[发明专利]一种电流测量方法及传感器系统

说明书

技术领域

本发明涉及电流传感器领域，具体为一种电流测量方法及传感器系统。

背景技术

霍尔效应定义了磁场和感应电压之间的关系，当电流通过一个位于磁场中的导体的时候，磁场会对导体中的电子产生一个垂直于电子运动方向上的作用力，从而在垂直于导体与磁感线的两个方向上产生电势差。磁传感器通过检测磁场变化，转变为电信号输出，可用于监视和测量各种参数，例如位置、位移、角度、角速度、转速等等，并可将这些变量进行二次变换，可测量压力、质量、液位、流速、流量等。同时磁传感器输出量直接与电控单元接口，可实现自动检测。

传统的电流检测集成电路核心结构如图1所示，图中11是待测电流IT的传输导体，根据麦克斯韦磁场理论电流经过导体会产生旋涡磁力线，磁力线如B所示。磁传感器10感应磁力线，并产生电信号，电信号经过放大器12放大，输出给下一级电路处理。传统结构虽然简单但是存在着抗干扰性差的问题，特别是当检测电路附近出现带电导线(产生感应磁场)或永磁体时，磁传感器无法分辨待测电流I_T产生的感应磁场与干扰磁场。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种电流测量方法及传感器系统，其能够有效解决传统方法中抗干扰性差的问题。

其技术方案是这样的：一种电流测量方法，其特征在于，导体通入待测电流I_T为下层，带有四个磁传感器的硅片件放置于导体上方为上层，导体前方开设有两个对称的U型槽，第一磁传感器放置于一个所述U型槽开口内垂直映射到上层的位置，第二磁传感器放置于另一个所述U形凹槽开口内垂直映射到上层的位置，第三磁传感器和第四磁传感器放置于第一磁传感器与第二磁传感器之间且位于导体上方垂直映射到上层的位置，设B为待处理磁通量，B_T为待处理磁通量B中待测电流I_T通过导体产生部分，B_N为待处理磁通量B中外部干扰源I_N产生部分，经过算法计算得出待处理磁通量B的同时衰减外部干扰源所产生的磁场导致的干扰信号，根据待处理磁通量B求出待测电流I_T的大小。

其进一步特征在于，

计算待处理磁通量B的推导公式如下：待测电流I_T对四个磁传感器的磁通量分别用B_Ta、B_Tb、B_Tc、B_Td表示，干扰源对磁传感器的磁通量用B_Na、B_Nb、B_Nc、B_Nd表示，四个磁传感器的总磁通量分别用B_a、B_b、B_c、B_d表示，则B＝B_a+B_b-(B_c+B_d)

＝(B_Ta+B_Na)+(B_Tb+B_Nb)–(B_Tc+B_Nc)–(B_Td+B_Nd)

≈B_Ta+B_Na+B_Nb-B_Nc-B_Nd(B_Tc、B_Td远小于其他分量)

＝B_Ta+B_Tb+(B_Na+B_Nb-B_Nc-B_Nd)

＝B_T+B_N。

一种电流测量的传感器系统，其特征在于，其包括处于下层的带U形凹槽的导体和处于上层的带有四个磁传感器的硅片，导体前方有两个对称U型槽第一磁传感器放置于一个所述U型槽开口内垂直映射到上层的位置，第二磁传感器放置于另一个所述U形凹槽开口内垂直映射到上层的位置，第三磁传感器和第四磁传感器放置于第一磁传感器与第二磁传感器之间且位于导体上方垂直映射到上层的位置。

采用本发明的系统和方法后，四个磁传感器会同时感应到待测电流I_T磁场，通过计算并有效消除外部干扰，提高了效率，增加了信噪比，提高了抗干扰能力。

附图说明

图1为现有技术原理图；