电流感测电阻器制造技术

本发明专利技术涉及用于测量电流(I)的电流感测电阻器(1)，其包括：两个连接部(2、3)，分别用于引入和排出待测量的电流(I)；由电阻器材料制成的电阻器元件(6)；第一连接部(2)处的第一电压测量触点(9)，其用于测量第一连接部(2)处的电压；第二连接部(3)处的第二电压测量触点(11)，其用于测量第二连接部(3)处的电压；以及第二连接部(3)中的切口(13)，所述切口(13)围绕第二电压测量触点(11)且防止电流流经切口(13)。在本发明专利技术中，在第二连接部(3)处还设置有第三电压测量触点(12)，其用于测量第二连接部(3)处的电压。第二连接部(3)处的第三电压测量触点(12)被布置为关于主电流流动方向相对于第二连接部(3)处的第二电压测量触点(11)横向地偏移。偏移。偏移。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电流感测电阻器


[0001]本专利技术涉及根据四线(four
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wire)技术来测量电流的电流感测电阻器(current
‑
sensing resistor)。

技术介绍

[0002]从专利文献EP 0 605 800 A1已知的是，根据四线技术借助于低电阻电流感测电阻器(“shunt(分流器)”)来测量电流。待测量的电流流过低电阻电流感测电阻器，籍此，测量出该低电阻电流感测电阻器两端的电压降。于是，所测量出来的该低电阻电流感测电阻器两端的电压降是按照欧姆定律对于流过该低电阻电流感测电阻器的电流的度量。
[0003]此外，从国际申请WO 2012/019784 A1已知了一种进一步开发后的低电阻电流感测电阻器，其中，低电阻电流感测电阻器的电压测量触点被切口围绕，这些切口也被称为电流阴影(current shadows)并且能够防止电流流经相应的切口。这些切口对低电阻电流感测电阻器中的电场分布具有积极影响。根据现有技术的这种已知的电流感测电阻器的缺点是：不能容易地检测出测量误差。
[0004]关于本专利技术的技术背景，还应当参照专利文献DE 10 2020 111 634B3、DE 10 2013 005 939 A1、US2017/0089955 A1和EP 3 671 225 A1。

技术实现思路

[0005]因此，本专利技术以想要创建一种经过适当改良的低电阻电流感测电阻器的任务为基础。
[0006]上述任务是由根据本专利技术的按照独立权利要求所记载的电流感测电阻器解决的。
[0007]本专利技术包括如下的概括性技术教导：在低电阻电流感测电阻器上设置用于电压测量的三点抽头(three
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point tap)，该三点抽头允许实现在电阻器元件上延展的闭合环路上所要执行的三个电压测量。因此，该三点抽头提供了三个测量通道，这三个测量通道提供了三个电压测量值。对于无误差测量而言，根据基尔霍夫第二定律，该闭合环路中的所有电压的总和必须为零。然而，在有测量误差的情形中，会出现相对于零的偏差，这就使得能够实现误差检测。
[0008]首先，如同开头所说明的已知的电流感测电阻器，根据本专利技术的电流感测电阻器具有第一连接部，该第一连接部由导电性导体材料(例如，铜)构成，并且优选地用于将待测量的电流引入到电流感测电阻器中。
[0009]此外，如同开头所说明的已知的电流感测电阻器，根据本专利技术的电流感测电阻器具有第二连接部，该第二连接部也由导电性导体材料(例如，铜)构成，并且优选地用于将待测量的电流再从电流感测电阻器中引出。
[0010]此外，根据本专利技术的电流感测电阻器还具有由电阻器材料(例如，)制成的电阻器元件，该电阻器元件在主电流流动方向上被布置于第一连接部和第二连接部之间，以使得待测量的电流流过该电阻器元件。
[0011]此外，根据本专利技术的电流感测电阻器还包括第一连接部处的第一电压测量触点和第二连接部处的第二电压测量触点，以用于电压测量。
[0012]第二电压测量触点被切口围绕，该切口也被称为电流阴影并且能够防止电流流经该切口。与根据国际申请WO 2012/019784 A1的已知的电流感测电阻器相比，在根据本专利技术的电流感测电阻器中，优选地仅在上述两个连接部之中的一个连接部中设置切口(电流阴影)，而另一个连接部不包含这样的切口。
[0013]根据本专利技术的电流感测电阻器的特征在于，在第二连接部上额外地还布置有第三电压测量触点，以用于测量第二连接部处的电压。第二连接部上的第三电压测量触点被布置为关于主电流流动方向相对于第二连接部上的第二电压测量触点横向地偏移。于是，三个电压测量触点能够实现上述三点抽头，并且形成了用于电压测量的闭合环路，这就使得允许实现上述诊断功能。于是，利用四个电压测量触点，就能够形成两个这样的环路，每个环路都包括三个电压测量触点，据此，一个环路电路上的电压总和必须为零。
[0014]在本专利技术的优选实施方案中，第一连接部上的第一电压测量触点和第二连接部上的第二电压测量触点一起形成用于电压测量的第一测量通道，此时，在第一测量通道上输出了第一电压测量值(U12)。优选地，第一测量通道处的第一电压测量是平行于电流感测电阻器中的主电流流动方向而被执行的。此外，在该实施方案中还规定了，第一连接部上的第一电压测量触点和第二连接部上的第三电压测量触点一起形成第二测量通道，以用于测量出电阻器元件两端的且相对于主电流流动方向倾斜的第二电压降(U13)。此外，优选地，第二连接部上的第二电压测量触点和第二连接部上的第三电压测量触点一起形成第三测量通道，以用于测量出横向于主电流流动方向的、特别地垂直于主电流流动方向的第三电压降(U23)。因此，三个测量通道提供了三个测量电压值(U12、U13、U23)，在考虑了正负符号的无误差测量的情况下，这三个测量电压值加起来为零。另一方面，在存在有相对于零的偏差的情况下，就存在测量误差。
[0015]另一方面，在本专利技术的另一实施方案中，第二连接部上的第二电压测量触点和第二连接部上的第三电压测量触点一起形成第一测量通道，其用于测量出横向于主电流流动方向的、特别地垂直于主电流流动方向的第一电压降(U23)。在该实施方案中，优选地，第一连接部上的第一电压测量触点和第二连接部上的第三电压测量触点一起形成第二测量通道，以用于测量出电阻器元件两端的且相对于主电流流动方向倾斜的第二电压降(U13)。另外，优选地，第一连接部上的第一电压测量触点和第二连接部上的第二电压测量触点一起形成第三测量通道，以用于测量出电阻器元件两端的且优选地平行于主电流流动方向的第三电压降(U12)。在该实施方案中，同样也能够实现三点抽头，并且允许实现上述诊断功能。
[0016]此外，在本专利技术的保护范围内，可以在第二连接部上设置有第四电压测量触点，该第四电压测量触点与第三电压测量触点导电地相互连接，以用于共同测量出第三电压测量触点处及第四电压测量触点处的电压。因此，第三电压测量触点和第四电压测量触点提供了一个公共电压抽头。
[0017]另外，可以在第一连接部上布置有第五电压测量触点，该第五电压测量触点与第一电压测量触点导电地相互连接，以用于共同测量出第一电压测量触点处及第五电压测量触点处的电压。因此，第一电压测量触点和第五电压测量触点形成了一个公共电压抽头。
[0018]此外，应当提到的是，第一连接部中的第一电压测量触点优选地相对于电流感测
电阻器的两个侧边以居中的方式布置在第一连接部中，特别地，偏心率小于电流感测电阻器的宽度的50％、40％、30％、20％、10％或者甚至5％。
[0019]这优选地同样也适用于第二连接部中的第二电压测量触点及围绕该第二电压测量触点的切口，第二电压测量触点及围绕该第二电压测量触点的切口也优选地相对于电流感测电阻器的两个侧边以居中的方式布置在第二连接部中，特别地，偏心率小于电流感测电阻器的宽度的50％、40％、30％、20％、10％或5％。
[0020]另一方面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于测量电流(I)的电流感测电阻器(1)，包括：a)第一连接部(2)，其由导电性导体材料制成，特别地用于将待测量的电流(I)引入到所述电流感测电阻器(1)中；b)第二连接部(3)，其由导电性导体材料制成，特别地用于将待测量的所述电流(I)从所述电流感测电阻器(1)排出；c)电阻器元件(6)，其由电阻器材料制成，所述电阻器元件(6)在主电流流动方向上被布置于所述第一连接部(2)和所述第二连接部(3)之间，以使得待测量的所述电流(I)流过所述电阻器元件(6)；d)所述第一连接部(2)处的第一电压测量触点(9)，其用于测量所述第一连接部(2)处的电压；e)所述第二连接部(3)处的第二电压测量触点(11)，其用于测量所述第二连接部(3)处的电压；和f)所述第二连接部(3)中的第一切口(13)，所述第一切口(13)围绕所述第二电压测量触点(11)且防止电流流经所述第一切口(13)，其特征在于：g)在所述第二连接部(3)处布置有第三电压测量触点(12)，其用于测量所述第二连接部(3)处的电压，并且h)所述第二连接部(3)处的所述第三电压测量触点(12)被布置为关于所述主电流流动方向相对于所述第二连接部(3)处的所述第二电压测量触点(11)横向地偏移。2.根据权利要求1所述的电流感测电阻器(1)，其特征在于：a)所述第一连接部(2)处的所述第一电压测量触点(9)与所述第二连接部(3)处的所述第二电压测量触点(11)一起形成第一测量通道(17)，以用于测量出所述电阻器元件(6)两端的且优选地平行于所述主电流流动方向的第一电压降(U12)，并且b)所述第一连接部(2)处的所述第一电压测量触点(9)与所述第二连接部(3)处的所述第三电压测量触点(12)一起形成第二测量通道(18)，以用于测量出所述电阻器元件(6)两端的且相对于所述主电流流动方向倾斜的第二电压降(U13)。3.根据权利要求2所述的电流感测电阻器(1)，其特征在于：所述第二连接部(3)处的所述第二电压测量触点(11)与所述第二连接部(3)处的所述第三电压测量触点(12)一起形成第三测量通道(19)，以用于测量横向于所述主电流流动方向的、特别地垂直于所述主电流流动方向的第三电压降(U23)。4.根据权利要求1所述的电流感测电阻器(1)，其特征在于：a)所述第二连接部(3)处的所述第二电压测量触点(11)与所述第二连接部(3)处的所述第三电压测量触点(12)一起形成第一测量通道，以用于测量横向于所述主电流流动方向的、特别地垂直于所述主电流流动方向的第一电压降(U23)，并且b)所述第一连接部(2)处的所述第一电压测量触点(9)与所述第二连接部(3)处的所述第三电压测量触点(12)一起形成第二测量通道，以用于测量出所述电阻器元件(6)两端的且相对于所述主电流流动方向倾斜的第二电压降(U13)。5.根据权利要求4所述的电流感测电阻器(1)，其特征在于：所述第一连接部(2)处的所述第一电压测量触点(9)与所述第二连接部(3)处的所述第
二电压测量触点(11)一起形成第三测量通道，以用于测量出所述电阻器元件(6)两端的且优选地平行于所述主电流流动方向的第三电压降(U12)。6.根据前面权利要求中任一项所述的电流感测电阻器(1)，其特征在于：a)在所述第二连接部(3)处布置有第四电压测量触点(10)，所述第四电压测量触点(10)与所述第三电压测量触点(12)导电地相互连接，以用于共同测量出所述第三电压测量触点(12)处及所述第四电压测量触点(10)处的电压，并且/或者b)在所述第一连接部(2)处布置有第五电压测量触点(22、23)，所述第五电压测量触点(22、23)与所述第一电压测量触点(9)导电地相互连接，以用于共同测量出所述第一电压测量触点(9)处及所述第五电压测量触点(22、23)处的电压。7.根据前面权利要求中任一项所述的电流感测电阻器(1)，其特征在于：a)所述第一电压测量触点(9)相对于所述电流感测电阻器(1)的两个侧边以居中的方式布置在所述第一连接部(2)中，特别地，偏心率小于所述电流感测电阻器(1)的宽度的50％、40％、30％、20％、10％或5％，并且/或者b)所述第二电压测量触点(11)及围绕所述第二电压测量触点的所述第一切口(13)相对于所述电流感测电阻器(1)的两个侧边以居中的方式布置在所述第二连接部(3)中，特别地，偏心率小于所述电流感测电阻器(1)的宽度的50％、40％、30％、20％、10％或5％，并且/或者c)所述第三电压测量触点(12)以偏离中心的方式布置在所述第二连接部(3)中，并且/或者d)所述第一连接部(2)中的所述第一电压测量触点(9)及所述第二连接部(3)中的所述第二电压测量触点(11)与所述电流感测电阻器(1)的两个侧边相距的距离基本相同，以使得所述电阻器元件(6)两端的所述第一电压降(U12)是平行于所述主电流流动方向而被测量的，并且/或者e)在所述第二连接部(3)中，所述第三电压测量触点(12)和所述第四电压测量触点与所述电流感测电阻器(1)的中心轴相距的距离基本相同。8.根据前面权利要求中任一项所述的电流感测电阻器(1)，其特征在于：在所述第二连接部(3)中，所述第二电压测量触点(11)被布置在所述第三电压测量触点(12)和所述第四电压测量触点之间。9.根据前面权利要求中任一项所述的电流感测电阻器(1)，其特征在于：所述第二连接部(3)中的所述第一切口(13)是弧形的，特别地是U形或V形的，并且所述第一切口(13)具有基部和腿部(15、16)，所述基部横向于所述主电流流动方向，所述腿部(15、16)基本平行于所述主电流流动方向且与所述电阻器元件(6)面对。10.根据权利要求9所述的电流感测电阻器(1)，其特征在于：a)所述第一切口的所述腿部(15、16)在所述主电流流动方向上突出到所述电阻器元件(6)中且终止于所述电阻器元件(6)中，所述第一切口的所述腿部(15、16)可选地以不同的程度或者相同的程度突出到所述电阻器元件(6)中，特别地在所述电阻器元件(6)内具有如下腿部长度(dx)：a1)至多3mm、2mm、1.5mm或1mm，和/或a2)至少0.1mm、0.2mm、0.5mm或1mm，
b)所述第一切口的所述腿部(15、16)在所述主电流流动方向上在到达所述电阻器元件(6)之前终止于所述第二连接部(3)中，特别地在与所述电阻器元件(6)相距如下距离的位置处终止于所述第二连接部(3)中：b1)至多3mm、2mm、1.5mm或1mm，和/或b2)至少0.1mm、0.2mm、0.5mm或1mm，c)所述第一切口的所述腿部(15、16)在所述主电流流动方向上终止于所述电阻器元件(6)和所述第二连接部(3)之间的边界处。11.根据前面权利要求中任一项所述的电流感测电阻器(1)，其特征在于：a)所述第二电压测量触点(11)及围绕所述第二电压测量触点的所述第一切口(13)以偏离中心的方式布置在所述第二连接部(3)中，并且/或者b)在所述第二连接部(3)中，所述第一切口(13)从所述电流感测电阻器(1)的一个侧边开始、并且以弧形或L形的方式延伸到所述电阻器元件(6)中或者至少延伸到所述第二连接部(3)和所述电阻器元件(6)之间的边界。12.根据前面权利要求中任一项所述的电流感测电阻器(1)，其特征在于：a)所述第二连接部(3)中的第二切口(24)，其用于影响电阻值的温度特性，所述第二连接部(3)中的所述第二切口(24)防止电流流经所述第二切口(24)，b)所述第一连接部(2)中的第三切口(25)，其用于影响电阻值的温度特性，所述第一连接部(2)中的所述第三切口(25)防止电流流经所述第三切口(25)，并且c)所述第一连接部(2)中的可选的第四切口(27)，其用于生成另一电压环路和/或用于影响电阻值的温度特性，所述第一连接部(2)中的所述第四切口(27)防止电流流经所述第四切口(27)。13.根据权利要求12所述的电流感测电阻器(1)，其特征在于：a)所述第二切口(24)从所述第二连接部(3)的与所述第一切口(13)相反侧的侧缘开始，b)在所述第二连接部(3)中，所述第三电压测量触点(12)被布置在所述第二连接部(3)的与所述第二切口(24)相同侧的侧缘上，c)在所述第二连接部(3)中，所述第三电压测量触点(12)被布置在所述电阻器元件(6)和所述第二切口(24)之间，d)所述第三切口(25)从所述第一连接部(2)的与所述第一切口(13)相同侧的侧缘开始，e)在所述第一连接部(2)中，所述第一电压测量触点(9)被布置在所述第一连接部(2)的与所述第三切口(25)相同侧的侧缘上，f)在所述第一连接部(2)中，所述第一电压测量触点(9)被布置在所述电阻器元件(6)和所述第三切口(25)之间，g)所述第一连接部(2)中的可选的所述第四切口(27)从所述第一连接部(2)的与所述第三切口(25)相反侧的侧缘开始，并且/或者h)在所述第一连接部(2)中可选地设置有第四电压测量触点(26)，所述第四电压测量触点(26)被布置在所述第四切口(27)和所述电阻器元件(6)之间。14.根据权利要求12或13所述的电流感测电阻器(1)，其特征在于：
a)所述第二切口(24)是L形或弧形...

【专利技术属性】
技术研发人员：贝内迪克特，
申请(专利权)人：伊莎贝尔努特，
类型：发明
国别省市：