一種束狀芯線交直流差可計算電阻的制作方法
【專利摘要】本發明提供的一種束狀芯線交直流差可計算電阻，將一束包含多根電阻絲的電阻芯線代替單絲直線形的電阻絲，置于金屬圓筒中心軸線上，制成同軸狀交直流差可計算電阻，大幅降低了負載效應和趨膚效應的影響，提高了交直流差可計算電阻的穩定性和準確性。所述束狀芯線包括多根長度相同的電阻絲線，每根電阻絲線具有相同的電阻量值，具有正溫度系數或負溫度系數，具有正溫度系數的電阻絲線的正溫度系數總和與具有負溫度系數的電阻絲線的負溫度系數總和之和趨于零。
【專利說明】-種束狀芯線交直流差可計算電阻
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電學計量【技術領域】，特別是涉及一種束狀芯線交直流差可計算電阻。
【背景技術】
[0002] 電阻是最常見的電子元器件之一，精密電阻不僅是高準確度儀器儀表的重要器 件，也被廣泛運用于許多科研場合，大部分實際應用中，電阻器件多用于交流和高頻電路。 在交流狀態下，電阻器件中會存在寄生電感、寄生電容，電阻材料存在趨膚效應，電阻導線 之間存在鄰近效應，電阻還存在周圍介質損耗等因素，使交流電路中電阻元件的阻抗實部 并不等于直流狀態下的電阻量值。所以交流電阻的量值不能簡單地搬用該電阻器件在直流 狀態下的電阻值，需要建立交流電阻標準以解決電阻在交流狀態的溯源問題。
[0003] 目前，建立交流電阻標準的有效方法是采用"交直流差可計算電阻"。由于電阻器 件中存在的寄生電感和寄生電容以及各種附加損耗主要與電阻器件的導線形狀、位置和周 圍的電磁環境有關，因此，對于幾何形狀規則的電阻器件，其中的電磁場可以準確計算，就 可計算出其寄生電感和寄生電容以及各種附加損耗，從而準確求出電阻在交流狀態與直流 狀態的差別，這樣就可以從可溯源的直流電阻量值導出其交流電阻量值，使電阻在交流狀 態的量值也具有了可溯源性，這種具有可確定電阻頻率特性的電阻器稱為"交直流差可計 算電阻"。
[0004] 現有技術中，已經實現了幾種類型的"交直流差可計算電阻"，如單絲同軸形、四回 線形、八回線形和雙螺旋線形等，其中單絲同軸形是將單絲直線形的電阻絲置于金屬圓筒 中心處做成的同軸狀交直流差可計算電阻，這種結構最規則，該種情況下的電磁場較易準 確計算。但是這種結構中，電阻絲總長度較短，因此負載效應影響較大，電阻的穩定性較差， 當交直流差可計算電阻的量值越小時，其電阻絲線徑則越粗，則趨膚效應的影響較大，導致 這種交直流差可計算電阻的頻率誤差較大。
【發明內容】
[0005] 本發明根據現有技術存在的缺陷，提出一種束狀芯線交直流差可計算電阻，目的 是提高交直流差可計算電阻的穩定性和減小其頻率誤差。
[0006] 本發明的技術方案是：
[0007] -種束狀芯線交直流差可計算電阻，其特征在于，所述束狀芯線包括多根長度相 同的電阻絲線，每根電阻絲線具有相同的電阻標稱值，具有正溫度系數或負溫度系數，具有 正溫度系數的電阻絲線的正溫度系數總和與具有負溫度系數的電阻絲線的負溫度系數總 和之和趨于零；將所述束狀芯線置于金屬圓筒長度方向的中心軸線上，并分別固定于金屬 圓筒的兩個端面的中心固定點上，制成為同軸狀交直流差可計算電阻。
[0008] 所述交直流差可計算電阻采用四端對電阻結構，所述金屬圓筒具有電流正極引出 端及其屏蔽端、電流負極引出端及其屏蔽端、電壓正極引出端及其屏蔽端、電壓負極引出端 及其屏蔽端，所述金屬圓筒內靠近兩個端面附近各有一個防止電磁泄漏的環氧樹脂覆銅 板，所述覆銅板與金屬圓筒的兩個端面同心平行設置，覆銅板半徑略小于金屬圓筒端面半 徑，以避免與金屬圓筒短路；所述束狀芯線非接觸的穿過覆銅板中心點；所述電流正極引 出端、電流負極引出端分別從金屬圓筒端面和覆銅板之間的電阻芯線上引出，所述電壓正 極引出端、電壓負極引出端分別靠近兩個覆銅板，從兩個覆銅板之間的電阻芯線上引出。
[0009] 所述束狀電阻芯線具有偶數根電阻絲，每根電阻絲具有相同的電阻量值，其中有 一半具有正溫度系數，另一半具有等量值的負溫度系數。
[0010] 所述束狀電阻芯線包括4根電阻絲，每根電阻絲具有相同的電阻量值，其中2根具 有正溫度系數，2根具有負溫度系數。
[0011] 所述金屬圓筒上的電流正極引出端、電流負極引出端、電壓正極引出端、電壓負極 引出端均以同軸方式引出，屏蔽端端子為BNC插座。
[0012] 所述金屬圓筒采用紫銅材料制成。
[0013] 本發明的技術效果：
[0014] 本發明提供的一種束狀芯線交直流差可計算電阻，將一束包含多根電阻絲的電阻 芯線代替單絲直線形的電阻絲，置于金屬圓筒中心軸線上，制成同軸狀交直流差可計算電 阻，大幅降低了負載效應和趨膚效應的影響。首先一束電阻芯線中多根電阻絲線的長度相 同，具有相同的電阻量值，是多根電阻絲并聯，使總電阻減小，將原來一根絲上發出的熱量 分散到多根絲上，每根絲的溫升較低；其次，一束電阻芯線中的電阻絲，有正溫度系數，有負 溫度系數，其量值總和趨于零，具有正溫度系數的電阻絲與具有負溫度系數的電阻絲進行 溫度補償，抵消電阻絲在通電后由于溫度變化產生的阻值變化，即采用多絲分散發熱量和 正負溫度系數抵消的方法使負載效應的影響大幅降低；另一方面，采用多根電阻絲，克服了 單根低值電阻絲線由于線徑較粗帶來的趨膚效應較大的缺陷；再一方面，采用四端對電阻 的形式可減小電流引線回路與電壓引線回路間的互感耦合，其電阻的定義與現有測量設備 一致，即在金屬圓筒上以同軸的方式引出電流正極端、電流負極端、電壓正極端、電壓負極 端。利用同軸狀交直流差可計算電阻的電磁場可以準確計算的特點，大大提高了交直流差 可計算電阻的穩定性和準確度。以下是一束由4根芯線組成的電阻與單絲電阻實驗測定結 果，從實驗結果可看出，束狀電阻芯線制成的同軸狀交直流差可計算電阻的穩定性大大提 高，而角差（時間常數）沒有增大。
[0015]
【權利要求】
1. 一種束狀芯線交直流差可計算電阻，其特征在于，所述束狀芯線包括多根長度相同 的電阻絲線，每根電阻絲線具有相同的電阻標稱值，具有正溫度系數或負溫度系數，具有正 溫度系數的電阻絲線的正溫度系數總和與具有負溫度系數的電阻絲線的負溫度系數總和 之和趨于零；將所述束狀芯線置于金屬圓筒長度方向的中心軸線上，并分別固定于金屬圓 筒的兩個端面的中心固定點上，制成為同軸狀交直流差可計算電阻。
2. 根據權利要求1所述的束狀芯線交直流差可計算電阻，其特征在于，所述交直流差 可計算電阻采用四端對電阻結構，所述金屬圓筒具有電流正極引出端及其屏蔽端、電流負 極引出端及其屏蔽端、電壓正極引出端及其屏蔽端、電壓負極引出端及其屏蔽端，所述金屬 圓筒內靠近兩個端面附近各有一個防止電磁泄漏的環氧樹脂覆銅板，所述覆銅板與金屬圓 筒的兩個端面同心平行設置，覆銅板半徑略小于金屬圓筒端面半徑，以避免與金屬圓筒短 路；所述束狀芯線非接觸的穿過覆銅板中心點；所述電流正極引出端、電流負極引出端分 別從金屬圓筒端面和覆銅板之間的電阻芯線上引出，所述電壓正極引出端、電壓負極引出 端分別靠近兩個覆銅板，從兩個覆銅板之間的電阻芯線上引出。
3. 根據權利要求1所述的束狀芯線交直流差可計算電阻，其特征在于，所述束狀電阻 芯線具有偶數根電阻絲，每根電阻絲具有相同的電阻量值，其中有一半具有正溫度系數，另 一半具有等量值的負溫度系數。
4. 根據權利要求1所述的束狀芯線交直流差可計算電阻，其特征在于，所述束狀電阻 芯線包括4根電阻絲，每根電阻絲具有相同的電阻量值，其中2根具有正溫度系數，2根具有 負溫度系數。
5. 根據權利要求2所述的束狀芯線交直流差可計算電阻，其特征在于，所述金屬圓筒 上的電流正極引出端、電流負極引出端、電壓正極引出端、電壓負極引出端均以同軸方式引 出，屏蔽端端子為BNC插座。
6. 根據權利要求1所述的束狀芯線可計算交直流差電阻，其特征在于，所述金屬圓筒 采用紫銅材料制成。
【文檔編號】H01C7/00GK104240875SQ201410469814
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月15日 優先權日:2014年9月15日
【發明者】黃曉釘, 蔡建臻, 潘攀, 宋佳赟, 劉慧寧 申請人:北京東方計量測試研究所