專利名稱：非接觸式直流電流測試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于測量儀表領(lǐng)域，尤其涉及一種穩(wěn)定性好、靈敏度高、可測量微弱直流電流的非接觸式直流電流測試儀。
已有技術(shù)中，非接觸式直流電流測試儀，例如，傳統(tǒng)的直流鉗形電流表，是在鉗臂磁路中串接一個(gè)霍爾元件測量磁通變化，從而反映被測電流值的大小。
其原理是當(dāng)導(dǎo)體中有電流流過時(shí)，在磁路中產(chǎn)生一個(gè)磁通Φ，此磁通在穿過霍爾元件后，使霍爾元件產(chǎn)生一個(gè)直流電壓，此電壓就反映了被測電流的大小。但由于受霍爾元件的靈敏度及信噪比所限，使得無法測量毫安級直流電，應(yīng)用受到限制。
本實(shí)用新型的目的就是克服已有技術(shù)的上述缺陷，制造一種可以廣泛應(yīng)用于許多場合，不但可在運(yùn)行中測量直流電機(jī)電流，而且可運(yùn)用于需要在運(yùn)行中監(jiān)測數(shù)值較小的直流電流的場合，例如，可以測量電子設(shè)備及直流電工設(shè)備中的微小電流，查找懸浮式運(yùn)行的直流電源系統(tǒng)中的接地故障等。
本實(shí)用新型的目的是由如下技術(shù)方案實(shí)施的設(shè)計(jì)制造一種包括閉合式鐵芯、電磁式測量部件和顯示部件構(gòu)成的非接觸式直流電流測試儀，其特征是a、位于閉合式鐵芯1上的電磁式測量部件，是由電機(jī)4驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的磁路調(diào)制器2，b、磁路調(diào)制器2和線圈3在磁屏蔽罩6覆蓋之下。
磁路調(diào)制器2是坡莫合金材質(zhì)的，具有對稱的偶數(shù)瓣形結(jié)構(gòu)。
閉合式鐵芯1，可以是封閉的固定磁路，或者是可啟閉的鉗形磁路。
顯示部件5，可以是電流表，或者是聲、光報(bào)警部件。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步闡述

圖1是實(shí)施例一直流鉗形表的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是實(shí)施例二直流電流傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是實(shí)施例一的電氣原理示意圖；圖4是實(shí)施例二的電氣原理示意圖；圖中1是閉合式鐵芯，當(dāng)為鉗形表時(shí)，是可以啟、閉的鉗臂，當(dāng)為傳感器時(shí)，為固定的環(huán)形鐵芯；2是磁路調(diào)制器；3是線圈；4是驅(qū)動(dòng)磁路調(diào)制器旋轉(zhuǎn)的電機(jī)；5是顯示部件，可以是電流表或者聲、光報(bào)警部件如蜂鳴器、信號(hào)燈等；6是坡莫合金材質(zhì)的磁屏蔽罩；7是量程選擇旋鈕；8是電池；9是鉗表把手；10是鉗臂操作把手；11是機(jī)械調(diào)零旋鈕；12是被測導(dǎo)線；13是傳感器頭，包括環(huán)形磁路和位于其間的磁路調(diào)制器、線圈及磁屏蔽罩等；14是巡測開關(guān)；15是巡測控制電路；16是測量及報(bào)警電路；17是電調(diào)零旋鈕。
實(shí)施例一，制造能測量毫安級微弱電流的直流電流鉗形表。磁路調(diào)制器可以采用4、6或8瓣形等瓣數(shù)為對稱偶數(shù)即可，坡莫合金材質(zhì)。電機(jī)、直流電機(jī)3V。電機(jī)穩(wěn)速電路采用集成塊，例如LA5522、AN6651、LA5512、UPC1470等均可。線圈采用多路抽頭，例如四擋，其中一路抽頭專供電調(diào)零用。放大器采用高內(nèi)阻運(yùn)放，如TL072、TL082、LF356等均可。濾波器采用高通濾波器。整流采用鍺二極管橋式整流電路。顯示部件采用滿偏電流為1mA的直流電流表。
為使磁路磁化曲線的線性度，并保證小電流時(shí)的靈敏度，采用坡莫合金制造磁路，為解決工頻干擾問題，將電機(jī)轉(zhuǎn)速提高至50赫茲以上，加之磁路調(diào)制器的形狀為多瓣形，使得線圈中的感應(yīng)電壓頻率大大高于50赫茲，然后采用高通濾波器，濾掉工頻干擾，提高其抗干擾能力。電機(jī)附近用坡莫合金制作的磁屏蔽體，屏蔽掉可能出現(xiàn)的雜散干擾和強(qiáng)磁場干擾。為保證測量的準(zhǔn)確度及穩(wěn)定性，采用穩(wěn)速電路給電機(jī)供電，使電機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。其電路部分用鋁箔屏蔽。通過以上技術(shù)措施，制造的鉗表技術(shù)指標(biāo)如下量程 0-10mA-100mA-1A-10A精度 5.0鉗口張開最大尺寸 30mm電源 6V(四節(jié)五號(hào)電池)消耗功率 約600mW使用環(huán)境 溫度0-+60C 相對濕度30-85％重量 約1kg外形尺寸(長·寬·高)400×100×80當(dāng)導(dǎo)體中流過一個(gè)電流時(shí)，將在鉗臂磁路1中產(chǎn)生一個(gè)磁通，此磁通流過多瓣形磁路調(diào)制器2，由于磁路調(diào)制器在電機(jī)4驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，使得磁路處于通—斷—通—斷的交替狀態(tài)，這樣平滑的直流磁通就被調(diào)制成了一個(gè)脈動(dòng)的磁通，此脈動(dòng)磁通穿過線圈3，使線圈產(chǎn)生一個(gè)交流電壓，此電壓與導(dǎo)體中的電流成正比，反映了電流值的大小。此電壓經(jīng)由高內(nèi)阻的集成運(yùn)算放大器TL072構(gòu)成的同相交流放大器放大后，再經(jīng)由運(yùn)放構(gòu)成的高通濾波器進(jìn)行濾波，濾掉工頻干擾，然后經(jīng)二極管構(gòu)成的整流電路整流，驅(qū)動(dòng)表頭指示。為了使線圈電壓穩(wěn)定，采用專用穩(wěn)速集成塊LA5522對電機(jī)驅(qū)動(dòng)。為了抵消磁路中微弱的剩磁的影響，從線圈中專門抽出一個(gè)頭做磁滯補(bǔ)償線圈。在調(diào)零旋鈕17的調(diào)節(jié)下，線圈中產(chǎn)生一個(gè)正負(fù)及大小可調(diào)的直流磁通，抵消了剩磁。如上所述，由于是用機(jī)械原理把直流磁通調(diào)制為變化的脈動(dòng)磁通，且用線圈升壓，因此，只要改變線圈匝數(shù)，及放大器倍數(shù)，即可測出電流來，這就使得在大范圍內(nèi)，從數(shù)毫安級直至安培級電流的測量成為現(xiàn)實(shí)。而且能保證其準(zhǔn)確度，靈敏度及可靠性。
實(shí)施例二、制造直流電流傳感器，用以監(jiān)測懸浮式運(yùn)行的直流電源系統(tǒng)的接地故障，發(fā)報(bào)警信號(hào)。
其中，巡測開關(guān)為常規(guī)已有技術(shù)，采用低頻振蕩器，計(jì)數(shù)器及電子開關(guān)等構(gòu)成巡測控制電路，傳感器頭相當(dāng)于實(shí)施例一的鉗形表磁路部分，測量電路及報(bào)警電路，除顯示部件可以采用電流表、報(bào)警指示燈和/或蜂鳴器外，其余結(jié)構(gòu)和元件參數(shù)同實(shí)施例一。
其原理是直流電源系統(tǒng)中正負(fù)兩根電源線均穿過磁路的中心，正常時(shí)，因兩根電源線電流相等，方向相反，其產(chǎn)生的磁場相等，合成磁場為零，故不在磁路中產(chǎn)生磁通，所以無輸出。當(dāng)有一根電源線接地時(shí)，由于兩根電源線的電流不再相等，其合成磁場不再是零，而是有個(gè)差值，此差值磁通將檢出，變?yōu)榫€圈電壓，通過測量和報(bào)警電路，經(jīng)由電流表、報(bào)警指示燈和/或蜂鳴器，發(fā)出直流接地報(bào)警信號(hào)。
根據(jù)基本原理，此傳感器磁路仍全部采用坡莫合金制造。只是為了節(jié)約成本，電路不是一個(gè)傳感器配一個(gè)，而是許多傳感器共用一套電路，在電路上用巡測的原理來逐個(gè)檢測傳感器，避免了電路的重復(fù)。
本實(shí)用新型的積極效果用本原理制造的直流鉗形表和直流電流傳感器，可測量運(yùn)行中的直流勵(lì)磁機(jī)，直流電工設(shè)備及電子設(shè)備等中的部分電流，由于不必?cái)嚅_或停止設(shè)備運(yùn)行，為處理設(shè)備故障提供了極大的方便。
例如，某電廠，在發(fā)生直流系統(tǒng)接地故障時(shí)，一直采用拉路法查找，既慢、且受運(yùn)行環(huán)境影響，十分不便，在使用此表后，通常在十幾分鐘內(nèi)可查到故障點(diǎn)，而且非常安全方便。
某電廠，勵(lì)磁設(shè)備多次在運(yùn)行中出現(xiàn)異常情況，始終無法查出確切原因，后用本表出現(xiàn)故障時(shí)現(xiàn)場測量，經(jīng)對比分析，很快查明了故障原因。
權(quán)利要求1.一種包括閉合式鐵芯、電磁式測量部件和顯示部件構(gòu)成的非接觸式直流電流測試儀，其特征是a、位于閉合式鐵芯(1)上的電磁式測量部件，是由電機(jī)(4)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的磁路調(diào)制器(2)，b、磁路調(diào)制器(2)和線圈(3)在磁屏蔽罩(6)覆蓋之下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸式直流電流測試儀，其特征是所述的磁路調(diào)制器(2)是坡莫合金材質(zhì)的，具有對稱的偶數(shù)瓣形結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸式直流電流測試儀，其特征是所述的的閉合式鐵芯(1)，可以是封閉的固定磁路，或者是可啟閉的鉗形磁路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸式直流電流測試儀，其特征是所述的顯示部件(5)，可以是電流表，或者是聲、光報(bào)警部件。
專利摘要一種非接觸式直流電流測試儀，位于閉合式鐵芯上的電磁式測量部件是由電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的磁路調(diào)制器，把直流磁通調(diào)制為變化的脈動(dòng)磁通，磁路調(diào)制器和線圈在磁屏蔽罩覆蓋之下?？梢灾瞥芍绷縻Q表或直流電流傳感器，可測量運(yùn)行中的直流勵(lì)磁機(jī)、直流電工設(shè)備及電子設(shè)備中的部分電流，由于不必?cái)嚅_或停止設(shè)備運(yùn)行，為處理設(shè)備故障提供了極大方便。穩(wěn)定性好、靈敏度高、量程范圍大，可測量從毫安級的微弱直流電流，直到安培級直流電流。
文檔編號(hào)G01R19/00GK2258278SQ96228389
公開日1997年7月23日 申請日期1996年7月10日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月10日
發(fā)明者孫瑋 申請人:孫瑋