[实用新型]一种电流测量的传感器系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及电流传感器领域，具体为一种电流测量的传感器系统。

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，本实用新型提供了一种电流测量的传感系统，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；

图2为本实用新型原理图；

图3为图2左视图；

图4为导体磁场分布图；

图5为归一化处理曲线图；

具体实施方式

见图2所示：一种基于磁场检测的电流传感系统，系统结构分为两层如图3所示，下层包括导体11，第二层为带四个磁传感器的硅片20。导体11前方有两个对称U型槽，后方可以开有条型凹槽也可以不开，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。测量方法如下所述：

待测电流I_T通过特殊形状的导体11，导体11上有两个U形凹槽，两个U形凹槽上方有个条型凹槽也可以不用条形凹槽，U形凹槽的主要功能是加强U型槽内的磁场强度，长条型凹槽的主要目的是使电流尽量往条型凹槽下方流，有利于加强U形凹槽的磁场。导体11正上方有四个磁传感器，第一磁传感器10a、第二磁传感器10b主要用于感应待测电流I_T产生的磁场；第三磁传感器10c、第四磁传感器10d位于条型凹槽下面一点，四个磁传感器在同一平面上，第三磁传感器10c、第四磁传感器10d主要用于消除外部干扰。根据本发明描述的算法，干扰电流源在芯片外部的任何方向形成的干扰磁场均可得到有效的衰减，但衰减的效果有差异。以其中衰减效果最差的情况为例(参考图2中干扰源的位置)：外部磁场干扰可以使用带电导线I_N代替，干扰源I_N与磁传感器水平线垂直，干扰源I_N流过外部导线12时，会产生干扰磁场B’。