电压测量装置和电压传感器的制造方法_3

文档序号:9886197阅读:来源:国知局
压的信息。
[0067] 显示单元260显示控制器230的计算结果。详细地,除了从控制器230计算的AC 电压的大小之外,显示单元260还可向用户显示各种信息项。
[0068] 控制器230控制电压测量装置200的每个组件。用于控制接触部210和电容性元 件220的控制器230的操作和功能与图2的控制器230的操作和功能相同,因此将省略对 它的详细描述。
[0069] 控制器230控制开关单元240以控制接触部210与电容性元件220之间的连接。 详细地,控制器230可控制开关单元240以将接触部210连接到电容性元件220从而接收 关于从电容性元件220输出的第二电压的信息,并控制开关单元240以将接触部210与电 容性元件断开从而接收从接触部210输出的感应电压。更详细地,控制器230可控制开关 单元240以根据目标信息选择性地将接触部210直接连接到电阻器250或通过电容性元件 220将接触部210与电阻器250连接。这里,继续地,控制器230可控制开关单元240以第 一连接状态连接以获取关于从电容性元件220输出的第二电压的信息,并控制器开关单元 240以第二连接状态连接以获取从接触部210输出的感应电压。此外,以相反的顺序,控制 器230可控制开关单元240以获取关于感应电压的信息和关于第二电压的信息。
[0070] 电压测量装置可以以非接触方式测量电线中的电压,并且在不切断安装的情况下 仅利用简单安装就可测量由电子装置使用的电压。
[0071] 图4是根据本公开的实施例的电压测量装置400的电路图。
[0072] 参照图4,用于测量传输AC电压Vs 420的电线410的电压的电路包括与电线410 接触的接触部210'、开关单元440、电容性元件C2 450、电阻器R 460和输出端子Vo 470。
[0073] AC电压Vs 420沿导线被施加到电线410,由电容耦合产生的电容Cl 430存在于 导线与穿过作为绝缘物质的包皮与电线410的表面接触的接触部210'之间。
[0074] 接触部210连接到开关单元440的第一引脚,并将通过导线的AC电压Vs 420在 接触部210中感应的感应电压传输到开关单元440。
[0075] 开关单元440根据控制器(未示出)的控制选择性地将第一引脚与第二引脚或第 三引脚连接。
[0076] 此外,电容性元件C2 450的一端连接到开关单元440的第二引脚,电阻器R 460 的一端和输出端子Vo 470连接到第三引脚。也就是说,根据用于通过开关单元440选择性 地将第一引脚与第二引脚或第三引脚连接的操作,控制部210可连接到电容性元件C2 450 或连接到输出端子Vo 470和电阻器R 460。
[0077] 将参照图5和图6描述根据开关单元440的开关状态选择性连接的电路的配置。
[0078] 图5是在第一开关状态下的图4的电压测量装置400的等效电路图。
[0079] 参照图5,由于图4的开关单元440在第一开关状态下将第一引脚与第二引脚连 接,因此在电线410的导线与接触部210'之间形成的电容C1 430串联连接到电容性元件 C2 450〇
[0080] 此外,在接触部210'中感应的感应电压通过电容性元件C2 450被施加到电阻器 R 460,以将第一电压Vol输出到输出端子470。这里,可根据以下等式导出输出电压Vol, 所述等式用于计算将AC电压Vs 420分配给串联连接在电压Vs与地之间的两个电容器Cl 430和C2 450以及电阻器R 460之中的电阻器R460的比率,如以下阐明的等式1。
[0081]

[0082] 这里,Vs为通过电线的导线传输的AC电压Vs 420的大小(伏特),ω为AC电压 Vs的角频率(rad/s),C3为彼此串联连接的电容器C1 430和C2 450的总电容,并根据1/C3 =1/C1+1/C2, V(jc〇C3)被计算,V(jc〇C3)为C3的电抗,R为电阻器R 460的电阻(Ω)。
[0083] 图6是在第二开关状态下的图4的电压测量装置400的等效电路图。
[0084] 参照图6,随着图4的开关单元440在第二开关状态下将第一引脚与第三引脚连 接,在电线410的导线与接触部210之间形成的电容C1 430连接到电阻器R 460和输出端 子 470。
[0085] 此外,在接触部210中的感应电压被直接施加到电阻器R 460,以将第二电压Vo2 输出到输出端子470。这里,可根据以下等式导出输出电压V〇2,所述等式用于计算将AC电 压Vs 420分配给串联连接在电压Vs与地之间的电容器C1 430和电阻器R 460之中的电 阻器R460的比率,如以下阐明的等式2。
[0086]
[0087] 这里,Vs为通过电线的导线传输的AC电压Vs 420的大小(伏特),ω为AC电压 Vs的角频率(rad/s),C1为与接触部210耦合的电容性元件的电容,lAj ωα)为C1的电 抗,R为电阻器R 460的电阻(Ω)。
[0088] 如上所述,连接到接触部210的电路的配置可根据开关单元440的开关变化,因此 可获得两个不同的输出电压Vol和V 〇2以及用于计算两个输出电压Vol和V〇2的两个等 式。此外,由于电容性元件C2 450的电容和电阻器460的电阻已知,因此可根据将AC电压 Vs和电容耦合在接触部210与电线之间的电容C1 430用作未知值的等式1和等式2的联 立等式计算AC电压Vs和电容C1。
[0089] 图7是根据本公开的实施例的电压传感器100的正视图、俯视图、后视图和侧视图 侧表面。
[0090] 电压传感器100可具有立方体结构作为整体形状并可被划分为彼此通过例如铰 接部连接的第一主体110和第二主体120。这里,电压传感器100的形状不限于图7的立方 体并且可具有各种形状(诸如,圆柱体和环形(toroid)),以与电线的表面接触。此外,用于 包围电线的主体的数量不限于图7中的两个并且可选择地可以是一个或三个。
[0091] 电压传感器100可被划分为作为上部的第一主体110和作为下部的第二主体120。 此外,电压传感器100的第一主体110和第二主体120彼此铰接以结合从而彼此接触,或者 在铰接部的相对侧彼此分离(诸如在开口的电压传感器100中)。
[0092] 电线可位于两个铰接的主体110和120之间。此外,当第一主体110和第二主体 120打开时,电线可位于第一主体110和第二主体120之间以将第一主体110与第二主体 120结合。为此,电线穿过的孔可形成在保护电压传感器100的内部的坚硬外壳的相对的表 面上,并形成外观。
[0093] 铰接构件130可包括在电压传感器100的壳体中以铰接第一主体100和第二主体 120。铰接构件130不限于图7中所示出的第一主体110的部分和第二主体120的部分被安 装为绕轴旋转的结构,铰接构件130可由具有耐久性的柔性构件形成,以连接第一主体110 和第二主体120的部分。
[0094] 锁定构件140可维持第一主体110和第二主体120之间的结合。详细地,锁定构 件140位于第一主体110和第二主体120的铰接部的相对侧面,当电线位于第一主体110 和第二主体120之间以将第一主体110与第二主体120结合时,可维持这种结合以因弹性 而使第一主体110不与第二主体120分离。
[0095] 图8是示出使用图7的电压传感器的方法的横截面图。
[0096] 参照图8,(a)是电线150被布置在第一主体110与第二主体120之间的开口空隙 中的情况的截面图。此外,(b)是当电线被布置在开口空隙中时第一主体110与第二主体 120结合的情况的截面图。
[0097] 第一主体110和第二主体120分别包括形状可变构件111和112、电压感应构件 112和122、信号传递构件113和123、绝缘体114和124、屏蔽构件115和125以及壳体116 和 126〇
[0098] 如图8(b)中所示,当第一主体110与第二主体120彼此结合
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