霍尔感应式电流检测装置的应用工况，选择对使用开环霍尔电流检测单元或闭环霍尔电流检测单元对电缆中的电流值进行检测，使对电缆中电流的检测结果更加准确；

2.切换电路包括第一常开开关、第二常开开关；第一常开开关、第二常开开关采用电磁开关，第一常开开关和第二常开开关受电磁继电器控制，电磁继电器与启动开关串联，电磁继电器接地设置，启动开关接入电源，断开启动开关，电磁继电器失电，第一常开开关和第二常开开关处于断开状态；闭合启动开合，电磁继电器导通，第一常开开关和第二常开开关闭合，从而方便快捷的对闭环霍尔电流检测单元和开环霍尔电流检测单元的导通进行切换。

附图说明

图1为霍尔感应式电流检测装置的电路示意图；

图2为切换单元的电路示意图。

图中，1、磁环；11、检测开口；2、霍尔元件；3、电流检测模块；31、开环霍尔电流检测单元；311、放大器；32、闭环霍尔电流检测单元；321、放大副边线圈；322、输出副边线圈；323、输出电阻；33、切换电路；331、第一常开开关；332、第二常开开关；333、切换单元；3331、电磁继电器；3332、启动开关；34、保护电阻。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1，一种霍尔感应式电流检测装置，包括磁环1和设置在磁环1上的电流检测模块3。磁环1上设置检测开口11，检测开口11的开口表面相互平行，检测开口11之间设置有用于检测磁场的霍尔元件2。霍尔元件2的端面与检测开口11的开口表面相平行。磁环1采用永磁体制作而成，霍尔元件2采用贴片式封装。磁环1采用永磁体制作而成，磁性稳定，不易受周围磁场的影响而改变自身的磁性，是制作磁环1的优选方案。霍尔元件2采用贴片式封装，集成度高，体积小，节省空间。

参照图，电流检测模块3包括开环霍尔电流检测单元31、闭环霍尔电流检测单元32以及对开环霍尔电流检测单元31和闭环霍尔电流检测单元32切换导通的切换电路33。开环霍尔电流检测单元31包括放大器311，放大器311的正向输入端与霍尔元件2的正向输出端相连，放大器311的负向输入端与霍尔元件2的负向输出端相连；放大器311输出端与大地表面电势差为输出电压V1。当被测电流I通过导体时，导体周围产生与电流成比例的磁场，因此输出电压V1与被测电流成比例，输出电压V1能够精确反应被测电流I的大小。

闭环霍尔电流检测单元32包括放大副边线圈321和输出副边线圈322。放大副边线圈321和输出副边线圈322分别缠绕在检测开口11的两端，放大副边线圈321的一端和输出副边线圈322相连，放大副边线圈321的另一端与放大器311的输出端相连。输出副边线圈322串联有输出电阻323，输出电阻323接地设置，当被测电流I通过导体时，由霍尔元件2输出信号控制的补偿电流I2流过次级线圈产生的磁场补偿，当原边与副边的磁场达到平衡时，其补偿电流I2能精确反应被测电流I的值。放大器311输入端和负向输入端以及放大器311的正向输入端和负向输入端分别串联有保护电阻34。通过保护电阻34的设置，防止在对被测电流进行检测时，被测电流的突然增大而造成对放大器311的损坏。

参照图，切换电路33包括第一常开开关331、第二常开开关332以及控制第一常开开关331和第二常开开关332同时闭合和断开的切换单元333。第一常开开关331串联在放大器311输出端和放大副边线圈321之间，第二常开开关332串联在输出电阻323和输出副边线圈322之间。第一常开开关331、第二常开开关332采用电磁开关，切换单元333包括电磁继电器3331和启动开关3332，第一常开开关331和第二常开开关332受电磁继电器3331控制，电磁继电器3331与启动开关3332串联，电磁继电器3331接地设置，启动开关3332接入电源。当使用开环霍尔电流检测单元31对电流进行检测时，将启动开关3332断开，此时第一常开开关331和第二常开开关332处于断开状态，进而通过放大器311输出端与大地表面为输出电压V1，得出被测电流I的大小。当使用闭环霍尔电流检测单元32对电流进行检测时，闭合启动开关3332，电磁继电器3331得电导通，进而控制第一常开开关331和第二常开开关332闭合，进而通过补偿电流I2得出被测电流I的大小。

本实施例的实施原理为：

根据霍尔感应式电流检测装置应用工况，选择采用开环霍尔电流检测单元31对电流进行检测或者采用闭环霍尔电流检测单元32对电流进行检测。当选择使用开环霍尔电流检测单元31对电流进行检测时，将启动开关3332断开，进而第一开关和第二开关处于断开状态，此时，通过对放大器311输出端与大地之间的电势差作为输出电压V1,通过输出电压V1,进而得到被测电流的大小。当选择使用闭环电流检测单元对电流进行检测时，将启动开关3332闭合，进而使第一开关和第二开关闭合，进而闭合霍尔电流检测单元处于导通状态，进而通过输出电阻323通过的补偿电流I2，得出被测电流的大小。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。