CN101165496A - 一种分流器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电气测量元件，针对现有技术的缺陷，提供一种分流器，包括采样电阻和焊接于其上的四根采样线；四根采样线两两分居采样电阻的两端和两侧；焊接于同端的两根采样线短接后构成用于测量的输出端；焊接于一侧的两根采样线与采样电阻围成区域的面积等于焊接于另一侧的两根采样线与采样电阻围成区域的面积。本技术方案采用四根采样线，并通过对采样线的焊接位置作对应设置来完全消除直流磁场的影响，显著削弱交变磁场的影响，提高采样精度。

Description

一种分流器
技术领域
本发明涉及电气测量元件，更具体地说，涉及一种分流器。
背景技术
分流器广泛应用于扩大仪表测量电流的范围，可用于对通讯系统、电子整机、自动化控制的电源等回路作限流、均流取样检测。分流器的主要部件为一小值电阻，其上设置有采样端，可通过调整采样端的位置来控制分流器的测量精度。
图1是现有技术传统分流器的结构示意图。如图1所示，该分流器在采样电阻16上焊接有电流采样线14和15。传统分流器多采用两根电流采样线对流经采样电阻的电流进行采样，对电流采样线的绕法和放置的位置也都没有特殊的要求。正常情况下，这种采样方法是没有影响的，但当空间存在交变电磁场时，应用这种方法获得的电流精度就会大受影响，当交变磁场的强度达到几百mT时，采用这种分流器结构的电能表的精度误差更会达到百分之几十甚至上百。
因此，上述传统分流器在存在交变磁场的环境中无法正常工作。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中传统分流器在存在交变磁场的环境中无法正常工作的缺陷，提供一种改进型分流器。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种分流器，包括采样电阻，以及焊接在所述采样电阻上的第一采样线和第四采样线；所述第一采样线和所述第四采样线的焊接位置分别靠近所述采样电阻的两端；所述第一采样线和所述第四采样线的焊接位置分别位于所述采样电阻的两侧；所述分流器上还焊接有：
第二采样线，其焊接位置靠近所述第一采样线所在的一端，以及所述第四采样线的一侧，并与所述第一采样线分别延伸后短接，构成第一输出端；
第三采样线，其焊接位置靠近所述第四采样线所在的一端，以及所述第一采样线的一侧，并与所述第四采样线分别延伸后短接，构成第二输出端；
在分别延伸后，所述第一采样线和所述第三采样线或所述第四采样线与所述采样电阻围成区域的面积，等于所述第二采样线和所述第四采样线或所述第三采样线与所述采样电阻围成区域的面积。
在本发明所述的分流器中，在分别短接前，
所述第一采样线从其焊接处沿所述采样电阻延伸至所述第三采样线或所述第四采样线的焊接位置，与所述第三采样线或所述第四采样线双绞后延伸。
在本发明所述的分流器中，在分别短接前，
所述第二采样线从其焊接处沿所述采样电阻延伸至所述第四采样线或所述第三采样线的焊接位置，与所述第四采样线或所述第三采样线双绞后延伸。
在本发明所述的分流器中，在分别短接前，
所述第一采样线和所述第三采样线或所述第四采样线分别从其各自焊接位置沿所述采样电阻延伸至二者焊接位置之间任一位置后双绞延伸。
在本发明所述的分流器中，在分别短接前，
所述第二采样线和所述第四采样线或所述第三采样线分别从其各自焊接位置沿所述采样电阻延伸至二者焊接位置之间任一位置后双绞延伸。
在本发明所述的分流器中，在分别短接前，
所述第一采样线和所述第三采样线或所述第四采样线分别从其各自焊接位置沿所述采样电阻延伸至二者焊接位置之间任一位置后平行延伸。
在本发明所述的分流器中，在分别短接前，
所述第二采样线和所述第四采样线或所述第三采样线分别从其各自焊接位置沿所述采样电阻延伸至二者焊接位置之间任一位置后平行延伸。
在本发明所述的分流器中，所述采样电阻为锰铜电阻或者康铜电阻。
本发明的技术方案具有以下有益效果，采用四根采样线替代传统分流器中的两根采样线，并对采样线在采样电阻上的焊接位置作对应设置，可完全消除直流磁场带来的影响，显著削弱交变磁场对分流器的影响，提高采样精度。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是现有技术传统分流器的结构示意图；
图2是本发明分流器的结构示意图；
图3是本发明分流器采样线焊接位置的示意图；
图4是本发明分流器第一种走线方式的结构示意图；
图5是本发明分流器第二种走线方式的结构示意图；
图6是本发明分流器第三种走线方式的结构示意图；
图7是本发明分流器第四种走线方式的结构示意图；
图8是本发明分流器第五种走线方式的结构示意图；
图9是本发明分流器安装位置的示意图。
具体实施方式
本发明介绍的分流器包括采样电阻以及焊接于其上的四根采样线，其中，四根采样线两两分居采样电阻的两端和两侧，并由焊接于同端的两根采样线短接后构成用于测量的输出端，且焊接于一侧的两根采样线与采样电阻围成区域的面积等于焊接于另一侧的两根采样线与采样电阻围成区域的面积。以下结合附图对本发明的技术方案进行描述。
图2是本发明分流器的结构示意图。如图2所示，该分流器包括采样电阻7、第一采样线1、第二采样线2、第三采样线3和第四采样线4。在上述元件中，采样电阻7可采用具有优良电阻温度特性的锰铜或者康铜材料制成，而本发明将要介绍的分流器区别于传统分流器的最大特征在于，使用了四根采样线，此四根采样线两两绞合连接在分流器的采样电阻7上。以下结合附图3至附图8对四根采样线的焊接位置以绕线方法进行介绍。
图3是本发明分流器采样线焊接位置的示意图。在如图3所示的分流器中，第一接入端6通过导线8与连接在采样电阻7另一端的第二接入端5相连，第一采样线1和第二采样线2焊接在采样电阻7的一端，第三采样线3和第四采样线4焊接在采样电阻7的另一端。同时，第一采样线1和第三采样线3位于采样电阻7的一侧，第二采样线2和第四采样线4位于采样电阻7的另一侧。
上述四根采样线在焊接到采样电阻7上之后分别延伸，并且第一采样线1与第二采样线2短接后构成第一输出端；第三采样线3与第四采样线4短接后构成第二输出端。以下对采样线的走线方式进行详述。
图4是本发明分流器第一种走线方式的结构示意图。如图4所示，第四采样线4从其焊接位置A紧靠采样电阻7延伸至第二采样线2的焊接位置D和第二采样线2双绞后从采样电阻7的一侧伸出；第三采样线3从其焊接位置B紧靠采样电阻7延伸至第一采样线1的焊接位置C和第一采样线1双绞后也从采样电阻7同一侧伸出。以采样电阻7为对称轴，A与B对称，C与D对称。因此当有电流通过采样电阻7时，C与B之间的电势差UCB等于D与A之间的电势差UDA，假设该电势差为U。
此时，若将第一采样线1和第二采样线2短接形成第一输出端，第三采样线3和第四采样线4短接形成第二输出端，在没有外界磁场干扰时，第一输出端和第二输出端之间电势为(UCB+UDA)/2＝U。
按照图4所示的走线方式，第四采样线4和第二采样线2以及采样电阻7围成区域F，第三采样线3和第一采样线1以及采样电阻7围成区域E，且区域F与区域E面积相等。此时，若存在方向垂直纸面向外的交变磁场，根据右手螺旋法则，再参考公式ΔU＝dΦ/dt＝dB*S/dt，则在焊接点A、D之间会形成一个电势差UF，同时，在焊接点B、C会形成一个电势差UE，且由于区域F与区域E面积相等，则穿过两个区域的磁通量相等，因此UF与UE大小相等，方向相反，即UF＝-UE。因此，第一输出端和第二输出端之间电势为((UCB-UE)+(UDA-UF))/2＝U。由此可知，通过上述走线方式，交变磁场的作用刚好抵消，因此交变磁场对分流器的测量结果不会产生影响。
从上述分析过程可以看出，UCB是否等于UDA，即A与B是否对称，C与D是否对称，并不影响本发明的结果。为抵消交变磁场的作用，只需UF与UE大小相等即可，即保证区域F与区域E面积相等。以下将对本发明的其他实施例进行描述。
图5是本发明分流器第二种走线方式的结构示意图。与图4所示的走线方式类似，图5中的走线方式也是第二采样线2与第四采样线4双绞后从采样电阻7的一侧伸出；第一采样线1与第三采样线3双绞后从采样电阻7的同一侧伸出。第四采样线4和第二采样线2以及采样电阻7围成的区域与第三采样线3和第一采样线1以及采样电阻7围成的区域面积相等。不同于图4，第二采样线2与第四采样线4的双绞位置可位于二者在采样电阻7上焊接位置之间的任一处；第一采样线1与第三采样线3的双绞位置也可位于二者在采样电阻7上焊接位置之间的任一处。由于两个区域的面积相等，交变磁场的作用刚好抵消，因此对测量结果无影响。
图6是本发明分流器第三种走线方式的结构示意图。如图6所示，第二采样线2和第四采样线4都紧靠采样电阻7在二者焊接位置处之间任一处双绞后从采样电阻7的一侧伸出，第一采样线1和第三采样线3都紧靠采样电阻7在二者焊接位置处之间任一处双绞后从采样电阻7在同一侧伸出，但是，以采样电阻7为轴，第一采样线1的焊接位置并不对称于第二采样线2的焊接位置；第三采样线3的焊接位置并不对称于第四采样线4的焊接位置。然而，由于第四采样线4和第二采样线2以及采样电阻7围成的区域与第三采样线3和第一采样线1以及采样电阻7围成的区域面积相等，因此交变磁场的作用刚好抵消，因此对测量结果无影响。
图7是本发明分流器第四种走线方式的结构示意图。如图7所示，第二采样线2与焊接处位于不同侧的第三采样线3在二者在采样电阻7上焊接位置之间的任一处双绞后从采样电阻7的一侧伸出；第一采样线1与焊接处位于不同侧的第四采样线4在二者在采样电阻7上焊接位置之间的任一处双绞后从采样电阻7的同一侧伸出。此种走线方式共形成四个区域，即G、H、I和J；此时，为使交变磁场的作用可刚好抵消，只需位于采样电阻7一侧区域的面积之和等于采样电阻7另一侧区域的面积之和即可，即G与J面积之和等于H与I面积之和。
图8是本发明分流器第五种走线方式的结构示意图。如图8所示，除双绞方式外，四根采样线还可平行走线。在图8中，第一采样线1和第三采样线3都紧靠采样电阻7，在第二采样线2和第四采样线4焊接位置之间任一位置平行走线后从采样电阻7的一侧伸出，第二采样线2和第四采样线4都紧靠采样电阻7平行走线也从同一侧伸出。此种走线方式形成三个区域K、L、M。为使交变磁场的作用可刚好抵消，只需位于采样电阻7一侧的区域的面积之和等于采样电阻7另一侧的区域的面积之和即可，即K与L面积之和等于M面积之和。
图9是本发明分流器安装位置的示意图。如图9所示，第一采样线1和第二采样线2短接后构成的第一输出端10接入PCB板9的输入端12；第三采样线3和第四采样线4短接后构成的第二输出端11接入PCB板9的输出端13。通过图4的分析可知，交变磁场对第一输出端10和第二输出端11产生的电势影响可相互抵消，因此交变磁场对分流器的测量结果无影响。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，用于说明本发明的技术方案，并不用以限制本发明的范围。由附图和具体实施例可以得出，本发明介绍的分流器包括采样电阻以及焊接于其上的四根采样线，其中，四根采样线两两分居采样电阻的两端和两侧，并由焊接于同端的两根采样线短接后构成用于测量的输出端，且焊接于一侧的两根采样线与采样电阻围成区域的面积等于焊接于另一侧的两根采样线与采样电阻围成区域的面积。因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均落入本发明的保护范围之内。
以上就是对本发明内容的介绍，采用四根采样线替代传统分流器中的两根采样线，并对采样线在采样电阻上的焊接位置作对应设置，可完全消除直流磁场带来的影响，显著削弱交变磁场对分流器的影响，提高采样精度。

Claims (9)

1.一种分流器，包括采样电阻，以及焊接在所述采样电阻上的第一采样线和第四采样线；所述第一采样线和所述第四采样线的焊接位置分别靠近所述采样电阻的两端；其特征在于，所述第一采样线和所述第四采样线的焊接位置分别位于所述采样电阻的两侧；所述分流器上还焊接有：
第二采样线，其焊接位置靠近所述第一采样线所在的一端，以及所述第四采样线的一侧，并与所述第一采样线分别延伸后短接，构成第一输出端；
第三采样线，其焊接位置靠近所述第四采样线所在的一端，以及所述第一采样线的一侧，并与所述第四采样线分别延伸后短接，构成第二输出端；
在分别延伸后，所述第一采样线和所述第三采样线或所述第四采样线与所述采样电阻围成区域的面积，等于所述第二采样线和所述第四采样线或所述第三采样线与所述采样电阻围成区域的面积。
2.根据权利要求1所述的分流器，其特征在于，在分别短接前，
所述第一采样线从其焊接处沿所述采样电阻延伸至所述第三采样线或所述第四采样线的焊接位置，与所述第三采样线或所述第四采样线双绞后延伸。
3.根据权利要求2所述的分流器，其特征在于，在分别短接前，
所述第二采样线从其焊接处沿所述采样电阻延伸至所述第四采样线或所述第三采样线的焊接位置，与所述第四采样线或所述第三采样线双绞后延伸。
4.根据权利要求1所述的分流器，其特征在于，在分别短接前，
所述第一采样线和所述第三采样线或所述第四采样线分别从其各自焊接位置沿所述采样电阻延伸至二者焊接位置之间任一位置后双绞延伸。
5.根据权利要求4所述的分流器，其特征在于，在分别短接前，
所述第二采样线和所述第四采样线或所述第三采样线分别从其各自焊接位置沿所述采样电阻延伸至二者焊接位置之间任一位置后双绞延伸。
6.根据权利要求1所述的分流器，其特征在于，在分别短接前，
所述第一采样线和所述第三采样线或所述第四采样线分别从其各自焊接位置沿所述采样电阻延伸至二者焊接位置之间任一位置后平行延伸。
7.根据权利要求6所述的分流器，其特征在于，在分别短接前，
所述第二采样线和所述第四采样线或所述第三采样线分别从其各自焊接位置沿所述采样电阻延伸至二者焊接位置之间任一位置后平行延伸。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的分流器，其特征在于，所述采样电阻为锰铜电阻或者康铜电阻。
9.一种分流器，其特征在于，包括采样电阻以及焊接于其上的四根采样线，其中，四根采样线两两分居采样电阻的两端和两侧，并由焊接于同端的两根采样线短接后构成用于测量的输出端，且焊接于一侧的两根采样线与采样电阻围成区域的面积等于焊接于另一侧的两根采样线与采样电阻围成区域的面积。
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