[发明专利]用于感测通过导体的电流的传感器装置和方法

说明书

技术领域

本发明的领域大体涉及传感器装置和方法，并且更具体而言，涉及感测通过导体的电流。

背景技术

使用至少一些已知的公用服务仪表(utility meter)来测量从电力源供应给用户的电。为了使得能够精确地测量供应给用户的能量的量，公用服务仪表常常包括一个或多个传感器装置，以感测流过电力源和用户之间的导体的电流。当包括在公用服务仪表中时，传感器装置意图在电压和/或电流的一定运行范围内精确地工作。

在公用服务仪表中使用多种类型的已知电流传感器装置。例如，至少一些已知的互感器传感器装置包括其上缠绕有电磁线以感测流过导体的电流的磁芯。但是，一般知道包括互感器的电流传感器装置体积大且昂贵。已知的电流传感器装置的另一个示例是罗戈夫斯基(Rogowski)线圈。罗戈夫斯基线圈包括线圈，并且一般小于互感器传感器装置。但是，知道罗戈夫斯基线圈在一定电压范围内在低电流和/或高电流状况期间提供仅有限的精度。因此，在制造期间，具有已知的罗戈夫斯基线圈的公用服务仪表常常会经历多个校准过程，以最大程度地减小这些不精确性的影响。虽然这些重复的校准过程可降低这样的传感器装置的不精确性，但是过程也会增加公用服务仪表的制造时间和成本。

发明内容

在一方面，提供一种用于感测通过导体的电流的传感器装置。该传感器装置包括：包括多个筒管的衬底，多个筒管限定孔口，孔口在结构上设置成在其中接收导体；包括缠绕在多个筒管中的各个周围的多个线圈匝的线圈；在多个筒管中的各个和多个线圈匝之间延伸的第一屏蔽件；以及第二屏蔽件，其定位成紧邻多个线圈匝，与第一屏蔽件相对，使得多个线圈匝在第一屏蔽件和第二屏蔽件之间。

在另一方面，提供一种在将电能从电力源传输到用户中使用的公用服务仪表。该公用服务仪表包括导体和至少部分地定位在导体周围的传感器装置。传感器装置包括：具有设置在孔口周围的多个筒管的衬底；包括缠绕在多个筒管中的各个周围的多个匝的线圈；设置在多个筒管中的各个和多个匝之间的第一屏蔽件；以及第二屏蔽件，其设置成紧邻多个匝，与第一屏蔽件相对。

在又一方面，提供一种制造用于感测通过导体的电流的传感器装置的方法。该方法包括对衬底的多个筒管中的各个应用第一屏蔽件，在衬底的多个筒管中的各个周围将线圈缠绕在第一屏蔽件上面，以及对衬底的多个筒管中的各个在线圈上面应用第二屏蔽件。

在又一方面，一种用于检测导体中的电流的传感器装置，所述传感器装置包括：包括多个筒管的衬底，所述多个筒管限定孔口，所述孔口在结构上设置成在其中接收导体；包括缠绕在所述多个筒管中的各个周围的多个线圈匝的线圈；在所述多个筒管中的各个和所述多个线圈匝之间延伸的第一屏蔽件；以及第二屏蔽件，其定位成紧邻所述多个线圈匝，与所述第一屏蔽件相对，使得所述多个线圈匝在所述第一屏蔽件和所述第二屏蔽件之间。单个电磁线构成所述第一屏蔽件和所述第二屏蔽件。所述电磁线的第一端联接到所述电磁线的第二端上。所述电磁线的所述第一端联接到所述线圈的一端上。所述第一屏蔽件和第二屏蔽件形成构造成阻止对所述传感器装置的电磁干扰(EMI)的法拉第屏蔽。所述多个筒管包括至少六个筒管，以及其中，所述多个筒管中的各个包括热塑性材料。所述传感器装置进一步包括基本包围所述衬底、所述线圈、所述第一屏蔽件和所述第二屏蔽件的壳体，以及其中，所述壳体包括介电材料。所述介电材料设置在所述孔口内以及在所述第二屏蔽件附近。所述介电材料具有大于或等于大约3.5的介电常数。

在又一方面，一种在将电能从电力源传输到用户中使用的公用服务仪表；所述公用服务仪表包括：导体；以及至少部分地定位在所述导体周围的传感器装置，所述传感器装置包括：具有设置在孔口周围的多个筒管的衬底；包括缠绕在所述多个筒管中的各个周围的多个匝的线圈；设置在所述多个筒管中的各个和所述多个匝之间的第一屏蔽件；以及设置成紧邻所述多个匝，与所述第一屏蔽件相对的第二屏蔽件。所述第一屏蔽件和第二屏蔽件包括构造成阻止对所述传感器装置的电磁干扰(EMI)的法拉第屏蔽。单个电磁线构成所述第一屏蔽件和所述第二屏蔽件。所述单个电磁线的各个端联接到所述线圈的一端上。所述传感器装置包括联接到所述线圈的一端上的第一导线、联接到所述线圈的第二端上的第二导线，以及联接到所述第一屏蔽件和所述第二屏蔽件中的至少一个上的第三导线。所述传感器装置包括至少部分地定位在所述线圈和所述导体之间的介电材料，以及其中，所述介电材料具有大于大约3.5的介电常数。所述传感器装置包括基本由所述介电材料形成的壳体。