具有改進(jìn)的相位精度的電阻分壓器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】電阻分壓器包括串聯(lián)電連接的至少第一和第二電阻器。這些電阻器中的每個(gè)由電阻膜材料制成并且采用跡線的形式施加在絕緣襯底上。分壓器的電壓比具有一百和一百萬(wàn)之間的值，第二電阻器的跡線的兩個(gè)端分別與第一（B）和第二（C）接觸端子至少部分重疊，并且所述第一電阻器的跡線的兩個(gè)端分別與第一（B）和第三（A）接觸端子至少部分重疊。為了使第一接觸端子（B）與第三接觸端子（A）之間的寄生電容減小，第二接觸端子（C）與至少屏蔽部分（5，7；16；11，14）一起放置于第一（B）和第三（A）接觸端子之間。
【專(zhuān)利說(shuō)明】具有改進(jìn)的相位精度的電阻分壓器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電阻分壓器，其包括至少第一和第二電阻器，該第一和第二電阻器串聯(lián)電連接。這些電阻器由采用跡線的形式施加在絕緣襯底上的電阻膜材料制成。第二電阻器的跡線的兩個(gè)端分別與第一和第二接觸端子至少部分重疊，并且第一電阻器的跡線的兩個(gè)端分別與第二和第三接觸端子至少部分重疊。典型地，第二接觸端子連接到例如地的參考電勢(shì)，第三接觸端子連接到輸入電壓電勢(shì)，并且第一接觸端子相對(duì)于參考電勢(shì)提供與電壓比和輸入電壓電勢(shì)成比例的電壓。分壓器的電壓比具有具有一百到一百萬(wàn)之間的值。
【背景技術(shù)】
[0002]分壓器可存在于其最簡(jiǎn)單的形式中:只有兩個(gè)串聯(lián)電阻器，一個(gè)具有高電阻值并且另一個(gè)具有低電阻值。在更先進(jìn)的情況下，串聯(lián)的電阻器中的一個(gè)或者兩個(gè)可以由具有相應(yīng)等效電阻值的電阻網(wǎng)絡(luò)替代。這些電阻器或者對(duì)應(yīng)的電阻器網(wǎng)絡(luò)在下面還可分別叫作高和低歐姆電阻器。在分壓器中，高和低歐姆電阻器都處于相同的襯底上。
[0003]已知通過(guò)使諸如金屬膜或金屬箔(例如鎳鉻、金屬陶瓷膜(例如氮化鉭、二氧化釕、釕酸鉍、碳膜)，或基于玻璃和金屬陶瓷混合物的復(fù)合材料膜)的非絕緣的電阻膜或箔材料處于絕緣襯底上來(lái)制造電阻器的不同技術(shù)。在罕見(jiàn)的情況下，電阻膜材料可以由具有上述不同名稱(chēng)的材料的多層組成。絕緣襯底可以是陶瓷、硅、玻璃或者一些其他合成材料，并且該膜材料可通過(guò)諸如濺射(薄膜)、絲網(wǎng)和網(wǎng)版印刷(厚膜)或者通過(guò)噴嘴的直接印刷(厚膜)的方法而施加到襯底。該絕緣襯底可具有平坦的平面片或圓柱的形式，并且相應(yīng)地，電阻膜沉積到二維的平面表面上或者三維軸對(duì)稱(chēng)表面上。在分壓器中，高和低歐姆電阻器都處于相同的襯底上。另外，具有比電阻器的膜材料低得多的電阻率的高導(dǎo)電結(jié)構(gòu)也沉積在襯底上。該高導(dǎo)電結(jié)構(gòu)意在用作接觸端子，并且它們采用電阻器的電阻膜材料與它們至少部分重疊這樣的方式而放置于襯底上。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)明顯超過(guò)一的電壓比并且同時(shí)減少分壓器的尺寸，已知的是，將高歐姆電阻器的電阻膜材料布置成長(zhǎng)且窄的跡線，其中該跡線形狀類(lèi)似蜿蜒的形式。術(shù)語(yǔ)蜿蜒的形式意味著該跡線恰好不是直線而是采用在小的襯底區(qū)域上實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)的長(zhǎng)度這樣的方式彎曲。蜿蜒的形式例如可看起來(lái)像方波、三角波、正弦波、蛇形、Z字形或在三維情況下的螺旋形式。這例如在對(duì)于厚膜電阻器的US 5，521，576和對(duì)于薄膜AC分壓器的US 7，079，004B2中描述。如也在那里公開(kāi)的，低歐姆電阻器的低電阻值通常通過(guò)采用短且寬的跡線布置電阻膜材料而獲得。
[0005]一般，上文描述的電阻分壓器可以用于寬范圍的電壓水平，從低至中到高壓應(yīng)用。盡管本發(fā)明源于例如ABB的KEV⑶和KEVA傳感器類(lèi)型的通常能適用于在3.6kV和36kV之間的電壓范圍的中壓傳感器的領(lǐng)域，本發(fā)明的應(yīng)用領(lǐng)域不限于該電壓范圍。
[0006]如從本領(lǐng)域(例如從US 5，521，576和US 7，079, 004 B2)已知的，第一接觸端子通常被放置于第二和第三接觸端子之間。第二接觸端子連接到例如地的參考電勢(shì)，第三接觸端子連接到輸入電壓電勢(shì)，并且第一接觸端子相對(duì)于參考電勢(shì)提供與電壓比和輸入電壓電勢(shì)成比例的電壓。因此，第一寄生電容出現(xiàn)與高歐姆電阻器并聯(lián)，即在第一和第三接觸端子之間，并且第二寄生電容出現(xiàn)與低歐姆電阻器并聯(lián)，即在第一和第二接觸端子之間。假設(shè)高歐姆電阻器具有電阻值R1，低歐姆電阻器具有電阻值R2，第一寄生電容具有值C1并且第二寄生電容具有值C2。當(dāng)在第二和第三接觸端子之間向分壓器的輸入施加AC電壓時(shí)，在電壓t匕(RJR2) /R2等于第二寄生電容與第一寄生電容的比(CJC2) /C1的情況下，第二和第一接觸端子之間的AC輸出電壓示出沒(méi)有相位誤差。該相位誤差隨這些比的失配的增加而增加。
[0007]發(fā)明人已經(jīng)理解對(duì)于具有在一百以上的高電壓比(RJR2)/R2的分壓器，對(duì)應(yīng)的電阻比(?+?)/?明顯高于寄生電容的比(CJC2VC1，這導(dǎo)致高相位誤差。該相位誤差可以通過(guò)添加與低歐姆電阻器并聯(lián)的補(bǔ)償電容器而被校正。然而，這增加了分壓器的復(fù)雜性，其使設(shè)計(jì)和制造投入增加并且由此使成本增加。另外，因?yàn)榧纳娙莺脱a(bǔ)償電容器具有不同的溫度系數(shù)、濕度吸收性質(zhì)和長(zhǎng)期漂移，相位誤差的補(bǔ)償通常不在整個(gè)操作溫度范圍、濕度范圍和分壓器的壽命時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)。也就是說(shuō)，相位精度在使用補(bǔ)償電容器時(shí)無(wú)法被充分確保。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]因此，本發(fā)明的目的是提供具有高電壓比和改進(jìn)相位精度的分壓器。
[0009]該目的通過(guò)將第二接觸端子與至少一部分(其在下面叫作屏蔽部分)一起放置于第一和第三接觸端子之間而實(shí)現(xiàn)。通過(guò)將第二接觸端子的至少一部分放置于第一端子和第三端子之間，第一端子變得至少部分與第三端子電屏蔽。因此，第一端子和第三端子之間的第一寄生電容減小，從而使得在不需要附加補(bǔ)償電容器的情況下使電阻比(RJR2) /R2與寄生電容比(CJC2)/C1匹配更容易。因此，改進(jìn)相位精度。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]本發(fā)明和它的優(yōu)勢(shì) 將從附圖和從對(duì)應(yīng)的描述變得明顯。
[0011]圖1示出從本領(lǐng)域已知的具有高和低歐姆電阻器的電阻分壓器，
圖2示出使用電阻分壓器用于測(cè)量目的的示意電氣圖，
圖3至11示出根據(jù)本發(fā)明的電阻分壓器的不同實(shí)施例，
圖12舉例說(shuō)明低歐姆電阻器的微調(diào)，
圖13示出電阻器跡線的示意橫截面圖，
圖14示出圖8的實(shí)施例的示意電氣圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]從本領(lǐng)域內(nèi)已知圖1的分壓器，其中具有電阻值R1的高歐姆電阻器具有帶多個(gè)彎曲的長(zhǎng)且窄的跡線并且其中具有電阻值R2的低歐姆電阻器具有短且寬的跡線。高歐姆電阻器被放置于第三接觸端子A與第一接觸端子B之間，并且低歐姆電阻器被放置于第一接觸端子B與第二接觸端子C之間。用于高和低歐姆電阻器的電阻膜材料在這里不同。
[0013]在圖2中示出圖1的分壓器的等效示意電氣圖。這樣的分壓器例如在3.6kV與36kV之間的中壓范圍的電壓傳感器中使用，例如ABB的KEVCD和KEVA傳感器類(lèi)型。在電壓傳感器中，在第三與第二接觸端子A和C之間施加輸入電壓為Uin (其代表要測(cè)量的量)，而具有小得多的值的輸出電壓Urat (其通常按等于分壓器的比(R1+ R2VR2的因子減少)然后被傳遞到電子電路以便處理并且被轉(zhuǎn)變成測(cè)量值。在該特定示例中，第二接觸端子C接地。由于周?chē)h(huán)境以及電阻分壓器的襯底的介電性質(zhì)，第一寄生電容C1出現(xiàn)與高歐姆電阻器并聯(lián)，即在第三與第一接觸端子A和B之間，并且第二寄生電容C2出現(xiàn)與低歐姆電阻器并聯(lián)，即在第一和第二接觸端子B和C之間。
[0014]本發(fā)明的第一實(shí)施例示意性地在圖3中示出，為了減少第一寄生電容C1并且由此增加寄生電容的比(CJC2VC1使得與電阻比(?+?)/?的匹配變得更容易，第二接觸端子c完全被放置于第三和第一接觸端子A和B之間。因此，第二接觸端子C的屏蔽部分是端子自身。在該實(shí)施例中，全部三個(gè)接觸端子具有帶圓角的矩形形狀并且在幾何上處于彼此并聯(lián)。第二接觸端子C關(guān)于第三接觸端子A起到第一接觸端子B的遮擋的作用。高歐姆電阻器由于它與圖1相比稍微更長(zhǎng)的跡線而具有電阻值R3，并且低歐姆電阻器具有電阻值R4。
[0015]在根據(jù)圖4的第二實(shí)施例中，第二接觸端子C具有U形形式并且從三個(gè)側(cè)幾乎完全環(huán)繞第一接觸端子B，由此不僅關(guān)于第三接觸端子A改進(jìn)屏蔽效應(yīng)而且引入關(guān)于環(huán)境的遮擋。第一接觸端子B具有帶圓角的細(xì)長(zhǎng)的矩形形狀和第一縱向側(cè)I和相對(duì)的第二縱向側(cè)
2。該第一縱向側(cè)I包括與第三接觸端子A所成的零度的角度，即它在幾何上處于與第三端子A并聯(lián)。在第一和第三接觸端子B和A中間，第二接觸端子C的屏蔽部分5也處于與第一接觸端子B并聯(lián)并且它大致上覆蓋第一縱向側(cè)I的長(zhǎng)度。除屏蔽效應(yīng)外，第二接觸端子C完全遮擋第二縱向側(cè)2 (其背向第二和第三接觸端子A和C)，和在右邊的側(cè)3，其背向其中高歐姆電阻器的跡線與第一接觸端子B重疊的區(qū)域。第二接觸端子C連接到參考電勢(shì)，優(yōu)選地，地，并且第三接觸端子A連接到輸入電壓電勢(shì)。
[0016]在第二實(shí)施例中以及在下文描述的另外的實(shí)施例中，低歐姆電阻器由不只一個(gè)單電阻器跡線組成。優(yōu)勢(shì)在下面解釋。
[0017]對(duì)于中和高壓應(yīng)用通常需要多至一個(gè)兆伏的增加電壓比。這樣的電壓比可通過(guò)使高歐姆電阻器的長(zhǎng)度增加而實(shí)現(xiàn)。然而，關(guān)于可用襯底區(qū)域和分壓器的可接受尺寸存在限制。另一個(gè)可能性是對(duì)高和低歐姆電阻器使用明顯不同的電阻膜材料。然而，這導(dǎo)致制造期間額外的過(guò)程步驟和誤差并且相應(yīng)地導(dǎo)致成本增加和精度降低。發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到使用不同的電阻膜材料另外使電壓比的初始精度、溫度穩(wěn)定性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性惡化。這是由于利用不同的材料更難以實(shí)現(xiàn)良好的電壓比初始精度使得需要例如高或低歐姆電阻器中的一個(gè)或兩個(gè)的激光微調(diào)的后處理操作來(lái)調(diào)整精度這一事實(shí)。此外，它不再確保高和低歐姆電阻器兩者的操作特性的漂移都發(fā)生在相同方向上并且具有可能相同的量使得電阻值的比以及由此分壓器的電壓比在變化的溫度內(nèi)或在長(zhǎng)時(shí)段內(nèi)不再維持在它的初始值處。
[0018]為了克服這些缺點(diǎn)，因此利用第二和另外的實(shí)施例來(lái)建議對(duì)分壓器中的所有電阻器總是使用相同的電阻膜材料，這在復(fù)合材料的情況下意味著例如不僅使用相同種類(lèi)的復(fù)合物而且使用具有完全相同電阻率的相同復(fù)合物。因此，電壓比的初始精度、溫度和長(zhǎng)期穩(wěn)定性增加，并且高和低歐姆電阻器的制造可在一個(gè)和相同系列的過(guò)程步驟中發(fā)生，這不僅更具成本效益而且對(duì)高和低歐姆電阻器導(dǎo)致相同的跡線厚度，由此使精度甚至進(jìn)一步增加。
[0019]期望的高電壓比通過(guò)使通常已知的短且寬跡線的低歐姆電阻器被多個(gè)電阻器(其并聯(lián)電連接)的網(wǎng)絡(luò)所取代而實(shí)現(xiàn)。
[0020]在圖4的實(shí)施例中，低歐姆電阻器的電阻值R5由兩個(gè)并聯(lián)電阻器的網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)。寬且直的跡線與第一接觸端子B的第一縱向側(cè)I重疊并且朝第二接觸端子C的屏蔽部分5延伸并且與它部分重疊，由此形成所謂的第二電阻器。另一個(gè)寬且直的跡線與第一接觸端子B的第二縱向側(cè)2重疊并且朝U形的第二接觸端子C的左邊界4延伸并且與它部分重疊，由此形成所謂的第三電阻器。通過(guò)該布置，第二和第三電阻器并聯(lián)電連接。該并聯(lián)連接的所得電阻值是低歐姆電阻器的電阻值R5。高歐姆電阻器(也叫作第一電阻器)相對(duì)于圖3未改變，即它再次具有電阻值R3。相應(yīng)地，分壓器的電壓比是(R3+R5)/R5。由于具有與圖3的一個(gè)電阻器跡線近似相同的長(zhǎng)度和寬度的兩個(gè)電阻器跡線的并聯(lián)連接，電阻值R5與圖3的R4相比減小，由此使電壓比增加。
[0021]如在圖5中不出的第三實(shí)施例與第一和第二實(shí)施例的不同之處在于第一接觸端子B關(guān)于第三和第二接觸端子A和C旋轉(zhuǎn)。第一和第三接觸端子B和A再次具有細(xì)長(zhǎng)的矩形形狀。第二接觸端子C再次采用U形形狀。第一接觸端子B的第一縱向側(cè)I包括與第三接觸端子A所成的九十度的角度。第二接觸端子C的屏蔽部分伸展跨過(guò)整個(gè)九十度，即在該實(shí)施例中，屏蔽部分由部分5 (其是U形的右邊界)和U形的底部7構(gòu)成。左邊界4再次起到遮擋環(huán)境干擾的作用。具有電阻值R6的低歐姆電阻器僅由一個(gè)第二電阻器組成，其中第二電阻器的跡線與第一縱向側(cè)6重疊并且與第二接觸端子C的U形的底部7部分重疊。
[0022]在圖6中示出第四實(shí)施例，其是第三實(shí)施例的進(jìn)一步的發(fā)展。它超越第三實(shí)施例，因?yàn)榈诙佑|端子C從四個(gè)側(cè)幾乎完全環(huán)繞第一接觸端子B。
[0023]圖7示出第五實(shí)施例，其中具有其細(xì)長(zhǎng)形狀的第二接觸端子B采用第一和第二縱向側(cè)21和22每個(gè)包括與第三接觸端子A所成的九十度的角度這樣的方式放置。第二接觸端子C的屏蔽部分通過(guò)使兩個(gè)U形形式以U的開(kāi)口朝著彼此并且環(huán)繞第二接觸端子B來(lái)取向而伸展跨過(guò)兩個(gè)角度。相應(yīng)地，屏蔽部分由已經(jīng)描述的U形中的一個(gè)的底部7和右邊界5以及另一 U形的底部8和左邊界6構(gòu)成。在該實(shí)施例中，低歐姆電阻器的電阻值R8再次由并聯(lián)電連接的第二和第三電阻器實(shí)現(xiàn)。高歐姆電阻器的電阻值R7由于跡線長(zhǎng)度中的變化而與之前的實(shí)施例略微不同。
[0024]為了使分壓器的電壓比甚至進(jìn)一步增加，任何數(shù)量的電阻器可以與低歐姆電阻器的網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)連接。由此，維持緊湊的尺寸是可期望的。這根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例實(shí)現(xiàn)，其建議都采用梳狀形式對(duì)低歐姆電阻器的兩個(gè)接觸端子B和C定形、將它們的齒以不觸碰彼此的交錯(cuò)方式布置并且使多個(gè)電阻器放置于齒之間并且與齒重疊。
[0025]該實(shí)施例的兩個(gè)示例在圖8和9中示出。在圖8中，可以看到第一接觸端子B具有第一凸起10，其延伸到在第二接觸端子C內(nèi)做出的第一凹槽內(nèi)，其中該第一凹槽具有面向彼此的第一邊界11和第二邊界13。除第一凸起10和第一凹槽外，第二凸起12延伸到第二凹槽內(nèi)，該第二凹槽具有第三邊界15并且與第一凹槽共享第二邊界13。寬且直的跡線在外邊界(在這里是第一邊界11和第三邊界15)之間延伸，從而與它們以及與內(nèi)部邊界13和兩個(gè)凸起10和12重疊。因?yàn)榈诙娮杵髟诘谝煌蛊?0和第一邊界11之間形成，并且第三電阻器在第一凸起10和第二邊界13之間形成。第四電阻器在第二邊界13和第二凸起12之間形成，并且第五電阻器在第二凸起12和第三邊界15之間形成。低歐姆電阻器的電阻值Rltl由第二、第三、第四和第五電阻器的并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)組成，如由圖14的電氣圖指示的。在圖8中，第一接觸端子B的第一縱向側(cè)I包括與第三接觸端子A所成的零度的角度，并且第二接觸端子C的屏蔽部分16被放置于端子B和A之間。[0026]圖9與圖8的示例的不同之處僅在于第一接觸端子B旋轉(zhuǎn)使得它的第一縱向側(cè)I包括與第三接觸端子A所成的九十度的角度。第一和第二凹槽的第一邊界11和底部14同時(shí)起到第二接觸端子C的屏蔽部分的作用。
[0027]如發(fā)明人所認(rèn)識(shí)到的，另外的優(yōu)勢(shì)可以在分壓器中的高和低歐姆電阻器的漂移特性甚至進(jìn)一步匹配時(shí)實(shí)現(xiàn)，由此允許電壓比的溫度穩(wěn)定性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性進(jìn)一步改進(jìn)。使用相同的電阻膜材料已經(jīng)是在該方向上的第一重要步驟。此外，發(fā)明人已經(jīng)考慮可影響電壓比的初始值和/或漂移特性的不同效應(yīng)。在下面描述本發(fā)明的進(jìn)一步發(fā)展，其中高和低歐姆電阻器采用這些效應(yīng)可能在相同的程度上在所有電阻器中出現(xiàn)這樣的方式來(lái)設(shè)計(jì)。
[0028]對(duì)電阻值有影響的一個(gè)重要效應(yīng)是在跡線寬度的橫向邊緣處出現(xiàn)的所謂的邊緣效應(yīng)。當(dāng)觀看典型跡線的橫截面時(shí)，跡線的橫向邊緣通常不是直的和突然被切割，而是朝其外端逐漸減小。在跡線的邊緣區(qū)中，電阻膜材料的組成和/或結(jié)構(gòu)可能相對(duì)于跡線中間的區(qū)稍有改變。相應(yīng)地，可以注意到隨著跡線寬度的減小，與具有矩形橫截面以及均勻的組成和結(jié)構(gòu)的理想跡線的預(yù)期電阻相比，邊緣效應(yīng)在影響每單位長(zhǎng)度的跡線電阻方面發(fā)揮更大的作用。圖13示出用實(shí)線描繪的實(shí)際電阻器跡線的示意橫截面圖(與用虛線示出的理想電阻器跡線相比)。參考數(shù)字19指示電阻膜材料并且參考數(shù)字20指示絕緣襯底。箭頭指示其中出現(xiàn)所謂的邊緣效應(yīng)的跡線寬度的邊緣處的區(qū)域。這些區(qū)域的尺寸對(duì)于所有跡線寬度近似相同，這意味著對(duì)于更小的跡線寬度，實(shí)際電阻值與理想電阻值相差更多。為了對(duì)高和低歐姆電阻器的電阻值具有相同的邊緣效應(yīng)影響量，因此提供具有相同跡線寬度的電阻器由此確保它們的電阻值的較好匹配并且相應(yīng)地改進(jìn)初始精度、溫度穩(wěn)定性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性，這是有利的。然而，可能必須在跡線寬度和例如有效襯底區(qū)域或期望電阻值之間做出妥協(xié)。在這些情況下，建議設(shè)計(jì)高和低歐姆電阻器使得它們具有相似跡線寬度，這意味著跡線寬度可在預(yù)定義的平均跡線寬度附近的某些限度內(nèi)變化。優(yōu)選的限度是最窄的跡線寬度可不窄于最寬跡線寬度的一半。在圖3至9的情況(其中低歐姆電阻器的跡線寬度比對(duì)應(yīng)高歐姆電阻器的跡線寬度大得多)下，低歐姆電阻器的電阻值與相應(yīng)高歐姆電阻器相比受邊緣效應(yīng)的影響更強(qiáng)。為了使邊緣效應(yīng)對(duì)電阻值的影響相匹配，圖10和11中的高和低歐姆電阻器都提供有相同的跡線寬度。
[0029]根據(jù)另外的實(shí)施例建議使至少一個(gè)另外的電阻器跡線在幾何上處于與第二電阻器的跡線并聯(lián)，其中它的跡線的端分別與第一凸起和第一邊界重疊。該概念可以按照分壓器的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的需要而擴(kuò)展，即，電阻器跡線的多個(gè)行可在幾何上處于并聯(lián)，它們中的全部與接觸端子的梳狀齒重疊。對(duì)此實(shí)施例的示例在圖11中示出，其與圖8的不同之處在于低歐姆電阻器的電阻值R15由十六個(gè)而不是僅四個(gè)并聯(lián)電阻器組成。另外，第二接觸端子C從三個(gè)側(cè)環(huán)繞第一接觸端子B并且高歐姆電阻器的跡線不再形成為方波，而是作為在彎曲處具有圓角的蜿蜒形式。在圖11的示例中，低歐姆的并聯(lián)電阻器跡線不僅具有相同的跡線寬度，而且具有相似的跡線長(zhǎng)度，這意味著跡線寬度可在預(yù)定義的平均跡線長(zhǎng)度附近的某些限度內(nèi)變化。優(yōu)選的限度是最短跡線長(zhǎng)度可不短于最長(zhǎng)跡線長(zhǎng)度的一半。
[0030]在影響電阻膜材料的電阻率方面發(fā)揮作用的另外的效應(yīng)與制作技術(shù)有關(guān)。例如，當(dāng)電阻器是使用厚膜技術(shù)印刷的絲網(wǎng)并且相應(yīng)地使用絲網(wǎng)印刷時(shí)，該絲網(wǎng)在絕緣表面上的機(jī)械移動(dòng)方向根據(jù)印刷方向建立所得的每單位長(zhǎng)度跡線電阻的某一各向異性行為。在使用薄膜技術(shù)時(shí)各向異性行為也是不可避免的，因?yàn)橐r底區(qū)域上的濺射角度不是完全垂直和恒定的，而是稍有改變。另外，在制作期間，特別在封裝期間并且當(dāng)做出電連接到接觸端子時(shí)，以及在分壓器的壽命期間可出現(xiàn)的機(jī)械應(yīng)力通常具有各向異性性質(zhì)。各向異性應(yīng)力對(duì)于三維(例如圓柱)分壓器比對(duì)二維平坦的分壓器更為明顯。為了以相同的各向異性方式影響高和低歐姆電阻器，在本發(fā)明的進(jìn)一步的發(fā)展中建議以近似相同的取向來(lái)布置電阻器的主要跡線段并且其中這些主要跡線段圍成在零與最大三十度之間的角度。術(shù)語(yǔ)主要跡線段用于相當(dāng)長(zhǎng)(與只是彎曲相對(duì))并且與其他跡線段相比對(duì)該跡線的總電阻值最具影響的蜿蜒跡線中的那些部分。在直線的情況下，該主要跡線段和跡線本身是相同的。
[0031]圖11中的高歐姆電阻器的主要跡線17包括與低歐姆電阻器的電阻器跡線18所成的零度的角度。在圖10的示例中，該角度具有在零以上和三十度以下的值。除此之外，圖10的分壓器通過(guò)它對(duì)低歐姆電阻器的特殊設(shè)計(jì)而與圖5的分壓器不同，其中電阻值R14在不使用圖8、9和11的梳狀形式的情況下由七個(gè)電阻器的并聯(lián)連接實(shí)現(xiàn)。
[0032]在所有示出的實(shí)施例中，電阻器跡線的電阻膜材料通過(guò)被放置于接觸端子的頂部上而分別與對(duì)應(yīng)的接觸端子A、B和C至少部分地重疊。在備選中，該重疊當(dāng)然可通過(guò)將接觸端子放在頂部上而實(shí)現(xiàn)。
[0033]在圖12中，示出根據(jù)圖11的實(shí)施例的分壓器。在圖12中，屬于低歐姆電阻器的電阻器跡線中的一個(gè)通過(guò)將它切成兩塊而中斷(如由實(shí)箭頭指示的)。那樣，對(duì)應(yīng)并聯(lián)電阻器網(wǎng)絡(luò)的電阻器中的一個(gè)被消除，由此使電阻值R15增加了一個(gè)增量。通過(guò)清除電阻膜材料的部分來(lái)調(diào)整膜電阻器的電阻值在本領(lǐng)域中稱(chēng)為微調(diào)?？勺⒁?，作為并聯(lián)電阻器跡線網(wǎng)絡(luò)的低歐姆電阻器的設(shè)計(jì)允許通過(guò)從電阻器網(wǎng)絡(luò)拿走全部電阻器(與通過(guò)僅部分清除電阻器跡線的電阻膜材料而實(shí)現(xiàn)的模擬微調(diào)相對(duì))而以一種數(shù)字方式微調(diào)，如例如在US 7，079，004中描述的。模擬微調(diào)在電阻器的膜材料內(nèi)留下切割邊緣，其可改變材料的微結(jié)構(gòu)并且可誘導(dǎo)應(yīng)力，兩者通常都影響電阻值的穩(wěn)定性。這些負(fù)面效應(yīng)可以通過(guò)替代地應(yīng)用數(shù)字微調(diào)而避免。
【權(quán)利要求】
1.一種電阻分壓器，包括串聯(lián)電連接的至少第一和第二電阻器，所述電阻器中的每個(gè)由電阻膜材料制成并且采用跡線的形式施加在絕緣襯底上，其中 籲所述分壓器的電壓比具有一百和一百萬(wàn)之間的值， ?所述第二電阻器的跡線的兩個(gè)端分別與第一(B)和第二(C)接觸端子至少部分重疊，并且 ?所述第一電阻器的跡線的兩個(gè)端分別與所述第一(B)和第三(A)接觸端子至少部分重疊， 其特征在于 所述第二接觸端子(C)與至少屏蔽部分(5，7 ；16 ;11，14) 一起放置在所述第一(B)和所述第三(A)接觸端子之間。
2.如權(quán)利要求1所述的分壓器，其中，所述第二接觸端子(C)從至少兩個(gè)側(cè)環(huán)繞所述第一接觸端子(B)。
3.如權(quán)利要求2所述的分壓器，其中，所述第二接觸端子(C)從至少三個(gè)側(cè)環(huán)繞所述第一接觸端子(B)。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的分壓器，其中，所述第一接觸端子(B)的至少一部分具有帶第一縱向側(cè)(I)的細(xì)長(zhǎng)形狀，所述第一縱向側(cè)(I)包括與所述第三接觸端子的至少一部分所成的一與九十度之間的角度并且所述第二接觸端子(C)的所述屏蔽部分(5，7 ;16 ;11，14)伸展跨過(guò)整個(gè)角度。
5.如權(quán)利要求4所述的分壓器，其中，所述第二電阻器與細(xì)長(zhǎng)形狀的所述第一縱向側(cè)(I)重疊并且與所述第二 接觸端子(C)的所述屏蔽部分(5，7 ；16 ;11，14)至少部分重疊。
6.如權(quán)利要求5所述的分壓器，其中，第三電阻器與所述第一(B)和所述第二(C)接觸端子至少部分重疊。
7.如權(quán)利要求6所述的分壓器，其中，細(xì)長(zhǎng)形狀的所述第一接觸端子(B)具有與所述第一縱向側(cè)(I)相對(duì)的第二縱向側(cè)(2)并且其中所述第三電阻器與所述第二縱向側(cè)(2)重疊。
8.如權(quán)利要求7所述的分壓器，其中，所述細(xì)長(zhǎng)形狀采用所述第一(21)和所述第二(22)縱向側(cè)每個(gè)包括與第三接觸端子(A)的相應(yīng)部分所成的在一與九十度之間的角度這樣的方式放置并且其中所述第二接觸端子(C)的所述屏蔽部分(5，7，6，8)伸展跨過(guò)兩個(gè)角度。
9.如權(quán)利要求7或8所述的分壓器，其中，所述第二電阻器的跡線在一端上與所述第一接觸端子(B)的第一凸起(10)至少部分重疊并且在另一端上與在所述第二接觸端子(C)中提供的第一凹槽的第一邊界(11)至少部分重疊，并且其中所述第三電阻器的跡線在一端上與所述第一凸起(10)至少部分重疊并且在另一端上與所述第一凹槽的第二邊界(13)至少部分重疊，其中所述第一(11)和所述第二( 13)邊界面向彼此。
10.如權(quán)利要求9所述的分壓器，其中，第四電阻器的跡線在一端上與所述第一凹槽的所述第二邊界(13)至少部分重疊并且在另一端上與所述第一接觸端子(B)的第二凸起(12)至少部分重疊。
11.如權(quán)利要求10所述的分壓器，其中，第五電阻器的跡線在一端上與所述第二凸起(12)至少部分重疊并且在另一端上與在所述第二接觸端子(C)中提供的第二凹槽的第三邊界(15)至少部分重疊，其中所述第二( 13)和第三(15)邊界面向彼此并且都是所述第二凹槽的部分。
12.如權(quán)利要求9至11中任一項(xiàng)所述的分壓器，其中，至少一個(gè)另外的電阻器的跡線在幾何上處于與所述第二電阻器的跡線并聯(lián)并且其中它的跡線的端分別與所述第一凸起(12)和所述第一邊界(11)至少部分重疊。
13.如權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的分壓器，其中，所述電阻器由相同的電阻膜材料制成。
14.如權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的分壓器，其中，所述第二和另外的電阻器具有相似的跡線長(zhǎng)度。
15.如權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)所述的分壓器，其中，所述電阻器具有相似的跡線寬度。
16.如權(quán)利要求1至15中任一項(xiàng)所述的分壓器，其中，所述第一電阻器采用蜿蜒形式的形狀布置。
17.如權(quán)利要求16所述的分壓器，其中，所述第一電阻器采用橢圓形狀布置。
18.如權(quán)利要求1至17中任一項(xiàng)所述的分壓器，其中，所述電阻器的主要跡線段(17，18)以近似相同的取向布置并且其中所述主要跡線段(17，18)圍成在零與最大三十度之間的角度。
19.如權(quán)利要求6至18中任一項(xiàng)所述的分壓器，其中，所述第二和/或任何另外的電阻器的跡線被切成兩塊用于微調(diào)目的。
20.如權(quán)利要求9至19中 任一項(xiàng)所述的分壓器，其中，所述第一和/或任何另外的凸起被切成兩塊用于微調(diào)目的。
21.如權(quán)利要求9至20中任一項(xiàng)所述的分壓器，其中，所述第一和/或任何另外的邊界被切成兩塊用于微調(diào)目的。
22.—種電壓傳感器，包括如權(quán)利要求1至21中任一項(xiàng)所述的分壓器。
【文檔編號(hào)】H01C13/02GK103443635SQ201280010267
【公開(kāi)日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2012年2月23日 優(yōu)先權(quán)日:2011年2月25日
【發(fā)明者】A.霍佐伊, R.迪澤爾恩克特 申請(qǐng)人:Abb股份公司