一种线性度良好的钳形电流表的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电力系统技术领域，特别是一种非接触式的电流检测表。
【背景技术】
[0002]电力系统中，计量装置的计量精度直接影响着计费的公平问题，产生计量问题的环节主要包括电流互感器、电能表、电流互感器与电能表之间的接线。由于设备、导线老化或人为破坏等原因，计量装置的综合误差在使用过程中有可能发生变化，造成计量不准。其中，普通的电流互感器式测量表在使用过程中存在着铭牌恶意改变、铭牌丢失、隐瞒电流互感器真实变比等现象；电能表也可能有损坏的可能；电流互感器与电能表之间的导线有开路、短路或错接现象，因此，还必须对计量装置进行定期的检测。由于用户的负荷不同，计量装置配套的电流互感器变比差别很大，也造成使用上的问题。
[0003]目前，带电测量大电流的钳形电流表，是一种能够打开和闭合铁芯的机构，为了提高测量精度和测量范围，防止因铁磁饱和带来的误差，铁芯的体积就需要增大，重量也会加重，使用起来很不方便；而且，由于在电流测量中需要频繁进行铁芯的打开和闭合操作，笨重的钳形电流表使测量工作很艰难。在现场使用时，实际供电线路空间狭窄，钳形电流表很难打开闭合。另外，由于重复打开和闭合，两铁芯的接触面会发生磨损，降低测量精度。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型针对现有技术的不足，提供一种测量精度高、操作方便、轻巧快捷、安全、测量范围宽的线性度良好的钳形电流表。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案如下:
[0006]一种线性度良好的钳形电流表，包括电流测量线圈和电流信号处理单元；所述电流测量线圈包括柔性的硅胶棒，硅胶棒上均匀缠绕有线圈；所述电流信号处理单元包括液晶显示器以及焊接在PCB线路板上的电源模块、信号调理电路和微处理器，电流测量线圈的线圈两端经信号调理电路连接微处理器的信号输入端口，微处理器的信号输出端口连接液晶显示器。
[0007]上述线性度良好的钳形电流表，所述电源模块包括依次连接的LDO电源管理芯片、充电锂电池以及充电接口。
[0008]上述线性度良好的钳形电流表，所述PCB线路板上还焊接有与微处理器通信串口连接的无线数据收发模块。
[0009]上述线性度良好的钳形电流表，所述电流测量线圈和电流信号处理单元设置在一壳体内，壳体包括手柄和绝缘定型管，绝缘定型管通过固定夹与手柄连接；所述手柄包括相配装的手柄上壳和手柄下壳，手柄上壳和手柄下壳之间形成容纳PCB线路板的腔室，手柄上壳的上端面上设置有面板，面板上设置有嵌装液晶显示器的显示窗；与绝缘定型管连接的固定夹上开设有锁紧孔，绝缘定型管的另一端装设有与锁紧孔相配装的锁紧头，所述电流测量线圈设置在绝缘定型管中。
[0010]由于采用了以上技术方案，本实用新型所取得的技术进步效果如下。
[0011]本实用新型不设置铁芯、避免了铁芯饱和的弊病，体积较小，用于无接触情况下测量带电线路中的电流，能够方便、准确地检测被测线路上的电流信息，可单独使用，或配套计量装置综合测试仪、电流变比测试仪使用；具有测量精度高、操作方便、轻巧快捷、安全、测量范围宽(1A~2000A)的优点。本实用新型还能够在不降低测量精度的情况下，根据测量现场改变电流测量线圈的形状，使用更方便。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的电原理框图；
[0013]图2为本实用新型的电气原理图；
[0014]图3为本实用新型的结构示意图。
[0015]图中各标号表示为:CPU、.微处理器，RF、.无线数据收发模块，IXD、.液晶显示器，R1~R3、电阻，C1~C2.电容，HGQ.电流测量线圈；601.手柄上壳，602.手柄下壳，603.面板，604.显示窗，605.固定夹，606.绝缘定型管，607.锁紧头，608.锁紧孔。
【具体实施方式】
[0016]下面将结合附图和具体实施例对本实用新型进行进一步详细说明。
[0017]本实用新型包括壳体，壳体内设置有PCB线路板和电流测量线圈HGQ，壳体的上端面设置有液晶显示器IXD ;PCB线路板上焊接有电源模块、微处理器CPU、信号调理电路以及无线数据收发模块RF，各个器件之间的连接关系如图1所示。具体为:电流测量线圈HGQ经信号调理电路连接微处理器CPU的信号输入端口，微处理器CPU的液晶接口连接液晶显示器LCD，微处理器CPU的通信串口连接无线数据收发模块。
[0018]电流测量线圈HGQ用于采集被测线路的电流信息。本实施例中电流测量线圈包括柔性的硅胶棒，硅胶棒上均匀缠绕有线圈，线圈用于感应被测线路的电流，硅胶棒可根据实际测量现场弯曲成任意环形。
[0019]信号调理电路用于对电流测量线圈测量的电流信息进行信号处理，本实施例中信号调理电路采用由限流电阻R1~R3、滤波电容C1~C2构成的RC电路。
[0020]微处理器CPU用于数据处理，对电流测量线圈采集到的电流信息进行模数转换、计算和分析。本实施例中微处理器CPU采用内置32K FLASH及16位AD的CPU MSP430FE425，微处理器CPU的信号输入端口为n+、n-，微处理器CPU的液晶接口为C0M0~C0M3以及S0~S7，微处理器CPU的通信串口为RXD、TXD。
[0021]电源模块用于为微处理器和无线数据收发模块供电，包括依次连接的LDO电源管理芯片、充电锂电池以及充电接口。电源模块的输出端连接有电源开关，用于控制本实用新型的通断电。
[0022]无线数据收发模块用于接收外围设备的命令，并把测量数据传送到外围设备。液晶显示器用于对微处理器的计算结果进行显示。
[0023]本实施例具体的电原理图如图2所示，一次电流由电流测量线圈HGQ感应出的二次电压通过Rl、R2、R3、Cl、C2进行信号调理后连接到CPU的η+、η-信号输入端口 ；CPU的通信串口 TXD、RXD与无线数据收发模块相连，CPU的液晶接口与液晶显示器IXD相连。
[0024]本实用新型的壳体结构如图3所示，为手持式结构，用于装载各器件，具体包括手柄和绝缘定型管606，绝缘定型管606通过固定夹605与手柄连接。
[0025]手柄包括相配装的手柄上壳601和手柄下壳602，手柄上壳和手柄下壳之间形成容纳PCB线路板的腔室；手柄上壳的上端面上设置有面板603，面板603上设置有显示窗604，显不窗中欣装有液晶显不器。
[0026]与绝缘定型管连接的固定夹605上开设有锁紧孔608，绝缘定型管606的另一端装设有与锁紧孔608相配装的锁紧头607。电源模块的电源开关设置在锁紧孔内，当锁紧头插入锁紧孔时电源开关接通，当锁紧头与锁紧孔分离时，电源开关断开。电流测量线圈设置在绝缘定型管中，本实施例中绝缘定型管采用柔性可变形状材料制成，以适应电流测量线圈的形变。
[0027]本实用新型使用时，根据被测量供电线路的形状(铝排、铜排、电缆等)，弯曲绝缘定型管606与被测线路形状相似，手握手柄使弯曲绝缘定型管606包围被测线路，锁紧头607插入锁紧孔608，触动锁紧孔内的电源开关，开始测量，测量结果在液晶显示器上显示，同时通过无线数据收发模块与外围设备交换数据。
[0028]本实用新型通过绕在被测配电线上的电流测量线圈，感应出与被测电流成线性关系的感应电压，通过微处理器内置的模数转换器转换成数字信号，微处理器经过计算分析后在液晶显示器上显示电流值，同时通过无线数据收发模块发送到外围设备上，实现了在线测量负荷电流的目的，为稽查人员提供实时数据。本实用新型因不含磁性材料，无磁滞效应以及磁饱和问题，一次与二次的相位误差几乎为零，测量范围很宽，响应频带宽，线性度好，体积小，重量很轻，方便使用。
【主权项】
1.一种线性度良好的钳形电流表，其特征在于:包括电流测量线圈(HGQ)和电流信号处理单元；所述电流测量线圈包括柔性的硅胶棒，硅胶棒上均匀缠绕有线圈；所述电流信号处理单元包括液晶显示器以及焊接在PCB线路板上的电源模块、信号调理电路和微处理器，电流测量线圈(HGQ)的线圈两端经信号调理电路连接微处理器的信号输入端口，微处理器的信号输出端口连接液晶显示器。
2.根据权利要求1所述的一种线性度良好的钳形电流表，其特征在于:所述电源模块包括依次连接的LDO电源管理芯片、充电锂电池以及充电接口。
3.根据权利要求2所述的一种线性度良好的钳形电流表，其特征在于:所述PCB线路板上还焊接有与微处理器通信串口连接的无线数据收发模块。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种线性度良好的钳形电流表，其特征在于:所述电流测量线圈(HGQ)和电流信号处理单元设置在一壳体内，壳体包括手柄和绝缘定型管(606)，绝缘定型管(606)通过固定夹(605)与手柄连接；所述手柄包括相配装的手柄上壳(601)和手柄下壳(602)，手柄上壳和手柄下壳之间形成容纳PCB线路板的腔室，手柄上壳的上端面上设置有面板(603)，面板(603)上设置有嵌装液晶显示器的显示窗(604);与绝缘定型管连接的固定夹(605)上开设有锁紧孔(608)，绝缘定型管(606)的另一端装设有与锁紧孔(608)相配装的锁紧头(607)，所述电流测量线圈(HGQ)设置在绝缘定型管(606)中。
【专利摘要】一种线性度良好的钳形电流表，包括电流测量线圈和电流信号处理单元；所述电流测量线圈包括柔性的硅胶棒，硅胶棒上均匀缠绕有线圈；所述电流信号处理单元包括液晶显示器以及焊接在PCB线路板上的电源模块、信号调理电路和微处理器，电流测量线圈的线圈两端经信号调理电路连接微处理器的信号输入端口，微处理器的信号输出端口连接液晶显示器。本实用新型不设置铁芯、避免了铁芯饱和的弊病，体积较小，用于无接触情况下测量带电线路中的电流，能够方便、准确地检测被测线路上的电流信息，具有测量精度高、操作方便、轻巧快捷、安全、测量范围宽的优点。
【IPC分类】G01R19-25
【公开号】CN204405731
【申请号】CN201520031312
【发明人】班福厚, 孙咏梅, 李敬辉
【申请人】保定新云达电力设备有限责任公司
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2015年1月17日