[发明专利]独立封装的电表传感器

权利要求书

1.一种独立封装的电表传感器(18)，其用以测量连接在导线(3)上的负载(2)的能量消耗，其特征在于包括：

一内部导线(3)，其串联在电源(1)与负载(2)之间；

一内部电阻性电压分流线圈(4)，其串联在内部电源导线(3)和外部地线或中性接头之间；

第一磁性传感器(12)，其紧邻内部导线(3)设置并与流过该导线的电流所产生的磁场磁耦合，第一磁性传感器测量环绕着该导线的磁通量，并且产生响应于该磁通量的一第一输出，该第一输出指示导线中的电流量(I)；

第二磁性传感器(11)，其紧靠与负载(2)并联的电压分流线圈(4)设置，并与流经该电压分流线圈电流的磁场磁耦合，第二磁性传感器(11)检测通过电压分流线圈的电流，并提供响应于该电流的一第二输出，该第二输出指示负载(2)两端的电压(V)；

一采样模块(14)，用于对电压信号(V)和电流信号(I)进行采样并将它们转换成数字形式；

一数据处理模块(15)，其对采样数据进行处理；

一用来对第一磁性传感器(12)输出的电流信号(I)和第二磁性传感器(11)输出的电压信号(V)采样时间进行分时复用的多路复用器(13)；

一将处理后的数据转换成可与后续的离片系统数据形式相兼容的接口逻辑模块(16)。

2.如权利要求1所述的电表传感器(18)，其特征是：第一磁场传感器(12)和第二磁场传感器(11)包含磁性隧道结传感器。

3.如权利要求1所述的电表传感器(18)，其特征是：第一磁性传感器(12)、第二磁性传感器(11)、采样模块(14)、数据处理模块(15)以及通信的数据转换接口逻辑模块(16)与分流电阻线圈(4)、待测网络电气和物理隔离，隔离是通过使用磁耦合和绝缘电介层来实现的。

4.如权利要求1所述的电表传感器(18)，其特征是：第一磁性传感器(12)和第二磁性传器(11)分别包含至少一个MTJ传感器。

5.如权利要求4所述的电表传感器(18)，其特征是：至少有一个磁性传感器(11、12)具有一偏置电压响应特征曲线，该曲线被用来控制传感器响应的幅值，并用来自动调整电表传感器的量程。

6.如权利要求4所述的电表传感器(18)，其特征是：至少有一个磁性传感器具有一个片上电磁铁，用来线性化传感器响应。

7.一种独立封装的电表传感器(18)，用来测量连接在导线(3)上的负载(2)的能量消耗，其特征在于包括：

一内部导线(3)，其串联在电源输入(1)与负载(2)之间；

一用来对电压检测电路和电源输入导线相隔离的外接电容(40)，该外接电容可以用一RC网络替代，以调整线路带宽；

一磁性传感器(12)，其紧邻内部导线设置并与流过该导线的电流关联的磁场磁耦合；该磁性传感器检测环绕着内部导线(3)的磁通量，并产生响应于该磁通量的一第一输出，该第一输出指示内部导线(3)中的电流大小；

一连接到放大器或是缓冲器两个输入端的电阻(21)，该电阻与外接的电容(40)结合使用而构成一分压网络，该分压网络用来测量负载两端的电；

一对电压信号(V)和电流信号(I)进行采样并转换成数字形式的采样模块(14)；

一对采样数据进行处理的数据处理模块(15)；

一对磁性传感器输出的电流信号(I)和由内部电阻(21)和外接电容(40)构成的分压网络输出的电压信号(V)采样时间进行分时复用的多路复用器(13)；

一将处理后的数据转换成可与后续的离片系统数据形式相兼容的接口逻辑模块(16)。

8.如权利要求7所述的电表传感器(18)，其特征是：磁性传感器(12)包括至少一个磁性隧道结(MTJ)器件。

9.如权利要求7所述的电表传感器(18)，其特征是：磁性传感器(12)、采样模块(14)、数据处理模块(15)以及通信的数据转换接口逻辑模块(16)与电源导线(1)电气和物理隔离，电气隔离通过使用磁耦合、绝缘层和外部的电容实现。

10.如权利要求9所述的电表传感器(18)，其特征是：磁性传感器(12)具有一偏置电压响应特征曲线，用来控制传感器的响应的幅值，并用来自动调整电表传感器的量程。