專利名稱：一種壓電式電流傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于通電導(dǎo)體受壓形變、并采用壓電器件測量導(dǎo)體形變的電流傳感器，在供電和變電設(shè)備的電流測量和控制方面具有特殊用途，也可廣泛用于工業(yè)產(chǎn)品和設(shè)備的電流測量、控制、校準以及過流保護和監(jiān)控，包括鐵路機動車輛瞬時電流檢測以及金屬冶煉和化工等行業(yè)大電流的測量、控制與保護。
背景技術(shù)：
電流傳感和測量是工程技術(shù)以及科學(xué)研究中廣泛涉及的一個研究課題，如供電和變電設(shè)備的電流測量和控制，工業(yè)產(chǎn)品和設(shè)備的電流測量、控制、校準以及過流保護和監(jiān)控。目前傳統(tǒng)的電流傳感器有電表、基于霍爾效應(yīng)的電流傳感器和基于法拉第效應(yīng)的光纖電流傳感器。傳統(tǒng)電表使用簡單、但需要與通電導(dǎo)體串聯(lián)使用，而且測量電流??；基于霍爾效應(yīng)的電流傳感器的結(jié)構(gòu)簡單、但溫度特性不佳，受溫度漂移的影響大、大電流導(dǎo)致鐵芯磁飽和；基于法拉第效應(yīng)的光纖電流傳感器受電磁干擾小、但受溫度漂移的影響大，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，目前市場還少見成熟的光纖電流傳感器。上述三種電流傳感器均為有源傳感器，工作時需要供電。本發(fā)明提供一種基于通電導(dǎo)體受壓形變的壓電式電流傳感器，采用壓電器件測量導(dǎo)體形變和導(dǎo)體電流。通電導(dǎo)體形變測量的壓電式電流傳感器為一種無源電流傳感器。本發(fā)明提供的電流傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、高絕緣隔離、受電磁干擾小、溫度特性好的特點。這種新型電流傳感器的測量范圍廣、響應(yīng)時間短，可以檢測傳統(tǒng)電流傳感器所不能檢測的大電流值，為高功率供電和變電設(shè)備的電流測量和控制提供一種可靠技術(shù)手段。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的原理如下本發(fā)明的原理是基于通電導(dǎo)體受壓形變、并采用壓電器件測量導(dǎo)體形變的電流傳感器。設(shè)電流I通過半徑為a的無限長圓柱形導(dǎo)線。柱形導(dǎo)線內(nèi)的電流密度J為I/(η a2)。 電流產(chǎn)生的磁場H平行于截面并垂直于柱體徑向r，如

圖1所示。根據(jù)安培環(huán)路定理，傳導(dǎo)電流產(chǎn)生的磁場H為
權(quán)利要求
1.一種壓電式電流傳感器，其特征在于電流傳感器由通電導(dǎo)體(1)、壓電材料O)、電極(3)、絕緣外殼G)、連接件(5)、信號引線(6)和信號處理及顯示系統(tǒng)(7)組成，由連接件(5)將通電導(dǎo)體(1)形變產(chǎn)生的壓力通過絕緣外殼(4)傳遞至壓電材料( 并在壓電材料⑵上形成預(yù)壓力，壓電材料產(chǎn)生的電壓信號由電極⑶和信號引線(6)引出并傳輸?shù)叫盘柼幚砑帮@示系統(tǒng)(7)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種壓電式電流傳感器，其特征在于通電導(dǎo)體(1)由鐵磁導(dǎo)體材料構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1所述的一種壓電式電流傳感器，其特征在于由壓電材料⑵和電極 (3)組成的壓電器件可為單層結(jié)構(gòu)或串聯(lián)組成的多層結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求1所述的一種壓電式電流傳感器，其特征在于由壓電材料⑵和電極 (3)組成的壓電器件可為單層環(huán)狀結(jié)構(gòu)或串聯(lián)組成的多層環(huán)狀結(jié)構(gòu)，柱型通電導(dǎo)體(1)形變產(chǎn)生的壓力通過絕緣外殼(4)傳遞至單層或多層環(huán)狀壓電器件。
全文摘要
一種壓電式電流傳感器，其特征在于電流傳感器由通電導(dǎo)體(1)、壓電材料(2)、電極(3)、絕緣外殼(4)、連接件(5)、信號引線(6)和信號處理及顯示系統(tǒng)(7)組成，由連接件(5)將通電導(dǎo)體(1)形變產(chǎn)生的壓力通過絕緣外殼(4)傳遞至壓電材料(2)并在壓電材料(2)上形成預(yù)壓力，壓電材料產(chǎn)生的電壓信號由電極(3)和信號引線(6)引出并傳輸?shù)叫盘柼幚砑帮@示系統(tǒng)(7)。新型壓電式電流傳感器可以在大的動態(tài)范圍內(nèi)測量高頻交變電流和瞬變的脈沖電流，具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、高絕緣隔離、受電磁干擾小、溫度特性好的特點。
文檔編號G01B7/24GK102384715SQ20111003801
公開日2012年3月21日 申請日期2011年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月15日
發(fā)明者譚成忠 申請人:譚成忠