一种非接触直流电流检测装置制造方法
【专利摘要】本发明属于非接触式测量【技术领域】，具体提供了一种非接触直流电流检测装置，包括U型导轨（T）、采样电容（C）、第一开关（K1）、第二开关（K2）、第三开关（K3）、处理器（MCU）、显示器（LCD）、电机（M）、滑动杆（L）；本发明通过直流电流通过时产生的磁场，闭合导体在磁场中运动产生磁通量的变化会产生感应电流的原理，来测量直流电流的大小，由于磁场本身存在于电流的周围，所以测量电路不需要接触到原电路，只需要测量出感应电流的大小，即可通过磁感应强度与距离的关系计算出直流电流的大小，实现直流电流的非接触式测量，具有很高的实用性。
【专利说明】一种非接触直流电流检测装置
【技术领域】
[0001]本发明属于非接触式测量【技术领域】，具体提供了一种非接触直流电流检测装置，本发明不需要将测量电路接入到原电路中，而是通过测量感应电流实现电流测量，不干扰原电路的工作，具有很高的实用性。
【背景技术】
[0002]对于直流电流的检测，通用的方法是在原电路中加入采样电阻，通过测量采样电阻上的电压值，计算出原电路中的电流。这种测量方法的优点在于测量电路简单，而且可以准确的测量到原电路中的电流，缺点在于给原电路串入采样电阻，会额外增加原电路的功率消耗，尤其是在测量电流较大的电路时，功耗会比较大，对采样电阻的功率要求也就比较高，而且，对于一个正在工作的电路，要用传统的方法测量电流，就必须先断开原电路，然后串入采样电阻，而这种情况通常是不可取的。
[0003]针对上述情况，本发明一种非接触直流电流检测装置，就可以很好的解决上述问题。通过直流电流通过时产生的磁场，闭合导体在磁场中运动产生磁通量的变化会产生感应电流的原理，来测量直流电流的大小，由于磁场本身存在于电流的周围，所以测量电路不需要接触到原电路，只需要测量出感应电流的大小，即可通过磁感应强度与距离的关系计算出直流电流的大小，实现直流电流的非接触式测量，具有很高的实用性。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是克服现有技术中必须断开原电路，接入采样电阻才能测量电流的问题。
[0005]为此，本发明提供了一种非接触直流电流检测装置，包括U型导轨、采样电容、第一开关、第二开关、第三开关、处理器、显示器、电机、滑动杆，采样电容和第一开关串联接入U型导轨中，滑动杆放置在U型导轨上，可在U型导轨上滑动，滑动的过程中与U型导轨保持电气接触；电机通过传动装置与滑动杆相连接；第二开关和第三开关分别与采样电容的两端相连接；第一开关、第二开关、第三开关、显示器及电机均与处理器有电气连接。
[0006]上述一种非接触直流电流检测装置，所述的U型导轨和滑动杆的制作材料均为铜。
[0007]上述一种非接触直流电流检测装置，所述的第一开关和第三开关均为单刀双掷开关；第一开关的其中一个开关用于接通U型导轨，另外一个开关悬空；第三开关的其中一个开关接地，另外一个开关悬空。
[0008]上述一种非接触直流电流检测装置，所述的第二开关为单刀三掷开关，其中一个开关输出接入处理器的ADC管脚，一个开关接地，一个开关悬空。
[0009]上述一种非接触直流电流检测装置，处理器控制电机的转速，使滑动杆在固定的时间t内滑动到极限位置并停止。
[0010]本发明有益效果:本发明不需要将测量电路接入到原电路中，而是通过测量感应电流实现电流测量，不干扰原电路的工作，具有很高的实用性。
[0011]以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本发明一种非接触直流电流检测装置的结构示意图。
[0013]附图标记说明:T、U型导轨；C、采样电容；K1、第一开关；Κ2、第二开关；Κ3、第三开关；MCU、处理器；IXD、显不器；M、电机；L、滑动杆 。
【具体实施方式】
[0014]图1是一种非接触直流电流检测装置的结构示意图，包括U型导轨(T)、采样电容
C、第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3、处理器MCU、显示器IXD、电机M、滑动杆L，其特征在于:采样电容C和第一开关Kl串联接入U型导轨T中，滑动杆L放置在U型导轨T上，可在U型导轨T上滑动，滑动的过程中与U型导轨T保持电气接触；电机M通过传动装置与滑动杆L相连接；第二开关K2和第三开关K3分别与采样电容C的两端相连接；第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3、显示器IXD及电机M均与处理器MCU有电气连接。
[0015]U型导轨T和滑动杆L的制作材料均为铜；第一开关Kl和第三开关K3均为单刀双掷开关；第一开关Ki的其中一个开关用于接通U型导轨T，另外一个开关悬空；第三开关K3的其中一个开关接地，另外一个开关悬空；第二开关K2为单刀三掷开关，其中一个开关输出接入处理器MCU的ADC管脚,一个开关接地，一个开关悬空；处理器MCU控制电机M的转速，使滑动杆L在固定的时间t内滑动到极限位置并停止。
[0016]本发明的工作原理是:对于稳定的直流电流I而言，在其周围将产生稳定的磁场，其周围某点的磁感应强度B与改点到导线的中心距离r的关系为:
B = -(I)
r
其中K为常数，可根据物理公式得到。
[0017]滑动杆由起始位置滑动至极限位置停止所用的时间为t，由于滑动杆的滑动位置固定，所以由滑动的长和宽，可以计算出滑动的面积S，所以感应电动势E为:
E=~(2)
?
联立(I)式和(2)式可以得到:
n KIs/ Λ
E =--(3 )
rt
即:
,Ert,、
/=(4)
Ks
其中感应电动势E可以由电路测量得到，r靠近电流的导线的U型导轨边到远离电流导线的U型导轨边的积分，积分区间长度为U型导轨宽度。
[0018]从而，可以计算出电流I。
[0019]工作时，执行以下步骤: 步骤1:处理器MCU控制第一开关Kl接通导轨，第二开关K2和第三开关Κ3均接向悬空脚；
步骤2:处理器MCU控制电机Μ，使滑动杆L由起始位置匀速滑向极限位置；滑动杆停止后，控制第一开关Kl接向悬空脚；
步骤3:处理器MCU控制第二开关Κ2接向处理器MCU的ADC管脚，控制第三开关Κ3接
地；
步骤4:处理器MCU完成测量与计算，将测量电流值I显示在显示屏IXD上；
步骤5:处理器MCU控制第二开关Κ2接地，目的是放掉电容C上的电荷；
步骤6:处理器MCU控制电机M复位，使滑动杆L回到初始位置；
步骤7:复位所有开关状态，等待下一次测量。
[0020] 以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种非接触直流电流检测装置，包括U型导轨(T)、采样电容(C)、第一开关(K1)、第二开关(Κ2)、第三开关(Κ3)、处理器(MCU)、显示器(IXD)、电机(Μ)、滑动杆(L)，其特征在于:采样电容(C)和第一开关(Kl)串联接入U型导轨(T)中，滑动杆(L)放置在U型导轨(T )上，可在U型导轨(T )上滑动，滑动的过程中与U型导轨(T )保持电气接触；电机(M)通过传动装置与滑动杆(L)相连接；第二开关(Κ2)和第三开关(Κ3)分别与采样电容(C)的两端相连接；第一开关(Κ1)、第二开关(Κ2)、第三开关(Κ3)、显示器(IXD)及电机(M)均与处理器(MCU)有电气连接。
2.根据权利要求1所述的一种非接触直流电流检测装置，其特征在于:所述的U型导轨(T)和滑动杆(L)的制作材料均为铜。
3.根据权利要求1所述的一种非接触直流电流检测装置，其特征在于:所述的第一开关(Kl)和第三开关(Κ3)均为单刀双掷开关；第一开关(Kl)的其中一个开关用于接通U型导轨(Τ)，另外一个开关悬空；第三开关(Κ3)的其中一个开关接地，另外一个开关悬空。
4.根据权利要求1所述的一种非接触直流电流检测装置，其特征在于:所述的第二开关(Κ2)为单刀三掷开关，其中一个开关输出接入处理器(MCU)的ADC管脚，一个开关接地，一个开关悬空。
5.根据权利要求1所述的一种非接触直流电流检测装置，其特征在于:处理器(MCU)控制电机(M)的转速，使滑动杆(L)在固定的时间t内滑动到极限位置并停止。
【文档编号】G01R19/25GK103575968SQ201310480840
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年10月15日 优先权日:2013年10月15日
【发明者】李喜龙, 李姝丽, 张云哲 申请人:西安文理学院