差分式电流传感器、测量方法及电子设备与流程

本发明涉及电信号测量，更具体地，本发明涉及一种差分式电流传感器、测量方法及电子设备。

背景技术：

1、电流传感器作为电力系统和工业自动化领域中的关键组件，对于准确监测和控制电流至关重要。其中，环形阵列式电流传感器以其非接触式测量、高灵敏度以及宽测量范围等优点，被广泛应用于各种电流监测场景。然而，电流传感器在测量过程中容易受到外部空间磁场干扰的影响，导致电流传感器测量精度下降，甚至可能引发误报或者系统故障等。

技术实现思路

1、鉴于上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种差分式电流传感器、测量方法及电子设备的新技术方案。

2、根据本发明的一个方面，提供了一种差分式电流传感器。

3、所述差分式电流传感器包括：

4、环状电路板和至少三个第一磁场感应芯片，多个所述第一磁场感应芯片位于所述环状电路板的一个假想圆上并将所述假想圆的圆周等分，每个所述第一磁场感应芯片的磁敏感轴方向以同一时针方向与所述假想圆相切；

5、第二磁场感应芯片，所述第二磁场感应芯片的数量与所述第一磁场感应芯片的数量一致，且所述第二磁场感应芯片与所述第一磁场感应芯片分别位于所述环状电路板的相对两侧；

6、在所述环状电路板上，所述第二磁场感应芯片的投影与所述第一磁场感应芯片的投影的重叠面积不少于所述第一磁场感应芯片投影面积的二分之一。

7、可选地，在所述环状电路板上，所述第二磁场感应芯片的投影与所述第一磁场感应芯片的投影部分重叠。

8、可选地，所述第二磁场感应芯片与所述第一磁场感应芯片尺寸相同；

9、和/或，所述第二磁场感应芯片与所述第一磁场感应芯片形状相同。

10、可选地，在所述环状电路板上，所述第二磁场感应芯片的投影与所述第一磁场感应芯片的投影完全重叠。

11、可选地，所述第二磁场感应芯片与所述第一磁场感应芯片完全相同。

12、可选地，所述第一磁场感应芯片和所述第二磁场感应芯片均为单轴磁场感应芯片，所述第一磁场感应芯片的数量为四个，四个所述第一磁场感应芯片分别位于所述假想圆的圆周的四分点处。

13、可选地，所述第一磁场感应芯片至所述假想圆的圆心的距离与所述第一磁场感应芯片至干扰源的距离之比不小于1：10。

14、可选地，所述第一磁场感应芯片为单轴tmr芯片、单轴amr芯片、单轴gmr芯片或者单轴霍尔芯片。

15、可选地，还包括处理模块，所述处理模块用于对磁场感应芯片采集的信号进行处理，所述处理模块包括放大器、变送器和模数转换器中的至少一种。

16、根据本发明的另一个方面，提供了一种采用所述的差分式电流传感器的测量方法，包括：

17、将承载待测电流的导体置于环状电路板的圆环内；

18、分别采集第一磁场感应芯片和第二磁场感应芯片输出的磁场信号，分别采集环状电路板两侧的干扰源产生的磁场信号；

19、进行差分处理并得到由待测电流产生的磁场信号。

20、根据本发明的再一个方面，提供了一种电子设备，包括所述的差分式电流传感器。

21、本公开实施例的一个技术效果在于：

22、所述差分式电流传感器包括环状电路板、至少三个第一磁场感应芯和片第二磁场感应芯片，多个所述第一磁场感应芯片位于所述环状电路板的一个假想圆上并将所述假想圆的圆周等分，每个所述第一磁场感应芯片的磁敏感轴方向以同一时针方向与所述假想圆相切；所述第二磁场感应芯片的数量与所述第一磁场感应芯片的数量一致，且所述第二磁场感应芯片与所述第一磁场感应芯片分别位于所述环状电路板的相对两侧；在所述环状电路板上，所述第二磁场感应芯片的投影与所述第一磁场感应芯片的投影的重叠面积不少于所述第一磁场感应芯片投影面积的二分之一。以此，能够利用差分原理消除外部磁场的干扰，进而提高差分式电流传感器的测量精度。且，无需另设屏蔽壳体，也降低了生产成本。

23、通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

技术特征：

1.一种差分式电流传感器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的差分式电流传感器，其特征在于，在所述环状电路板(1)上，所述第二磁场感应芯片(3)的投影与所述第一磁场感应芯片(2)的投影部分重叠。

3.根据权利要求2所述的差分式电流传感器，其特征在于，所述第二磁场感应芯片(3)与所述第一磁场感应芯片(2)尺寸相同；

4.根据权利要求1所述的差分式电流传感器，其特征在于，在所述环状电路板(1)上，所述第二磁场感应芯片(3)的投影与所述第一磁场感应芯片(2)的投影完全重叠。

5.根据权利要求4所述的差分式电流传感器，其特征在于，所述第二磁场感应芯片(3)与所述第一磁场感应芯片(2)完全相同。

6.根据权利要求1所述的差分式电流传感器，其特征在于，所述第一磁场感应芯片(2)和所述第二磁场感应芯片(3)均为单轴磁场感应芯片，所述第一磁场感应芯片(2)的数量为四个，四个所述第一磁场感应芯片(2)分别位于所述假想圆的圆周的四分点处。

7.根据权利要求1所述的差分式电流传感器，其特征在于，所述第一磁场感应芯片(2)至所述假想圆的圆心的距离与所述第一磁场感应芯片(2)至干扰源的距离之比不小于1：10。

8.根据权利要求1所述的差分式电流传感器，其特征在于，所述第一磁场感应芯片(2)为单轴tmr芯片、单轴amr芯片、单轴gmr芯片或者单轴霍尔芯片。

9.根据权利要求1所述的差分式电流传感器，其特征在于，还包括处理模块，所述处理模块用于对磁场感应芯片采集的信号进行处理，所述处理模块包括放大器、变送器和模数转换器中的至少一种。

10.一种采用权利要求1至9任意之一所述的差分式电流传感器的测量方法，其特征在于，包括：

11.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1至9任意之一所述的差分式电流传感器。

技术总结
本公开实施例公开了一种差分式电流传感器、测量方法及电子设备，多个所述第一磁场感应芯片位于所述环状电路板的一个假想圆上并将所述假想圆的圆周等分，每个所述第一磁场感应芯片的磁敏感轴方向以同一时针方向与所述假想圆相切；所述第二磁场感应芯片的数量与所述第一磁场感应芯片的数量一致，且所述第二磁场感应芯片与所述第一磁场感应芯片分别位于所述环状电路板的相对两侧；在所述环状电路板上，所述第二磁场感应芯片的投影与所述第一磁场感应芯片的投影的重叠面积不少于所述第一磁场感应芯片投影面积的二分之一。以此，能够利用差分原理消除外部磁场的干扰，进而提高差分式电流传感器的测量精度。

技术研发人员：李亮
受保护的技术使用者：歌尔微电子股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/4/6