一种改进的基于霍尔电流传感器的闭环电流采样装置的制作方法

1.本实用新型涉及传感器技术领域，具体地说是一种改进的基于霍尔电流传感器的闭环电流采样装置。


背景技术：

2.传感器是一种检测装置，能检测到被检设备的相关信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
3.目前的闭环霍尔电流传感器，由于具有反馈线圈进行副边补偿，精度较高，抗干扰能力较强，较开环霍尔电流传感器更稳定。但闭环霍尔电流传感器由其自身的限制，在量程固定的情况下，较小电流的测量精度较差。
4.因此，一种宽量程且在小电流下精度较高的闭环霍尔电流传感器成为切实需求。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提出一种改进的基于霍尔电流传感器的闭环电流采样装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：
7.一种改进的基于霍尔电流传感器的闭环电流采样装置，其特征在于，包括磁芯、多出头副边电流线圈、霍尔元件、测量电阻电路、具有mcu的电路板，闭环霍尔采样电路中的副边线圈为单线圈多出口，通过mcu处理获取的实时电流，根据电流的范围选用副边线圈匝数的档位，可在各电流范围内获得更高的测量精度。
8.所述副边电流不畅线圈有多个引出点，即相当于可使用的线圈匝数是多数量级的，可根据实际使用情况进行设定。
9.所述的mcu的输入为霍尔元件转出的电压信号以及测量电阻电路输出的电流信号，输出为线圈档位切换信号。
10.所述的测量电阻电路输出的电流信号为实时的，并不做周波处理后的计算，可以输出原始的直流、交流、混合电流的原始波形。
11.初始电流采样后，电流信号经ad转换进入mcu处理。
12.mcu根据电流的大小，选择不同匝数副边线圈的测量电阻电路，输出切换电路的信号并将已经采到的电流值经com口输出。
13.副边线圈的匝数合适的情况下，能较好的平衡磁通，使磁芯工作在零磁通状态下，测量电阻电路的电流也能更好地与被测电流成相关性，从而提高了测量精度。
14.电流大于设定的较大电流值时切换到a线圈出头的测量电路，电流小于设定的较小电流值时切换到c线圈出头的测量电路，电流值处中间时切换到b线圈出头的测量电路。
15.从而使得霍尔电流传感器的量程更大，且在小电流的情况下得到更高的测量精度。
16.mcu能在毫秒级的时间内处理采到的电流信号并处理和输出信号，使得采样的波形精准可靠。
17.与现有技术相比，本实用新型有益效果如下：
18.本实用新型根据设定的阈值输出切换副边线圈匝数的命令，以使用更合适的副边线圈在相应的电流范围内得到更高的采样精度
附图说明
19.图1为本实用新型整体结构示意图；
20.图2为霍尔元件工作原理图；
21.图3为利用霍尔传感器进行电流采样的方法原理图之一；
22.图4为利用霍尔传感器进行电流采样的方法原理图之二。
具体实施方式
23.为阐明技术问题、技术方案、实施过程及性能展示，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释。本实用新型，并不用于限定本实用新型。以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
24.在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
25.另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。
26.实施例1
27.如图1所示，一种改进的基于霍尔电流传感器的闭环电流采样装置，其特征在于，包括磁芯、多出头副边电流线圈、霍尔元件、测量电阻电路、具有mcu的电路板，闭环霍尔采样电路中的副边线圈为单线圈多出口，通过mcu处理获取的实时电流，根据电流的范围选用副边线圈匝数的档位，可在各电流范围内获得更高的测量精度。
28.所述副边电流不畅线圈有多个引出点，即相当于可使用的线圈匝数是多数量级的，可根据实际使用情况进行设定。
29.所述的mcu的输入为霍尔元件转出的电压信号以及测量电阻电路输出的电流信号，输出为线圈档位切换信号。
30.所述的测量电阻电路输出的电流信号为实时的，并不做周波处理后的计算，可以输出原始的直流、交流、混合电流的原始波形。
31.初始电流采样后，电流信号经ad转换进入mcu处理。
32.mcu根据电流的大小，选择不同匝数副边线圈的测量电阻电路，输出切换电路的信号并将已经采到的电流值经com口输出。
33.副边线圈的匝数合适的情况下，能较好的平衡磁通，使磁芯工作在零磁通状态下，测量电阻电路的电流也能更好地与被测电流成相关性，从而提高了测量精度。
34.电流大于设定的较大电流值时切换到a线圈出头的测量电路，电流小于设定的较小电流值时切换到c线圈出头的测量电路，电流值处中间时切换到b线圈出头的测量电路。
35.从而使得霍尔电流传感器的量程更大，且在小电流的情况下得到更高的测量精度。
36.mcu能在毫秒级的时间内处理采到的电流信号并处理和输出信号，使得采样的波形精准可靠。
37.实际使用时，首先初始霍尔电流传感器的采样回路(如a线圈出头的采样电阻电路)采得电流信号，经过ad转换进入mcu。mcu对采得的信号做大小判断：高于设定的较大电流值时，输出切换测量电路的信号，采样回路即切换为较大电流采样回路(a线圈出头的采样电阻电路)；低于设定的较小电流值时，输出切换测量电路的信号，采样回路立即切换为较小电流采样回路(c线圈出头的采样电阻回路)；电流值处于两个设定的值之间时，输出切换测量电路的信号，采样回路立即切换为中等电流采样回路(b线圈出头的采样电阻电路)。mcu对采样信号做判断的同时，转发电流信号到com口。
38.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本实用新型的优选例，并不用来限制本实用新型，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。


技术特征：
1.一种改进的基于霍尔电流传感器的闭环电流采样装置，其特征在于，包括磁芯、多出头副边电流线圈、霍尔元件、测量电阻电路、具有mcu的电路板，闭环霍尔采样电路中的副边线圈为单线圈多出口，通过mcu处理获取的实时电流，根据电流的范围选用副边线圈匝数的档位，可在各电流范围内获得更高的测量精度。2.根据权利要求1所述的一种改进的基于霍尔电流传感器的闭环电流采样装置，其特征在于，所述副边电流不畅线圈有多个引出点，即相当于可使用的线圈匝数是多数量级的，可根据实际使用情况进行设定。3.根据权利要求1所述的一种改进的基于霍尔电流传感器的闭环电流采样装置，其特征在于，所述的mcu的输入为霍尔元件转出的电压信号以及测量电阻电路输出的电流信号，输出为线圈档位切换信号。4.根据权利要求1所述的一种改进的基于霍尔电流传感器的闭环电流采样装置，其特征在于，所述的测量电阻电路输出的电流信号为实时的，并不做周波处理后的计算，可以输出原始的直流、交流、混合电流的原始波形。

技术总结
本实用新型提供了一种改进的基于霍尔电流传感器的闭环电流采样装置，其特征在于，包括磁芯、多出头副边电流线圈、霍尔元件、测量电阻电路、具有MCU的电路板，闭环霍尔采样电路中的副边线圈为单线圈多出口，通过mcu处理获取的实时电流，根据电流的范围选用副边线圈匝数的档位，可在各电流范围内获得更高的测量精度；本实用新型根据设定的阈值输出切换副边线圈匝数的命令，以使用更合适的副边线圈在相应的电流范围内得到更高的采样精度。的电流范围内得到更高的采样精度。的电流范围内得到更高的采样精度。


技术研发人员：何福建 裴伟 耿建 陈文华 刘慧平
受保护的技术使用者：南京亚电电力自动化有限公司
技术研发日：2022.06.15
技术公布日：2023/1/3