一種抗干擾可調巨磁阻效應電流傳感器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電力系統測量技術領域，具體涉及一種夾式抗干擾可調巨磁阻效應電流傳感器。
【背景技術】
[0002]隨著電力電子技術的不斷發展，人們對電流傳感器的可靠性、便利性的要求也越來越高。傳統的電磁式電流互感器是基于線圈原理，通過線圈的感應來測量電流，這類線圈繞組式電流互感器體積大、頻帶窄、金屬資源消耗大、絕緣要求高，且只能測量交流電流，對于直流、暫態以及高次諧波等信號均不能測量，無法應用于大范圍的分布式監測。目前的光纖式電流傳感器的結構復雜、造價成本高，難以在大規模商業中應用。霍爾式電流傳感器雖然已經在電網中得到較多應用，但是霍爾效應元件的測量耗能高、耐壓性不高、整體性能易受溫度和工藝的影響，靈敏度很低，無法應用在高精度的電流測量方面。
[0003]巨磁阻效應電流傳感器對施加磁場具有高靈敏度、高工作帶寬范圍、溫度穩定性極佳、耐高壓、低功耗和小型化等特點而成為研究電流測量領域的熱點。然而，巨磁阻效應電流傳感器對磁場的靈敏度很高，使得它們很容易受到外界雜亂磁場的干擾，外界磁場干擾很容易使傳感器產生較大的輸出誤差，影響測量結果的準確度。這些雜亂磁場的場源包括電機和變壓器等電器設備，或者傳感器周圍的載流導體等。同時，因為通電導線產生的磁場大小與效應芯片到導體的距離成反比，使得巨磁阻效應芯片到所處導體的距離對磁場有很大的影響。
[0004]現有的巨磁阻效應傳感器制造工藝復雜、溫漂現象嚴重，會引起一定的輸出誤差，且電路結構復雜。現有的檢測集成電路電流導線的電流，需要將測量電流接入集成電路中，限制了測量電流的大小，且集成電流傳感器中兩條電流導線的距離很近，會產生鄰近效應，干擾很大。同時，現有的巨磁阻效應芯片與導體的距離不能靈活改變，不方便測量。

【發明內容】

[0005]本發明所要解決的技術問題是現有巨磁阻效應電流傳感器不能靈活調整和測量巨磁阻效應芯片與待測通電導線之間的距離。
[0006]本發明解決上述技術問題的技術方案如下:一種抗干擾可調巨磁阻效應電流傳感器，包括巨磁阻效應芯片、與巨磁阻效應芯片平行設置的永磁鐵、螺旋測微器、絕緣擋板、夕卜殼和信號處理電路，所述信號處理電路與巨磁阻效應芯片相連；
[0007]所述巨磁阻效應芯片和永磁鐵豎直固定設置在外殼內；
[0008]所述螺旋測微器包括測桿和套筒，所述測桿套接在套筒內，所述測桿與套筒轉動連接，所述套筒穿入外殼并與外殼固定連接，所述套筒前端與永磁鐵之間的距離和巨磁阻效應芯片與永磁鐵之間的距離相等；所述測桿前端置于外殼內，所述測桿前端垂直固定有絕緣擋板，所述絕緣擋板與巨磁阻效應芯片平行設置，所述巨磁阻效應芯片置于絕緣擋板與永磁鐵之間，所述巨磁阻效應芯片和永磁鐵位于測桿的一側；待測通電導線卡接在外殼內，且待測通電導線的外壁與絕緣擋板壓接，壓接點為所述螺旋測微器與絕緣擋板的連接點。
[0009]本發明的有益效果是:本發明通過在巨磁阻效應電流傳感器上設置螺旋測微器，可靈活調節和測量巨磁阻效應芯片與待測通電導線之間的距離，提高電流傳感器測量結果的準確度。
[0010]在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。
[0011]進一步，所述外殼為夾狀磁屏蔽殼1，包括形狀結構相同的上夾和下夾，所述上夾和下夾呈鏡像對稱設置，所述上夾包括第一連接部和第一卡接部，所述下夾包括第二連接部和第二卡接部，所述巨磁阻效應芯片和永磁鐵固定設置在第一連接部或第二連接部的內壁上；所述第一連接部和第二連接部之間通過扭簧連接，所述第一卡接部和第二卡接部通過扭簧帶動實現上夾和下夾的開合；所述螺旋測微器的套筒從第一連接部和第一卡接部的過渡處穿過或從第二連接部和第二卡接部的過渡處穿過。
[0012]采用上述進一步方案的有益效果是:本發明進一步的方案中，將電流傳感器的外殼設置成夾狀磁屏蔽殼，使得電流傳感器通過夾子上的磁屏蔽層隔絕外界干擾，夾狀結構的設置還可以將電流傳感器直接夾在不同大小的通電導線上進行測量，方便實用。
[0013]進一步，所述第一卡接部及第二卡接部的截面均呈三角形，所述第一卡接部及第二卡接部從外側至內側依次包括截面呈水平放置的“7”字型的塑料外殼層、合金磁屏蔽層和高壓絕緣層，所述第一卡接部及第二卡接部的高壓絕緣層內側固定連接有截面呈三角形的彈性接觸層。
[0014]采用上述進一步方案的有益效果是:通過設置三角形的第一卡接部和第二卡接部，兩個卡接端閉合后，中間形成的空間用于卡接通電導線，且在兩個卡接端的內層設置與卡接端形狀相同的彈性接觸層，能夠將通電導線有效夾緊。
[0015]進一步，所述第一卡接部及第二卡接部內側的兩個所述彈性接觸層與待測通電導線的接觸的面為內凹面。
[0016]采用上述進一步方案的有益效果是:通過將彈性接觸層與待測通電導線的接觸面設置成內凹面，為不同粗細的導線提供了一定的緩沖空間，避免夾持過緊。
[0017]進一步，所述內凹面包括第一接觸面和第二接觸面，未夾持待測通電導線時，所述第一接觸面與第二接觸面之間的夾角為100° -130°。
[0018]進一步，所述內凹面為內凹弧面。
[0019]采用上述進一步方案的有益效果是:通過將內凹面設置成弧面結構，方便與待測通電導線外壁的貼合。
[0020]進一步，所述永磁鐵與巨磁阻效應芯片之間的距離為;所述巨磁阻效應芯片與絕緣擋板之間的距離為5mm-5cm。
[0021]采用上述進一步方案的有益效果是:將永磁鐵放置在距離巨磁阻芯片合適的位置，給巨磁阻芯片提供穩定的偏置磁場。
[0022]進一步，所述塑料外殼層的材質為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，所述合金磁屏蔽層的材質為坡莫合金，所述高壓絕緣層的材質為D602-1環氧亞胺玻璃粉云母帶，所述彈性接觸層的材質為乙丙橡膠。
[0023]采用上述進一步方案的有益效果為:通過在夾狀磁屏蔽殼外層設置一層固化的絕緣塑料，可以避免人與合金磁屏蔽層的接觸，免除靜電對人體的危害；通過在夾狀磁屏蔽殼內部增加一層D602-1環氧亞胺玻璃粉云母帶結構的絕緣材料，可以有效防止測量高壓電線時，出現擊穿的危險；通過在夾狀磁屏蔽殼內部放置大量的超彈性橡膠材料，可以將待測導線固定在該電流探測器的中部，使得該巨磁阻電流傳感器可以同時適應不同直徑的通電導線，乙丙橡膠還可以有效防止待測導線抖動，避免抖動引起的待測導線與巨磁阻效應芯片之間距離的變化，防止測量誤差。
[0024]進一步，所述信號處理電路包括巨磁阻效應芯片供電電壓轉換電路、儀表放大電路和電壓跟隨電路，所述巨磁阻效應芯片供電電壓轉換電路的輸出電壓連接到巨磁阻效應芯片的電源引腳，所述儀器放大電路同相輸入端和反相輸入端分別與巨磁阻效應芯片的正輸出端和負輸出端相連；所述儀器放大電路的輸出端與電壓跟隨電路相連，所述電壓跟隨電路與示波器相連。
[0025]進一步，所述巨磁阻效應芯片內部為惠斯通電橋結構。
【附圖說明】
[0026]圖1為本實施例抗干擾可調巨磁阻效應電流傳感器的截面結構示意圖；
[0027]圖2為圖1中去除待測通電導線后的電流傳感器的截面結構示意圖；
[0028]圖3為本實施例抗干擾可調巨磁阻效應電流傳感器的立體結構示意圖；
[0029]圖4為圖1的俯視透視結構示意圖；
[0030]圖5為本實施例扭簧的側視結構示意圖；
[0031]附圖中，各標號所代表的部件列表如下:
[0032]1、夾狀磁屏蔽殼；11、上夾；111、第一連接部；112、第一卡接部；1121、塑料外殼層；1122、合金磁屏蔽層；1123、高壓絕緣層；1124、彈性接觸層；113、內凹面；1131、第一接觸面；1132、第二接觸面；12、下夾；121、第二連接部；122、第二卡接部；2、待測通電導線；3、絕緣擋板；4、巨磁阻效應芯片；5、永磁鐵；6、螺旋測微器；61、測桿；62、套筒；7、扭簧；A、儀表放大器；AMP、運算放大器；R、電壓跟隨電阻；d、絕緣擋板與巨磁阻效應芯片之間的距離。
【具體實施方式】
[0033]以下結合附圖對本發明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發明，并非用于限定本發明的范圍。
[0034]如圖1-圖3所示，本實施例的一種抗干擾可調巨磁阻效應電流傳感器，包括巨磁阻效應芯片4、與巨磁阻效應芯片4平行設置的永磁鐵5、螺旋測微器6、絕緣擋板3、外殼和信號處理電路，信號處理電路與巨磁阻效應芯片4相連，信號處理電路包括巨磁阻效應芯片供電電壓轉換電路、儀表放大電路和電壓跟隨電路，巨磁阻效應芯片供電電壓轉換電路的輸出電壓連接到巨磁阻效應芯片的電源引腳，儀器放大電路同相輸入端和反相輸入端分別與巨磁阻效應芯片的正輸出端和負輸出端相連；儀器放大電路的輸出端與電壓跟隨電路相連，電壓跟隨電路與示波器相連。巨磁阻效應芯片為多層膜結構的巨磁阻效應芯片，巨磁阻效應芯片內部為惠斯通電橋結構。
[0035]如圖1-圖3所不，本實施例的外殼為夾狀磁屏蔽殼I，絕緣擋板3為塑料擋板；巨磁阻效應芯片4和永磁鐵5豎直固定設置在外殼內；螺旋測微器包括測桿61和套筒62，測桿61套接在套筒62內，套筒62穿入外殼并與之固定連接。如圖4所示，套筒62前端與永磁鐵5之間的距離和巨磁阻效應芯片4與永磁鐵5之間的距離相等；測桿外壁設有外螺紋，套筒內壁設有與之對應的內螺紋，測桿和套筒通過螺紋旋接；螺旋測微器6的測桿61前端置于外殼內，螺旋測微器6的測桿61前端垂直固定有絕緣擋板3，絕緣擋板3與巨磁阻效應芯片4平行設置，巨磁阻效應芯片4置于絕緣擋板3與永磁鐵5之間，永磁鐵5與巨磁阻效應芯片4之間的距離為;巨磁阻效應芯片4與絕緣擋板3之間的距離為5mm-5cm ；待測通電導線2可卡接在外殼內，且待測通電導線2的外壁與絕緣擋板3壓接，壓接點為所述螺旋測微器與絕緣擋板的連接點，即巨磁阻效應芯片的敏感軸方向與通電導線磁環內的磁通方向在同一條直線上。通過在巨磁阻效應電流傳感器上設置螺旋測微器，可靈活調節和測量巨磁阻效應芯片與待測通電導線之間的距離，提高電流傳感器測量結果的準確度。
[0036]如圖1-圖3所示，本實施例的夾狀磁屏蔽殼包括形狀結構相同的上夾11和下夾12，上夾11和下夾12呈鏡像對稱設置，上夾11包括第一連接部111和