具有改进的相位精度的电阻分压器制造技术

电阻分压器包括串联电连接的至少第一和第二电阻器。这些电阻器中的每个由电阻膜材料制成并且采用迹线的形式施加在绝缘衬底上。分压器的电压比具有一百和一百万之间的值，第二电阻器的迹线的两个端分别与第一（B）和第二（C）接触端子至少部分重叠，并且所述第一电阻器的迹线的两个端分别与第一（B）和第三（A）接触端子至少部分重叠。为了使第一接触端子（B）与第三接触端子（A）之间的寄生电容减小，第二接触端子（C）与至少屏蔽部分（5，7；16；11，14）一起放置于第一（B）和第三（A）接触端子之间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有改进的相位精度的电阻分压器
本专利技术涉及电阻分压器，其包括至少第一和第二电阻器，该第一和第二电阻器串联电连接。这些电阻器由采用迹线的形式施加在绝缘衬底上的电阻膜材料制成。第二电阻器的迹线的两个端分别与第一和第二接触端子至少部分重叠，并且第一电阻器的迹线的两个端分别与第二和第三接触端子至少部分重叠。典型地，第二接触端子连接到例如地的参考电势，第三接触端子连接到输入电压电势，并且第一接触端子相对于参考电势提供与电压比和输入电压电势成比例的电压。分压器的电压比具有具有一百到一百万之间的值。
技术介绍
分压器可存在于其最简单的形式中：只有两个串联电阻器，一个具有高电阻值并且另一个具有低电阻值。在更先进的情况下，串联的电阻器中的一个或者两个可以由具有相应等效电阻值的电阻网络替代。这些电阻器或者对应的电阻器网络在下面还可分别叫作高和低欧姆电阻器。在分压器中，高和低欧姆电阻器都处于相同的衬底上。已知通过使诸如金属膜或金属箔(例如镍铬、金属陶瓷膜(例如氮化钽、二氧化钌、钌酸铋、碳膜)，或基于玻璃和金属陶瓷混合物的复合材料膜)的非绝缘的电阻膜或箔材料处于绝缘衬底上来制造电阻器的不同技术。在罕见的情况下，电阻膜材料可以由具有上述不同名称的材料的多层组成。绝缘衬底可以是陶瓷、硅、玻璃或者一些其他合成材料，并且该膜材料可通过诸如溅射(薄膜)、丝网和网版印刷(厚膜)或者通过喷嘴的直接印刷(厚膜)的方法而施加到衬底。该绝缘衬底可具有平坦的平面片或圆柱的形式，并且相应地，电阻膜沉积到二维的平面表面上或者三维轴对称表面上。在分压器中，高和低欧姆电阻器都处于相同的衬底上。另外，具有比电阻器的膜材料低得多的电阻率的高导电结构也沉积在衬底上。该高导电结构意在用作接触端子，并且它们采用电阻器的电阻膜材料与它们至少部分重叠这样的方式而放置于衬底上。为了实现明显超过一的电压比并且同时减少分压器的尺寸，已知的是，将高欧姆电阻器的电阻膜材料布置成长且窄的迹线，其中该迹线形状类似蜿蜒的形式。术语蜿蜒的形式意味着该迹线恰好不是直线而是采用在小的衬底区域上实现长的长度这样的方式弯曲。蜿蜒的形式例如可看起来像方波、三角波、正弦波、蛇形、Z字形或在三维情况下的螺旋形式。这例如在对于厚膜电阻器的US5,521,576和对于薄膜AC分压器的US7,079,004B2中描述。如也在那里公开的，低欧姆电阻器的低电阻值通常通过采用短且宽的迹线布置电阻膜材料而获得。一般，上文描述的电阻分压器可以用于宽范围的电压水平，从低至中到高压应用。尽管本专利技术源于例如ABB的KEVCD和KEVA传感器类型的通常能适用于在3.6kV和36kV之间的电压范围的中压传感器的领域，本专利技术的应用领域不限于该电压范围。如从本领域(例如从US5,521,576和US7,079,004B2)已知的，第一接触端子通常被放置于第二和第三接触端子之间。第二接触端子连接到例如地的参考电势，第三接触端子连接到输入电压电势，并且第一接触端子相对于参考电势提供与电压比和输入电压电势成比例的电压。因此，第一寄生电容出现与高欧姆电阻器并联，即在第一和第三接触端子之间，并且第二寄生电容出现与低欧姆电阻器并联，即在第一和第二接触端子之间。假设高欧姆电阻器具有电阻值R1，低欧姆电阻器具有电阻值R2，第一寄生电容具有值C1并且第二寄生电容具有值C2。当在第二和第三接触端子之间向分压器的输入施加AC电压时，在电压比(R1+R2)/R2等于第二寄生电容与第一寄生电容的比(C1+C2)/C1的情况下，第二和第一接触端子之间的AC输出电压示出没有相位误差。该相位误差随这些比的失配的增加而增加。专利技术人已经理解对于具有在一百以上的高电压比(R1+R2)/R2的分压器，对应的电阻比(R1+R2)/R2明显高于寄生电容的比(C1+C2)/C1，这导致高相位误差。该相位误差可以通过添加与低欧姆电阻器并联的补偿电容器而被校正。然而，这增加了分压器的复杂性，其使设计和制造投入增加并且由此使成本增加。另外，因为寄生电容和补偿电容器具有不同的温度系数、湿度吸收性质和长期漂移，相位误差的补偿通常不在整个操作温度范围、湿度范围和分压器的寿命时间内实现。也就是说，相位精度在使用补偿电容器时无法被充分确保。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供具有高电压比和改进相位精度的分压器。该目的通过将第二接触端子与至少一部分(其在下面叫作屏蔽部分)一起放置于第一和第三接触端子之间而实现。通过将第二接触端子的至少一部分放置于第一端子和第三端子之间，第一端子变得至少部分与第三端子电屏蔽。因此，第一端子和第三端子之间的第一寄生电容减小，从而使得在不需要附加补偿电容器的情况下使电阻比(R1+R2)/R2与寄生电容比(C1+C2)/C1匹配更容易。因此，改进相位精度。附图说明本专利技术和它的优势将从附图和从对应的描述变得明显。图1示出从本领域已知的具有高和低欧姆电阻器的电阻分压器，图2示出使用电阻分压器用于测量目的的示意电气图，图3至11示出根据本专利技术的电阻分压器的不同实施例，图12举例说明低欧姆电阻器的微调，图13示出电阻器迹线的示意横截面图，图14示出图8的实施例的示意电气图。具体实施方式从本领域内已知图1的分压器，其中具有电阻值R1的高欧姆电阻器具有带多个弯曲的长且窄的迹线并且其中具有电阻值R2的低欧姆电阻器具有短且宽的迹线。高欧姆电阻器被放置于第三接触端子A与第一接触端子B之间，并且低欧姆电阻器被放置于第一接触端子B与第二接触端子C之间。用于高和低欧姆电阻器的电阻膜材料在这里不同。在图2中示出图1的分压器的等效示意电气图。这样的分压器例如在3.6kV与36kV之间的中压范围的电压传感器中使用，例如ABB的KEVCD和KEVA传感器类型。在电压传感器中，在第三与第二接触端子A和C之间施加输入电压为Uin(其代表要测量的量)，而具有小得多的值的输出电压Uout(其通常按等于分压器的比(R1+R2)/R2的因子减少)然后被传递到电子电路以便处理并且被转变成测量值。在该特定示例中，第二接触端子C接地。由于周围环境以及电阻分压器的衬底的介电性质，第一寄生电容C1出现与高欧姆电阻器并联，即在第三与第一接触端子A和B之间，并且第二寄生电容C2出现与低欧姆电阻器并联，即在第一和第二接触端子B和C之间。本专利技术的第一实施例示意性地在图3中示出，为了减少第一寄生电容C1并且由此增加寄生电容的比(C1+C2)/C1使得与电阻比(R1+R2)/R2的匹配变得更容易，第二接触端子C完全被放置于第三和第一接触端子A和B之间。因此，第二接触端子C的屏蔽部分是端子自身。在该实施例中，全部三个接触端子具有带圆角的矩形形状并且在几何上处于彼此并联。第二接触端子C关于第三接触端子A起到第一接触端子B的遮挡的作用。高欧姆电阻器由于它与图1相比稍微更长的迹线而具有电阻值R3，并且低欧姆电阻器具有电阻值R4。在根据图4的第二实施例中，第二接触端子C具有U形形式并且从三个侧几乎完全环绕第一接触端子B，由此不仅关于第三接触端子A改进屏蔽效应而且引入关于环境的遮挡。第一接触端子B具有带圆角的细长的矩形形状和第一纵向侧1和相对的第二纵向侧2。该第一纵向侧1包括与第三接触端子A所成的零度的角度，即它在几何上处于与第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.02.25 EP 11001579.91.一种电阻分压器，包括串联电连接的至少第一和第二电阻器，所述电阻器中的每个由电阻膜材料制成并且采用迹线的形式施加在绝缘衬底上，其中●所述分压器的电压比具有一百和一百万之间的值，●所述第二电阻器的迹线的两个端分别与第一(B)和第二(C)接触端子至少部分重叠，并且●所述第一电阻器的迹线的两个端分别与所述第一(B)和第三(A)接触端子至少部分重叠，其特征在于所述第二接触端子(C)的至少屏蔽部分放置在所述第一(B)和所述第三(A)接触端子之间。2.如权利要求1所述的分压器，其中，所述第二接触端子(C)从至少两个侧环绕所述第一接触端子(B)。3.如权利要求2所述的分压器，其中，所述第二接触端子(C)从至少三个侧环绕所述第一接触端子(B)。4.如权利要求1至3中任一项所述的分压器，其中，所述第一接触端子(B)的至少一部分具有带第一纵向侧的细长形状，所述第一纵向侧包括与所述第三接触端子的至少一部分所成的九十度的角度并且所述第二接触端子(C)的所述屏蔽部分环绕所述第一接触端子(B)并且伸展跨过所述角度。5.如权利要求4所述的分压器，其中，所述第二电阻器与细长形状的所述第一纵向侧重叠并且与所述第二接触端子(C)的所述屏蔽部分至少部分重叠。6.如权利要求5所述的分压器，其中，第三电阻器与所述第一(B)和所述第二(C)接触端子至少部分重叠。7.如权利要求6所述的分压器，其中，细长形状的所述第一接触端子(B)具有与所述第一纵向侧相对的第二纵向侧并且其中所述第三电阻器与所述第二纵向侧重叠。8.如权利要求7所述的分压器，其中，所述细长形状采用所述第一(21)和所述第二(22)纵向侧每个包括与第三接触端子(A)的相应部分所成的九十度的角度这样的方式放置并且其中所述第二接触端子(C)的所述屏蔽部分环绕所述第一接触端子(B)并且伸展跨过两个所述角度。9.如权利要求7或8所述的分压器，其中，所述第二电阻器的迹线在一端上与所述第一接触端子(B)的第一凸起至少部分重叠并且在另一端上与在所述第二接触端子(C)中提供的第一凹槽的第一边界(11)至少部分重叠，并且其中所述第三电阻器的迹线在一端上与所述第一凸起...

【专利技术属性】
技术研发人员：A霍佐伊，R迪泽尔恩克特，
申请(专利权)人：ABB股份公司，
类型：
国别省市：