用于测量通电交流直导线的差分电流传感器的制作技术
如何设计一个简单的电流传感器电路
如何设计一个简单的电流传感器电路电流传感器是测量电流大小的一种重要装置，广泛应用于电力系统、工业自动化、电子设备等领域。
设计一个简单的电流传感器电路可以帮助我们理解电流传感器的工作原理，并能够在实际应用中提供一些参考。
一、电流传感器的原理电流传感器是利用电磁感应的原理测量电流大小的装置。
根据安培定律，通过导体的电流会产生一个磁场，而电流传感器则是通过测量这个磁场的变化来间接测量电流大小。
二、设计电流传感器电路的基本原则1. 选择合适的传感器元件在设计电流传感器电路时，首先需要选择合适的传感器元件。
常用的电流传感器元件有霍尔效应传感器和电感式传感器。
根据实际需求，选择合适的传感器元件是设计一个简单电流传感器电路的基本条件。
2. 电源电路设计电流传感器电路需要一定的电源电路来为传感器元件供电，以保证正常的工作。
可以通过稳压电路或者电池供电，根据实际需求选择适合的电源电路设计。
3. 信号放大电路设计传感器元件输出的信号较小，需要经过信号放大电路进行放大，以提高测量精度。
常用的信号放大电路有运放放大电路和差动放大电路等，根据实际需求进行选择并设计。
4. 滤波电路设计在电流传感器电路中，由于传感器元件的特性以及工作环境的干扰等因素，常常会出现一些噪声信号。
为了减小这些噪声信号对测量结果的影响，需要设计滤波电路对信号进行滤波处理。
5. AD转换电路设计电流传感器输出的是模拟信号，为了方便信号的处理和传输，通常需要将模拟信号转换为数字信号。
因此，需要设计AD转换电路将模拟信号转变为数字信号，并输出给微处理器或其他控制电路。
三、电流传感器电路设计实例下面以霍尔效应传感器为例，简要介绍一个简单的电流传感器电路设计实例。
电流传感器电路由霍尔效应传感器元件、电源电路、信号放大电路、滤波电路和AD转换电路组成。
1. 霍尔效应传感器元件选择选择一种常用的霍尔效应传感器元件作为电流传感器的核心部分。
2. 电源电路设计根据实际需求，选择合适的电源电路设计，例如使用稳压电路进行供电。
如何设计电子电路的电流传感器
如何设计电子电路的电流传感器电流传感器是一种常用的电子元件，用于测量电子电路中的电流值。
它可以将电流转换为电压信号，进而被其他电路或设备读取和处理。
设计一个有效可靠的电流传感器是电子电路设计中的关键任务。
本文将探讨如何设计电子电路的电流传感器，从基本原理到具体实施进行阐述。
一、电流传感器的原理电流传感器的工作原理基于安培定律。
根据安培定律，通过导线的电流与其周围的磁场成正比。
因此，我们可以通过测量导线周围的磁场来推断电流的大小。
常用的电流传感器有磁性传感器和霍尔效应传感器两种。
磁性传感器基于同轴环形磁场的原理。
将可动铁芯放置在导线附近，电流通过导线时，可动铁芯受到磁场力的作用，进而发生位移。
通过检测位移大小，可以推断出电流的大小。
霍尔效应传感器则利用霍尔元件的特性。
霍尔元件在磁场作用下会产生电势差，其大小与电流成正比。
因此，通过测量霍尔元件上的电势差，可以间接测量电流的大小。
二、电流传感器的设计要点1. 选择合适的传感器类型：根据实际需求选择磁性传感器或霍尔效应传感器。
磁性传感器适用于高精度和大范围的测量，而霍尔效应传感器适用于小型化和低功耗的需求。
2. 电流传感器位置选择：将传感器放置在电路中电流较大或关键的位置，如电路板上的主要电源线路。
这样可以确保传感器能够准确测量电流，同时避免电源线和传感器之间的线损。
3. 考虑磁场屏蔽和干扰：电流传感器工作时会受到外界磁场的干扰，因此需要进行磁场屏蔽，如在传感器周围加入磁屏蔽罩。
另外，其他电子元件和电路对传感器也可能造成干扰，需要进行合理的布局和屏蔽设计。
4. 选择合适的放大电路：传感器输出的电压通常较小，需要通过放大电路将其放大到可读取的范围。
合理选择放大倍数和放大电路的增益和带宽等参数，以确保电源线上的电流变化能够准确传递给读取设备。
5. 校准和线性化处理：为了提高测量的准确性和可靠性，需要对电流传感器进行校准。
通过与标准电流源进行对比，可以得到传感器的准确输出。
交流电流变送器设备工艺原理
交流电流变送器设备工艺原理交流电流变送器设备是用于测量交流电路中电流强度的一种设备。
交流电路中的电流是周期性变化的，因此需要一种特殊的设备来处理这样的信号。
本文将介绍交流电流变送器设备的工艺原理。
交流电流测量交流电流包含有正半周和负半周两个方向，它的测量需要特殊的技术与方法。
这涉及到信号调理、滤波和等效处理等方面的内容。
信号调理信号调理是指对输入信号进行预处理，以提高系统的可靠性和性能。
在交流电路中，电流信号经常会受到干扰和变形。
因此需要进行信号调理来消除这些干扰和变形。
一般情况下，交流电路的电流信号会经过差分放大器进行放大，然后采用光电耦合器进行隔离。
这些预处理技术可以提高系统的稳定性和抗干扰能力。
滤波滤波是指对输入信号进行去除所不需要的频率成分的处理。
为了测量交流电路中的电流信号，需要去除其周期性信号中的高频噪声。
因此，滤波技术是交流电流测量中不可缺少的一部分。
在交流电路中，常用的滤波技术包括电容滤波、电感滤波和RC滤波等。
这些技术可以去除信号中的噪声，以提高测量精度和系统的可靠性。
等效处理等效处理是指对输入信号进行转换，以便于系统处理和分析。
在交流电路中，由于电流信号具有正负半周和周期性变化的特点，因此需要进行等效处理。
在交流电路中，常用的等效处理方法包括峰-峰值等效值转换、均方根等效值转换和最大值等效值转换等。
这些处理方法可以提高测量精度，并便于系统处理和分析。
交流电流变送器工作原理交流电流变送器是一种专用的电流传感器，用于将交流电路中的电流信号转换为标准的直流电压或电流信号，以供系统进行处理和分析。
交流电流变送器的工作原理基于电阻感应原理和霍尔效应原理。
当电流通过变送器中的电流传感器时，会产生磁场。
这个磁场会引起电路中其它部分的感应，从而产生一个输出电压或电流信号。
交流电流变送器的输出信号可以通过标准的放大器和A/D转换器处理，生成数字信号。
这些信号可以在PLC、DCS、PID等控制系统中使用，以实现远程测量和控制。
教你设计ACS712直流交流电流测量传感器（资料开源）
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ACS712直流/交流电流测量传感器具有量程大、简单易用、体积小巧、无需焊接、精度较高等特点，可用于直流电流和交流电流的测量，电流测量最高值可达20A。
该ACS712 传感器电路板在设计上做了高压隔离，确保使用的安全性。
模块输出的电压线性对应测量电流，且接口为Gravity 3P接口，即插即用，方便实用。
引脚说明：
技术规格：
•供电电压：5.0V
•测量电流：0 ~ ±20A DC, 0 ~ 17A(RMS) AC
•测量容忍电压：220V AC, 311V DC
•相对误差：±3%
•尺寸：39mm * 22mm *17mm
•接口：Gravity PH2.0-3P 模拟口
•重量：18g
示例代码，见附件下载：
函数功能说明： float readDCCurrent(int Pin) ,该函数用来测量直流电流。
float readACCurrent(int Pin) ,该函数用来测量交流电流，测得的是交流电流的有效值。
根据被测电流，选择相应的函数调用即可，不能两个函数同时调用。
电路项目的主要芯片及数据手册
•ACS712：芯片数据手册
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电路图文件
ACS712 电流测量传感器原理图.PDF
描述：原理图
源代码
ACS712 电流测量传感器示例代码.ino 描述：示例代码。
电流传感器的原理
电流传感器的原理电流传感器，是一种用于检测和测量电流的电子器件。
它的工作原理主要基于法拉第电磁感应定律和霍尔效应。
通过电流传感器，我们可以非接触地测量直流和交流电流，并将其转化为与电流强度成正比的电压或电流输出信号。
电流传感器的核心元件是电感元件，其内部由一根导线或铁芯绕成线圈。
当通过线圈的电流发生变化时，根据法拉第电磁感应定律，线圈中会产生感应电动势。
根据霍尔效应，当感应电动势通过一段导线时，导线两侧会产生不同的电势差。
通过测量这个电势差，我们可以间接得到通过电流传感器的电流大小。
电流传感器的工作原理可以简单地分为两个步骤：感应电动势的产生和电势差的测量。
当电流通过电流传感器的线圈时，根据法拉第电磁感应定律，线圈中会产生感应电动势。
这是因为通过线圈的电流会在周围产生一个磁场，而磁场的变化会引起感应电动势的产生。
感应电动势的大小与通过线圈的电流强度成正比，通过电流传感器的线圈匝数越多，感应电动势就越大。
然后，感应电动势通过导线传输到电势差测量部分。
根据霍尔效应，导线两侧会产生不同的电势差。
这是因为感应电动势在导线中产生的磁场会引起电子的偏移，导致电势差的产生。
通过测量这个电势差，我们可以间接得到通过电流传感器的电流大小。
为了提高电流传感器的精度和稳定性，通常会采用一些补偿和校准措施。
例如，可以在线圈周围加上一层磁屏蔽，以减小外部磁场的干扰；还可以通过校准电路对输出信号进行校准，使其更加准确可靠。
电流传感器广泛应用于各种场合，例如电力系统、工业自动化、电动车辆等。
在电力系统中，电流传感器用于监测和保护电路中的电流，以确保电力设备的安全运行。
在工业自动化中，电流传感器可以用于检测电机的负载情况，实现对电机的精确控制。
在电动车辆中，电流传感器可以用于监测电池组的电流，以确保电池组的安全和寿命。
总结一下，电流传感器的原理是基于法拉第电磁感应定律和霍尔效应。
通过感应电动势的产生和电势差的测量，我们可以非接触地测量电流的大小。
交流电流数字传感器原理
交流电流数字传感器原理随着科技的发展，数字传感器在各个领域得到广泛应用。
其中，交流电流数字传感器是一种能够测量电流大小并将其转换为数字信号输出的传感器。
本文将详细介绍交流电流数字传感器的工作原理。
交流电流数字传感器主要由电流互感器和模数转换器组成。
电流互感器是将待测电流通过互感作用转换为与之成正比的低电流信号，而模数转换器则将低电流信号转换为相应的数字信号。
电流互感器是交流电流数字传感器的核心部件。
它通过在待测电流所经过的导线上绕制线圈，利用电磁感应的原理实现电流的互感作用。
具体来说，当待测电流通过互感器的线圈时，会在线圈内产生一个与待测电流成正比的磁场。
互感器的线圈上还绕有一根或多根辅助线圈，用于提供磁场的反馈信号。
这样，互感器就能够将待测电流转换为与之成正比的低电流信号。
接下来，低电流信号需要经过模数转换器进行处理。
模数转换器是一种能够将模拟信号转换为数字信号的电路。
它通过一系列的采样和量化操作，将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号。
具体来说，模数转换器首先对低电流信号进行采样，即在一定时间内获取一系列的电流值。
然后，采样的电流值经过量化操作，即将连续的电流值转换为离散的数字值。
最后，模数转换器将量化后的数字值转换为二进制形式的数字信号，以便于处理和传输。
交流电流数字传感器的工作原理可以总结为以下几个步骤：首先，待测电流通过电流互感器的线圈产生磁场。
然后，互感器的辅助线圈提供磁场的反馈信号。
接下来，互感器将待测电流转换为与之成正比的低电流信号。
最后，低电流信号经过模数转换器处理，转换为相应的数字信号输出。
交流电流数字传感器具有许多优点。
首先，它能够准确测量交流电流的大小，并将其转换为数字信号输出，便于数字化系统的处理和分析。
其次，交流电流数字传感器具有高精度和稳定性，能够在不同环境下稳定工作。
此外，交流电流数字传感器还具有体积小、功耗低和响应速度快等特点，适用于各种应用场景。
交流电流数字传感器是一种能够测量电流大小并将其转换为数字信号输出的传感器。
电流检测传感器的设计与制造
电流检测传感器的设计与制造第一章：引言随着科技的不断发展和进步，传感器技术也得到了飞跃式的发展，已经成为了现代化工业、农业、医疗和机械制造等领域中的重要组成部分。
目前，许多行业对电流的检测与测量要求越来越高，因此电流检测传感器作为实现电流检测的关键组件之一，在应用领域中起到了重要的作用。
本文旨在探讨电流检测传感器的设计和制造过程，分析传感器的主要工作原理和应用领域，并探讨传感器的发展趋势和未来的发展方向。
第二章：电流检测传感器的工作原理电流检测传感器是基于安培定理而设计和制造的，主要依靠传感器内部的磁场变化来感应电路中的电流。
安培定理指的是，电流与绕制在导线附近的磁场大小成正比，因此可以通过测量磁场大小来判断电路中的电流大小。
电流检测传感器通常包括铁芯、线圈和电路板等组件。
当电流通过铁芯周围的线圈时，将会在铁芯周围产生一个磁场。
这个磁场的大小与通过线圈的电流大小成正比。
电路板上的传感器将磁场转换成电压信号，并通过外部仪表进行显示。
由此可见，电流检测传感器的工作原理是非常简单的。
第三章：电流检测传感器的应用领域电流检测传感器可以用于许多领域中的电流测量和监控，包括工业生产、农业、医疗和机械制造等。
下面将对电流检测传感器在这些领域中的应用进行详细介绍。
（一）工业生产在工业生产中，电流检测传感器主要用于生产控制和监控中。
例如，在机器人控制器中，电流检测传感器可以用于控制和监控机械臂的动作，同时还可以监控机械臂的电流负载，以确保机械臂的正常运行。
此外，在工厂的电气设备和动力系统中，电流检测传感器可以用于测量电机和其他设备的电流输出，以确保设备正常运行。
同时还可以用于测量光伏组件、风力发电机和太阳能电池板等再生能源设备的电路电流。
（二）农业在农业生产中，电流检测传感器可以用于测量和监控摩托车、拖拉机和其他农业机械的电流输出，以确保这些设备的正常运行。
特别是在大规模农业生产中，电流检测传感器的使用不仅可以提高生产效率，还可以保证产品的质量和安全性。
差分电流传感器的工作原理
差分电流传感器的工作原理Differential current sensors, also known as current transformers, are designed to detect and measure the flow of electric current in a system. 差动电流传感器，也被称为电流变压器，它们旨在检测和测量系统中的电流流动。
These sensors are crucial in ensuring the safety and efficiency of electrical systems by identifying any abnormal current flow and providing feedback for necessary adjustments. 这些传感器对于确保电气系统的安全和效率至关重要，因为它们能够识别任何异常的电流流动，并提供必要的反馈进行调整。
One of the primary components of a differential current sensor is a core made of ferromagnetic material, which helps to transform the current passing through the sensor into a measurable output signal. 差动电流传感器的主要组成部分之一是由铁磁材料制成的磁芯，它有助于将通过传感器的电流转换成可测量的输出信号。
When an electric current flows through the primary winding of the sensor, it creates a magnetic field around the core, inducing a current in the secondary winding. 当电流流经传感器的主线圈时，它在磁芯周围产生一个磁场，诱导出次级线圈中的电流。
差分电流传感器的工作原理
差分电流传感器的工作原理差分电流传感器是一种广泛应用于电力系统和工业控制领域的重要传感器设备。
它通过检测电路中的差分电流变化来实现对电流的精准测量，具有高精度、高灵敏度和高稳定性的特点，被广泛应用于电力系统的故障检测、电能质量分析、电力负载管理等方面。
本文将从差分电流传感器的工作原理、分类、特点、应用领域等方面展开深入探讨，旨在全面解析差分电流传感器在电力系统和工业控制领域中的重要作用。
差分电流传感器是一种基于电磁感应原理的传感器设备，主要用于测量电路中的差分电流。
其工作原理是利用法拉第电磁感应定律，通过传感器内部的线圈和磁芯，感应出电路中的差分电流，并将其转化为与电流成正比的电压信号输出。
在电路中，由于电流的流动会产生磁场，当电流变化时，磁场也会发生变化，从而在传感器内部的线圈中感应出电动势，由此实现对电流的测量。
差分电流传感器在电力系统和工业控制领域中扮演着重要的角色，广泛应用于电流测量、电力监测、故障诊断等方面。
根据其工作原理和结构特点，差分电流传感器可以分为多种类型，包括电流互感器、霍尔传感器、电阻式传感器等。
电流互感器是一种常用的差分电流传感器，其结构主要由磁芯、一次绕组和二次绕组组成。
当电流通过一次绕组时，会在磁芯中产生一定的磁通量，从而感应出二次绕组中的电动势，实现对电流的测量。
霍尔传感器则是一种基于霍尔效应的传感器，通过霍尔元件感应电路中的磁场变化，实现对电流的测量。
电阻式传感器则是通过测量电路中的电阻变化来计算电流大小，具有简单、灵敏的特点，被广泛应用于电流测量和故障诊断领域。
差分电流传感器具有许多优点，主要表现在以下几个方面。
首先，差分电流传感器具有高精度和高灵敏度，能够实现对微弱电流的准确测量，保证了电力系统和工业控制中对电流的精准监测。
其次，差分电流传感器结构简单、稳定性高，具有良好的抗干扰能力，能够在恶劣的工作环境下稳定运行。
再次，差分电流传感器响应速度快，能够实时监测电路中的电流变化，保证了对电力系统中突发事件的及时响应。
差分电流传感器的工作原理
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差分电流传感器的工作原理
差分电流传感器的工作原理（中英文版）Title: Working Principle of Differential Current SensorTitle: 差分电流传感器的工作原理In the realm of electrical engineering, sensors play a pivotal role in detecting and measuring various physical phenomena.One such sensor is the differential current sensor, which is predominantly used for monitoring and managing electrical currents in a circuit.This article aims to shed light on the working principle of a differential current sensor.在电气工程领域，传感器在检测和测量各种物理现象方面发挥着至关重要的作用。
差分电流传感器就是其中之一，它主要用于电路中监测和管理电流。
本文旨在阐述差分电流传感器的工作原理。
The fundamental working principle of a differential current sensor is based on the detection of the difference in current flowing through two separate windings.These windings are typically identical in terms of their geometry and electrical properties.When an alternating current flows through these windings, a magnetic field is produced.差分电流传感器的基本工作原理是基于检测两个单独绕组中流过的电流差异。
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一种用于测量通电交流直导线的差分电流传感器，包括两个敏感单元、固定块；所述敏感单元包括磁致伸缩/压电复合材料、高度调整框、底板、偏置片、垫块、信号输出线、导线；偏置片设置在高度调整框一端，底板设置在另一端，三者形成一个密闭空腔；磁致伸缩/压电复合材料设置在密闭空腔内，底板上固定有垫块；磁致伸缩/压电复合材料包括上下两层的磁致伸缩材料和位于中层的压电材料；压电材料上设有信号输出线和导线；两个敏感单元的压电材料通过导线相连；偏置片采用磁性材料；高度调整框、底板、垫块、固定块均采用非金属材料；所述固定块设置在两个敏感单元，且两个敏感单元相对固定块对称布置。
本技术可对通电交流直导线中进行精确测量。
权利要求书1.一种用于测量通电交流直导线的差分电流传感器，其特征在于，包括两个敏感单元、固定块(5)；所述敏感单元包括磁致伸缩/压电复合材料(1)、高度调整框(2)、底板(3)、偏置片(4)、垫块(31)、信号输出线(41)、导线(42)；所述偏置片(4)设置在高度调整框(2)一端，所述底板(3)设置在高度调整框(2)另一端，三者形成一个密闭空腔；所述磁致伸缩/压电复合材料(1)设置在密闭空腔内，且所述底板(3)上固定有垫块(31)；所述磁致伸缩/压电复合材料(1)包括上下两层的磁致伸缩材料(11)和位于中层的压电材料(12)；所述压电材料上设有信号输出线(41)和导线(42)；两个敏感单元的压电材料通过导线(42)相连；所述偏置片(4)采用磁性材料，用于提供偏置磁场；所述高度调整框(2)用于调整偏置片(4)与磁致伸缩/压电复合材料(1)之间的距离；所述高度调整框(2)、底板(3)、垫块(31)、固定块(5)均采用非金属材料；所述固定块(5)设置在两个敏感单元，用于夹持通电交流直导线，且两个敏感单元相对固定块(5)对称布置。
2.根据权利要求1所述的差分电流传感器，其特征在于，所述底板(3)上设有两个电极(32)；两个电极(32)贯穿底板(3)并进行密封；所述信号输出线(41)和导线(42)分别与两个电极(32)内侧相连，电极(32)外侧再连接相应的信号输出线和导线；且两个敏感单元的电极(32)位于同一侧。
3.根据权利要求1所述的差分电流传感器，其特征在于，所述压电材料的长度要大于上下两侧磁致伸缩材料的长度。
4.根据权利要求1所述的差分电流传感器，其特征在于，固定块(5)包括上夹持块(51)、下夹持块(52)；所述上夹持块(51)、下夹持块(52)分别与两个敏感单元固定；上夹持块(51)和下夹持块(52)中间分别设有半圆形夹持孔；上夹持块(51)和下夹持块(52)合并形成一个完整的圆形夹持孔(54)。
5.根据权利要求1所述的差分电流传感器，其特征在于，所述上夹持块(51)和下夹持块(52)之间还设有铰接座(53)。
6.根据权利要求1所述的差分电流传感器，其特征在于，所述磁致伸缩/压电复合材料(1)的上下两层的磁致伸缩材料(11)和位于中层的压电材料(12)通过胶水粘结。
7.根据权利要求1所述的差分电流传感器，其特征在于，所述垫块(31)的两个端面分别用胶水粘结在磁致伸缩/压电复合材料(1)和底板(3)的中间位置。
8.根据权利要求1所述的差分电流传感器，其特征在于，所述高度调整框(2)的上下两端面通过胶水分别与偏置片(4)、底板(3)相粘结。
技术说明书一种用于测量通电交流直导线的差分电流传感器技术领域本技术属于电磁检测装置领域，特别是一种用于测量通电交流直导线的差分电流传感器。
背景技术电流测量在电子设备及电路系统中起到检测、控制、保护的重要作用，电流传感器作为主要的检测元件，具有广泛的应用范围。
目前常用的非接触式电流传感器有霍尔电流传感器、磁通门电流传感器和巨磁阻电流传感器，其中磁通门电流传感器和巨磁阻电流传感器测量精度高，但检测机构复杂，且几种电流传感器均需要外部电源供电，限制了其适用范围。
而采用磁致伸缩/压电复合材料制备的电流传感器结构简单，制备容易，无需电源供给，磁电电压系数高，近十多年得到了蓬勃发展。
然而磁致伸缩/压电复合材料对温度十分敏感，极易受到温度变化的影响而发生形变，使采用磁致伸缩/压电复合材料制备的电流传感器产生测量误差。
技术内容本技术的目的在于提供一种用于测量通电交流直导线的差分电流传感器，以实现消除温度变化对采用磁致伸缩/压电复合材料制备的电流传感器的误差影响，对通电交流直导线中的交流电流进行精确测量。
实现本技术目的的技术解决方案为：一种用于测量通电交流直导线的差分电流传感器，包括两个敏感单元、固定块；所述敏感单元包括磁致伸缩/压电复合材料、高度调整框、底板、偏置片、垫块、信号输出线、导线；所述偏置片设置在高度调整框一端，所述底板设置在高度调整框另一端，三者形成一个密闭空腔；所述磁致伸缩/压电复合材料设置在密闭空腔内，且所述底板上固定有垫块；所述磁致伸缩/压电复合材料包括上下两层的磁致伸缩材料和位于中层的压电材料；所述压电材料上设有信号输出线和导线；两个敏感单元的压电材料通过导线相连；所述偏置片采用磁性材料，用于提供偏置磁场；所述高度调整框用于调整偏置片与磁致伸缩/压电复合材料之间的距离；所述高度调整框、底板、垫块、固定块均采用非金属材料；所述固定块设置在两个敏感单元，用于夹持通电交流直导线，且两个敏感单元相对固定块对称布置。
本技术与现有技术相比，其显著优点是：本技术用于测量通电交流直导线的差分电流传感器的结构，实现了敏感单元的自偏置，通过差分结构设计，消除了温度变化对采用磁致伸缩/压电复合材料制备的电流传感器的误差影响，实现了采用磁致伸缩/压电复合材料制备的电流传感器对通电交流直导线测量的准确度的提高。
附图说明图1为本技术实施例的一种用于测量通电交流直导线的差分电流传感器结构示意图；图2为本技术实施例的敏感单元结构示意图；图3为本技术实施例的敏感单元封装后结构示意图；图4为本技术实施例的磁致伸缩/压电复合材料结构示意图；图5为施加偏置磁场使磁致伸缩/压电复合材料工作于线性区原理图；图6为测量电流时两磁致伸缩/压电复合材料极化方向原理示意图；图7为温度变化时两磁致伸缩/压电复合材料极化方向原理示意图。
具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本技术做进一步的介绍。
结合图1、图2，本技术的一种用于测量通电交流直导线的差分电流传感器，包括两个敏感单元、固定块5；所述敏感单元包括磁致伸缩/压电复合材料1、高度调整框2、底板3、偏置片4、垫块31、信号输出线41、导线42；所述偏置片4设置在高度调整框2一端，所述底板3设置在高度调整框2另一端，三者形成一个密闭空腔；所述磁致伸缩/压电复合材料1设置在密闭空腔内，且所述底板3上固定有垫块31；由于磁致伸缩/压电复合材料1厚度过小，难以在侧面实现固定，因此所述磁致伸缩/压电复合材料1固定在垫块31上，使磁致伸缩/压电复合材料1处于中间夹持的固定状态，防止工作时磁致伸缩/压电复合材料1在密闭空腔内发生偏移，保证电流传感器工作的稳定性，并且减少磁致伸缩/压电复合材料1工作时与底板3的摩擦，保证了输出信号的最大化。
所述磁致伸缩/压电复合材料1包括上下两层的磁致伸缩材料11和位于中层的压电材料12；所述压电材料上设有信号输出线41和导线42；两个敏感单元的压电材料通过导线42相连；所述偏置片4采用磁性材料，用于提供偏置磁场；所述高度调整框2用于调整偏置片4与磁致伸缩/压电复合材料1之间的距离，以控制偏置片4施加在磁致伸缩/压电复合材料1上的偏置磁场的大小，使磁致伸缩/压电复合材料1在测量通电交流直导线能够有信号输出。
所述高度调整框2、底板3、垫块31、固定块5均采用非金属材料，防止材料导磁改变通电交流直导线产生的磁场线分布，确保电流传感器测量结果的准确度。
所述固定块5设置在两个敏感单元，用于夹持通电交流直导线，同时使导线位于两个敏感单元正中间；且两个敏感单元相对固定块5对称布置。
进一步的，所述底板3上设有两个电极32；两个电极32贯穿底板3并进行密封；所述信号输出线41和导线42分别与两个电极32内侧相连，电极32外侧再连接相应的信号输出线和导线。
且两个敏感单元的电极32位于同一侧，使电流传感器在测量通电交流直导线时，两敏感单元中的磁致伸缩/压电复合材料1受到的由电流产生的作用磁场方向相反，满足本技术差分结构设计的基本要求。
通过两个电极32进行信号输出线41和导线42的转接，避免使用过程中，信号输出线41和导线42拉扯对磁致伸缩/压电复合材料1产生偏移或破坏。
进一步的，为了便于信号输出线41和导线42的连接，所述压电材料的长度要大于上下两侧磁致伸缩材料的长度。
优选的，压电材料长度比磁致伸缩材料长2-3mm，用于焊接信号输出线41和导线42。
进一步的，固定块5包括上夹持块51、下夹持块52；所述上夹持块51、下夹持块52分别与两个敏感单元固定；上夹持块51和下夹持块52中间分别设有半圆形夹持孔；上夹持块51和下夹持块52合并形成一个完整的圆形夹持孔54，便于对通电交流直导线的夹持。
进一步的，所述上夹持块51和下夹持块52之间还设有铰接座53，便于上夹持块51和下夹持块52之间的翻转固定。
优选的，所述磁致伸缩/压电复合材料1的上下两层的磁致伸缩材料11和位于中层的压电材料12通过胶水粘结；所述垫块31的两个端面分别用胶水粘结在磁致伸缩/压电复合材料1和底板3的中间位置；所述高度调整框2的上下两端面通过胶水分别与偏置片4、底板3相粘结。
本技术的差分电流传感器的测试原理为：偏置片4提供偏置磁场，使磁致伸缩/压电复合材料1工作在磁电特性曲线的线性区，结合图5，两敏感单元位于通电交流直导线两侧，交流电流磁场H作用在两敏感单元中的磁致伸缩材料11上，在交流电流磁场的作用下，磁致伸缩材料11产生应变，此机械运动通过粘结层传递到压电材料12上，由于正压电效应，压电材料12输出一个电信号，由于作用在两磁致伸缩/压电复合材料1上的交流电流磁场方向相反，两磁致伸缩/压电复合材料1沿长度方向发生反向形变，一个伸长另一个缩短，因此两压电材料12输出的电信号极化方向相反，通过导线42连接两压电材料12的异性电极，两个敏感单元的信号输出线41输出两倍于单个敏感单元的电信号，实现了电流传感器的灵敏度倍增，提高了传感器灵敏度；结合图6，当环境温度升高时，两磁致伸缩/压电复合材料1沿长度方向发生同向形变，同时伸长，因此两压电材料12输出的电信号极化方向相同，导线42连接两端输出同性电荷，相互抵消，因此由温度变化产生的电信号不会通过信号输出线41输出，温度降低时亦然，实现了消除温度变化对采用磁致伸缩/压电复合材料制备的电流传感器的误差影响。