数字电流传感器及电流测量方法与流程

本发明涉及电流传感器，尤其是涉及一种数字电流传感器及电流测量方法。

背景技术：

1、随着经济社会的不断深入，以及电机、电子、计算机、通信、自动化技术，尤其是新能源汽车产业的快速发展，全社会对包括电池、电机和电磁阀、充电机等在内的各种电力设备的需求不断增多。而新能源汽车产业中的电池、电机和电磁阀、充电机等电力设备中均需使用到电流传感器，从而全社会对电流传感器的需求也越来越大。在各种电流传感器中，由于电流传感器自身特点和自动化设备的特点，现有的霍尔型电流传感器存在着精度低的缺陷，导致目前的电力设备的电量计量不够精确，甚至因为电流测量不准确所导致的设备故障事故时有发生，因此该霍尔型电流传感器不适合应用于新能源汽车中。同时目前的分流计型电流传感器大多通过模拟量传输电流信息，从而电流数据的传递精度低。同时，现有的分流计型电流传感器不能测量高电压电流中的电流数据，导致传统的分流计型电流传感器不能够应用在新能源汽车的电池、电机、充电机中进行电流的测量。

2、综上所述，现有的霍尔传感器电流传感器或者分流计型日益无法满足新能源汽车对电流测量的需求。在此背景下，研发一种对采用带高压和低压隔离电路、合金电阻进行高精度电流测量、具备can总线传递数据的高精度电流测量的电流传感器则成为了必然的发展趋势。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供了一种测量精度高的数字电流传感器及电流测量方法。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、根据本发明的第一方面，提供了一种数字电流传感器，该电流传感器包括外壳、合金电阻和控制电路，待测量电流的电流母线铜排通过合金电阻与电流传感器连接；所述控制电路包括电源模块、通讯模块、以及用于将测取到的合金电阻两端电压转化为电流信号的主控单元mcu。

4、优选地，所述外壳包括上盖和下盖，通过安装螺孔固定连接。

5、优选地，所述通讯模块采用can总线进行数据传输。

6、优选地，所述控制电路还安装有数字隔离模块，用于隔离低压与高压信号。

7、优选地，所述电流传感器与电流母线的接线端子通过安装孔螺栓固定，安装孔螺栓为铜材质。

8、优选地，所述电流传感器还设置有接插件。

9、优选地，所述电流传感器上还安装有用于采集电流传感器温度的温度传感器，所述温度传感器与主控单元mcu连接。

10、根据本发明的第二方面，提供了一种数字电流传感器电流测量方法，采用任一项所述的电流传感器，该方法包括：

11、1)电流传感器通电启动；

12、2)电流传感器自检后进入电流测量状态；

13、3)通过主控单元mcu中的adc模块采集电流母线铜排上的合金电阻两端的电压，计算后转化为电流数值；

14、4)将电流数据通过通讯模块发送至外部。

15、根据本发明的第三方面，提供了一种数字电流传感器电流测量方法，采用所述的电流传感器，该方法包括：

16、1)电流传感器通电启动；

17、2)电流传感器自检后进入电流测量状态；

18、3)通过主控单元mcu中的adc模块采集电流母线铜排上的合金电阻两端的电压，计算后转化为电流数值；通过温度传感器采集合金电阻的温度，并基于温度漂移对计算得到的电流数值进行查表修正；

19、4)将电流数据通过通讯模块发送至外部。

20、优选地，所述方法还包括：主控单元mcu对电流传感器的状态进行判断，通过通讯模块将故障信息实时发送到外部。

21、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

22、1)本发明针对常规电流传感器中精度低的缺陷，通过在电流传感器中使用合金电阻，所采集的电流精度高，电流精度达到0.5％；

23、2)本发明针对常规电流传感器的电流测量过程中受温度影响，导致数据误差大的缺陷，基于温度对电流数据进行漂移补偿，数据精度在-40-150°的全温度范围内，电流精度均能达到0.5％；

24、3)本发明针对常规电流传感器中采用模拟量传输电流值大小，模拟量传输过程中需要经过ad转换，导致数据失真的缺陷，采用can总线进行数据传输，数据可靠性高，不失真；

25、4.)本发明针对常规电流传感器不便于测量高压电力设备上的电流的缺陷，采用数字隔离技术，可以测量0-2500v以内的电流，适用于不同的应用场景。

技术特征：

1.一种数字电流传感器，其特征在于，该电流传感器包括外壳、合金电阻和控制电路，待测量电流的电流母线铜排通过合金电阻与电流传感器连接；所述控制电路包括电源模块、通讯模块、以及用于将测取到的合金电阻两端电压转化为电流信号的主控单元mcu。

2.根据权利要求1所述的一种数字电流传感器，其特征在于，所述外壳包括上盖和下盖，通过安装螺孔固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种数字电流传感器，其特征在于，所述通讯模块采用can总线进行数据传输。

4.根据权利要求1所述的一种数字电流传感器，其特征在于，所述控制电路还安装有数字隔离模块，用于隔离低压与高压信号。

5.根据权利要求1所述的一种数字电流传感器，其特征在于，所述电流传感器与电流母线的接线端子通过安装孔螺栓固定，安装孔螺栓为铜材质。

6.根据权利要求1所述的一种数字电流传感器，其特征在于，所述电流传感器还设置有接插件。

7.根据权利要求1所述的一种数字电流传感器，其特征在于，所述电流传感器上还安装有用于采集电流传感器温度的温度传感器，所述温度传感器与主控单元mcu连接。

8.一种数字电流传感器电流测量方法，其特征在于，采用权利要求1～6任一项所述的电流传感器，该方法包括：

9.一种数字电流传感器电流测量方法，其特征在于，采用权利要求7所述的电流传感器，该方法包括：

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：主控单元mcu对电流传感器的状态进行判断，通过通讯模块将故障信息实时发送到外部。

技术总结
本发明涉及一种数字电流传感器及电流测量方法，该电流传感器包括外壳、合金电阻和控制电路，待测量电流的电流母线铜排通过合金电阻与电流传感器连接；所述控制电路包括电源模块、通讯模块、以及用于将测取到的合金电阻两端电压转化为电流信号的主控单元MCU。与现有技术相比，本发明具有电流测量精度高的优点。

技术研发人员：李睿,彭一钊
受保护的技术使用者：上海电激利科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13