CN101438171A

CN101438171A - 集总电阻电力电缆

Info

Publication number: CN101438171A
Application number: CNA2007800166768A
Authority: CN
Inventors: J·D·克莱姆
Original assignee: Tektronix Inc
Current assignee: Tektronix Inc
Priority date: 2006-05-08
Filing date: 2007-05-07
Publication date: 2009-05-20
Also published as: US7341474B2; JP2009536782A; EP2016426A1; US20070259561A1; JP4670022B2; US7892021B2; US20080079534A1; WO2007134012A1

Abstract

集总电阻电力电缆具有多条扭绞双线带状电缆，后者具有第一和第二导线及扭绞和未扭绞部分。在未扭绞部分，在每条扭绞双线的一根导线上有电开路。具有一些电阻元件和导电触点的电阻器装置处在未扭绞部分，其中导电触点跨越导线内的电开路与电阻元件电连接。电接头中的另一些导电触点将扭绞双线的另一些导线与形成在电阻器装置上的接地面相连接。

Description

集总电阻电力电缆

技术领域

总的说本发明涉及信号采集探头电缆，更具体地说，是关于用在分压信号采集探头中的集总电阻电力电缆。

背景技术

目前的分压信号采集探头或者使用镍铬电阻性信号线，以在传输线上均匀分布所要求的损耗特性，或者使用接收电路，它被置于离探头输入足够近的地方，以消除传输线效应。在前一种情况下，电缆使探头分压器输入电路的电路Q值降低，以抑制信号振荡。在后一种情况下，接收电路对被检测电路具有高的输入阻抗和特征输出阻抗，后者与传输线的特征阻抗相匹配，一般为50欧姆。

发明内容

现在需要的是另一种信号采集探头电力电缆，它具有与目前使用的电阻性信号线相似的特性。这种信号采集探头电力电缆应该有利于多通道分压信号采集探头的构建。这种信号采集探头也应该使用容易获得的商业元件技术。

相应地，上述需要可通过使用适用于多通道分压信号采集探头的集总电阻电力电缆而得到满足。集总电阻电力电缆具有带状电缆，它具有若干扭绞二股电线，每条扭绞二股电线具有第一和第二导线。扭绞双线至少具有一个未扭绞部分。在未扭绞部分中，扭绞二股电线的第一和第二导线中的一根内具有电开路。电阻器装置被置于扭绞二股电线未扭绞部分上。该电阻器装置具有带第一壳体元件的壳体，从那儿伸出一些导电触点，并与扭绞二股电线第一和第二导线的每一根电连接。这些导电触点处在第一和第二导线的一根内电开路的任何一边及第一和第二导线的另一根内。电阻元件与跨越电开路的导电触点电连接。壳体具有与第一壳体元件固定配合的第二壳体元件，以便收纳在两壳体元件之间的扭绞二股电线的未扭绞部分。

电阻器装置的第一壳体元件内可以带凹陷，以便接收安装在支撑元件上的导电触点。支撑元件上有一些电阻元件与电开路任意一边的导电触点电连接。这些电阻元件可以是一些置于支撑元件内中间表面上的厚膜电阻，并通过置于支撑元件内的导电通道与导电触点电连接。电阻元件也可以是分立电阻，通过位于支撑元件内的导电通路与导电触点电连接。接地面可置于支撑元件表面上并与导电触点电连接，这些导电触点则与不带电开路的扭绞二股电线的第一和第二导线中的另一根电连接。

集总电阻电力电缆也可做成具有若干未扭绞部分的扭绞双线带状电缆。在每一个未扭绞部分内，在每一条扭绞双线中的一根导线上都具有电开路。每个扭绞二股电线的未扭绞部分上有电阻器装置。每个电阻器装置用导电触点与跨越扭绞二股电线内的电开路的电阻元件相连接。其它导线也用导电触点与置于支撑元件上的接地面相连接。

集总电阻电力电缆预计用在多通道分压信号采集探头中。在这类实施例中，集总电阻电力电缆具有置于带状电缆一端的电接头，带状电缆有一些导电触点与那些扭绞二股电线的每一根导线电连接。在带状电缆的另一端安置探测头组件，一些探测头与那些扭绞二股电线的每一根导线电连接。各探测头具有各自的衰减网络与每个扭绞二股电线的信号线相连接，这些信号线内具有串接的集总电阻元件。

集总电阻电力电缆也可以通过将单个集总电阻电力电缆连接在一起而实现。在这个实施例中，第一电接头置于扭绞双线集总电阻带状电缆的一端上，而第二电接头置于扭绞双线集总电阻带状电缆的另一端上，其中每个电接头具有与那些扭绞二股电线的每根导线电连接的导电触点。扭绞双线集总电阻带状电缆的第一电接头与扭绞双线集总电阻带状电缆的第二电接头相配并电连接。

在还有一个集总电阻电力电缆实施例中，各电接头被安装在那些扭绞双线带状电缆的相对两端上。电阻器装置具有第一和第二电接头，它们安装在基底上，且第一和第二电接头的每一个具有若干导电触点。电阻器装置电接头的每一个导电触点与带状电缆电接头的一个导电触点电连接。该基底具有若干电阻元件，每个电阻元件与电阻器装置接头的第一组导电触点电连接。电阻元件通过带状电缆接头的导电触点与每条扭绞二股电线的一根导线电连接。电阻器装置电接头的第二组导电触点电连接到形成在基底上的接地面，它们与每条扭绞二股电线的另一根导线电连接。多个电阻器装置可以把多个扭绞双线带状电缆连接在一起，形成沿电缆具有多个集总电阻的较长的电缆。

结合后面的权利要求书和附图阅读下面的详细说明后，本发明的目的、优点和新特征将一目了然。

附图说明

图1是用于集总电阻电力电缆的扭绞双线带状电缆一部分的平面视图。

图2是用于集总电阻电力电缆的电阻器装置的展开透视图。

图3是安装在集总电阻电力电缆内扭绞双线带状电缆上的电阻器装置的平面视图。

图4A至4C是安装在集总电阻电力电缆内扭绞双线带状电缆上的电阻器装置的不同视图。

图5是用于多通道分压器信号采集探头的集总电阻电力电缆的平面视图。

图6是安装在集总电阻电力电缆两端上的电接头的透视图。

图7是集总电阻电力电缆另一实施例的透视图。

图8A至8C是可安装在集总电阻电力电缆内扭绞双线带状电缆上的电阻器装置的不同视图。

具体实施方式

下面要描述的集总电阻电力电缆(lumped resistance electriccable)包含在计算机工业中广泛使用的绝缘位移技术(IDC)。该技术使用IDC带状电缆和相匹配的IDC连接器。IDC技术利用交错排列的导电触点(它们具有一些尖头夹板，板上有向下开至中心的窄槽)，将围绕电缆导线的一些绝缘材料推到一边。这些尖头夹板使导线穿透围绕导线的绝缘材料，以在各导电触点夹板之间的窄槽内产生直接电连接。

参照图1，这是IDC带状电缆10的平面视图，该电缆被改造后用于集总电阻电力电缆中。此带状电缆10具有若干扭绞二股电线12，每对扭绞双线具有第一和第二导线14和16。扭绞二股电线12被绝缘材料包围着。扭绞双线带状电缆10被设计成至少有一个第一平直未扭绞部分20夹在扭绞双线部分22之间。在平直未扭绞部分20内的一根导线14或16有一段导线被从带状电缆10的平直部分20去掉，在导线14或16内形成电开路24。虽然图1中显示的是在带状电缆10内有3对扭绞二股电线12，但对集总电阻电力电缆的扭绞二股电线12的具体数量并无限制，而且集总电阻电力电缆可以使用具有或多或少的扭绞二股电线12的带状电缆10。

参照图2，这是可以安装在扭绞双线带状电缆10的平直未扭绞部分20上的电阻器装置30。该电阻器装置30具有壳体，它包含处在扭绞双线带状电缆10一边的第一壳体元件32，和处在带状电缆10另一边并与第一壳体元件32相配的第二壳体元件34，以将带状电缆10收纳在此二壳体元件32和34之间。第一壳体元件32内有凹窝36，用来接纳固定导电触点40的支撑元件38。此支撑元件38可以由电路板材料或类似的适于接纳电气元件的层状绝缘板材料形成。导电触点40为具有由槽44隔开的尖刺元件42的IDC型触点。导电触点40置于支撑元件38内，与扭绞双线的导线14和16对齐。与凹窝36一起可以有另一个凹窝46，它允许把一些分立的电阻元件置于支撑元件38的顶表面上，这在下面会详细讨论。第一壳体元件32也可以包含凹窝48，它接纳形成在第二壳体元件34上的凸块50。可以用环氧等粘接剂，超声焊接等方法将凹窝48和凸块50固定在一起。或者，可以用锁定机构来构成凹窝48和凸块50，这些机构在凸块50插入凹窝48中时使它们彼此咬合。在还有一种方案中，第一和第二壳体元件32和34可以用螺丝固定，这些螺丝被插入开在第二壳体元件34的孔内，并被拧进第一壳体元件32的螺纹孔内。

参照图3，这是置于扭绞双线带状电缆10上的电阻器装置30的平面视图。和以前的图中相似的元件在图3中用相同的数字标示。此平面视图显示了导电触点40，它们处在扭绞二股电线12的导线14内电开路24的两边，并与导线14电连接。该平面视图还显示了处在扭绞二股电线12的另一根导线16上并与它电连接的导电触点40。最好让处在导线16上的导电触点40相对于处在导线14上的导电触点40有横向偏移。

图4A至4C是安装在扭绞双线带状电缆10上的支撑元件38的不同侧视图。与前面各图相似的元件在图4A至4C中以相同的数字标示。图4A显示沿线A-A’的支撑元件38和扭绞双线带状电缆10侧视图。此时导电触点40刺进扭绞双线带状电缆10内。扭绞二股电线12的导线14和16处在导电触点40的槽44内。支撑元件38具有电通路60和62，用来将导电触点40和支撑元件38的电气元件相连接。通路60将与扭绞双线导线14连接的导电触点40连至形成在支撑元件38中间表面66上的电阻元件64。在此实施例中，电阻元件64是由大家熟知的厚膜工艺形成的厚膜电阻。通路62将形成在支撑元件38顶表面70上的接地面68与和扭绞双线导线16相连的导电触点40电连接。由于一端不通的通路，例如部份穿过基底的那些通孔，要比通孔通路的制造成本高，通路60最好是与接地面68隔离的通孔通路。

图4B显示沿线B-B’的支撑元件38和扭绞双线带状电缆10侧视图。此时导电触点40刺进扭绞双线带状电缆10内。而导电触点40与电开路24两边的导线14电连接。导电通路60将导电触点40与形成在支撑元件38中间表面66上的导线72相连接。导线72则与形成在中间表面66上的厚膜电阻元件64电连接。这样形成的电路利用电阻元件64跨越导线14中的电开路24。

图4C显示沿线A-A’的支撑元件38和扭绞双线带状电缆10另一实施例的侧视图。此时导电触点40刺进扭绞双线带状电缆10内。扭绞二股电线12的导线14和16处在导电触点40的槽44内。在此实施例中，支撑元件38具有电通路60，用来将导电触点40与和位于支撑元件38顶表面70上的电阻元件64电连接。在此实施例中，不存在中间表面66。在此实施例中，电阻元件64是一些分立电阻，它们通过形成在顶表面70上的导线72与通路电连接。接地面68形成在支撑元件38的底表面74上，导电触点40就从那儿伸出。接地面68与导电触点40电连接，后者与扭绞二股电线12的导线16相咬合。与扭绞二股电线12的导线14相咬合的导电触点40与导电触点68绝缘。

参照图5，这是和多通道分压信号采集探头82一起使用的集总电阻电力电缆80的平面视图。集总电阻电力电缆80具有带平直未扭绞部分20和扭绞二股电线部分22的扭绞双线带状电缆10。处在扭绞双线带状电缆10一端的平直未扭绞部分20上安装有电接头84。电接头84具有一些导电触点86，每个导电触点86与扭绞二股电线12的导线14和16之一电连接。在扭绞双线带状电缆10另一端的平直未扭绞部分20上安装着探测头组件88。此探测头组件88有一些探测头90，每个探测头与扭绞二股电线12的导线14和16电连接。带串联电阻元件64的导线14通过多通道分压信号采集探头82的专用衰减器网络与探测头电连接。扭绞双线带状电缆10的中间平直部分20上安装着电阻器装置30，电阻器装置30的电阻元件64与扭绞二股电线12的导线14串联连接。

参照图6，这是图5的集总电阻电力电缆80的一种替代品。代替带探测头组件88和两端安装着电接头86的长集总电阻电力电缆80，此实施例采用一系列较小的集总电阻电力电缆90，其中电阻器装置30安装在扭绞二股电线带状电缆10的较少数量的中间平直部分上，而且电接头92和94安装在带状电缆10的任一端。电接头92和94具有若干导电触点96，每个导电触点96与扭绞二股电线12的导线14和16中的一根电连接。电接头92和94具有壳体98和100，它们彼此相配以将一条集总电阻电力电缆90固定在另一条上。当搭配在一起时，安装在一条集总电阻电力电缆90上的电接头的导电触点96与安装在另一条集总电阻电力电缆90上的电接头94的导电触点96电连接。在这类实施例中，集总电阻电力电缆90中的一条具有探测头组件88。

图7是集总电阻电力电缆110的另一个实施例的透视图。其中与以前的图相似的元件用相同的数字标示。扭绞双线带状电缆112和114以IDC型电接头116和118终结。扭绞二股电线12的每一根导线14和16与位于开在电接头116和118内的小孔120中的一个导电触点连接。电阻器装置122具有基底124及与电接头116和118相配的电接头126和128。基底124内有电阻元件与电接头126和128中的导电触点电连接。这些导电触点又与电接头116和118内的导电触点搭配，电接头116和118与扭绞二股电线12的导线14和16中的一根电连接。基底124具有接地面，它与电接头126和128内的其它导电触点电连接。这些导电触点又与电接头116和118内的其它导电触点搭配，电接头116和118则与扭绞二股电线12的导线14和16中的另一根电连接。

图8A至8C表示电阻器装置122的不同视图。图8A是电阻器装置122的透视图，显示导电触点130。图8中与以前的图相似的元件用相同的数字标示。每个电接头126和128具有壳体132，壳体内安装若干按平行和移位行排列的导电触点130。导电触点130的平行行132和134与电接头116和118中小孔120内的相应导电触点搭配。导电触点130可穿过壳体132并在壳体顶端形成接触垫136，或者导电触点130可以与从该壳体伸出的导电引线电连接，后者与基底124上的接触垫相焊接。导电触点130的接触垫136与形成在基底124上的接触垫138电连接。基底124可以采用适合接纳电气元件的电路板材料或类似的层状绝缘板材做成。建议让每个电接头126和128的内行134的导电触点130，通过形成在基底124内的通路140，与位于基底124中间表面上的若干电阻元件136中的一个电连接，这从图8B和8C中沿线C-C’和D-D’的电阻器装置122侧视图看得最清楚。通路140至少伸至基底124的一个中间表面142上，那儿用厚膜工艺等形成一系列电阻元件136。如前所述，由于不通的通路的制造成本比通孔通路高，所以通路140最好是如图8C所示的通孔通路。每个电阻元件136电连接在相对的通路140之间，后者则与电接头126和128的行134中对齐的导电触点130电连接。接地面144形成在与电接头126和128相邻的基底124表面上。每个电接头126和128的外行132上的导电触点130与接地面144电连接。也可以把接地面144置于基底124的顶表面146上，其中每个电接头126和128的外行132上的导电触点130通过基底124内的通孔通路与接地面144连接。

电阻器装置122与扭绞双线带状电缆112和114相连接，其中电阻器装置电接头126和128与安装在扭绞双线带状电缆112和114上的电接头116和118相配。与基底接地面144电连接的电接头126和128的外行132的导电触点130与电接头116和118小孔120内的相应导电触点电连接。这些导电触点又与每条扭绞二股电线12的导线16电连接。通过电阻器装置122维持这些电线组16的电连续性。与基底124内各电阻元件136电连接的电接头126和128的内行134的导电触点130，与电接头116和118小孔120内相应的导电触点电连接。这些导电触点又与每个扭绞二股电线12的导线14电连接。电阻器装置122内每个电阻元件136在扭绞二股电线12的导线14内提供串联集总电阻。多个扭绞双线带状电缆112，114可以在电阻器装置122内连在一起，以形成沿电缆长度具有集总电阻的较长的扭绞双线带状电缆。

本专业技术人员显然明白，可以对本发明上述各实施例的细节作若干改变而不偏离其基本原理。因此，本发明的范围只应由下面的权利要求书确定。

Claims

1.集总电阻电力电缆，包括：

带状电缆，具有若干扭绞二股电线，每条扭绞二股电线具有第一和第二导线和至少一个第一未扭绞部分，若干扭绞二股电线中的每条在未扭绞部分内具有在第一和第二导线的其中一根中形成的电开路；

电阻器装置，被设置于扭绞二股电线的未扭绞部分上，具有带第一壳体元件的壳体，从其伸出若干导电触点并与扭绞二股电线的第一和第二导线的每一根电连接，这些导电触点设置在第一和第二导线的其中一根内的电开路的任一边及第一和第二导线中的另一根，具有跨电开路与导电触点电连接的电阻元件，壳体具有与第一壳体元件固定配合的第二壳体元件以便收纳在两壳体元件之间的扭绞二股电线的未扭绞部分。

2.如权利要求1所述的集总电阻电力电缆，还包括带状电缆，具有若干扭绞二股电线，每条扭绞二股电线具有若干未扭绞部分。

3.如权利要求2所述的集总电阻电力电缆，其中扭绞二股电线的若干未扭绞部分的每个具有电开路，形成于未扭绞部分内第一和第二导线的其中一根内。

4.如权利要求3所述的集总电阻电力电缆，还包括设置于扭绞二股电线的若干未扭绞部分的每个上的电阻器装置，每个电阻器装置具有带第一壳体元件的壳体，从其伸出一些导电触点并与扭绞二股电线的第一和第二导线的每一根电连接，这些导电触点设置在第一和第二导线的其中之一内的电开路的任一边及第一和第二导线的另一根，具有跨电开路与导电触点电连接的电阻元件，壳体具有与第一壳体元件固定配合的第二壳体元件以便收纳在两壳体元件之间的扭绞二股电线的未扭绞部分。

5.如权利要求1所述的集总电阻电力电缆，其中第一壳体元件内形成凹陷，以便接收安装在支撑元件上的导电触点，支撑元件上设置有若干电阻元件与电开路任一边的导电触点电连接。

6.如权利要求5所述的集总电阻电力电缆，其中电阻元件为分立电阻，通过位于支撑元件内的导电通路与导电触点电连接。

7.如权利要求6所述的集总电阻电力电缆，其中支撑元件还包括接地面，处于与电阻元件相对的表面上，并与电连接到扭绞二股电线的第一和第二导线中的另一根的导电触点电连接。

8.如权利要求5所述的集总电阻电力电缆，其中电阻元件为厚膜电阻，置于支撑元件内中间表面上并通过置于支撑元件内的导电通道与导电触点电连接。

9.如权利要求8所述的集总电阻电力电缆，其中支撑元件还包括接地面，位于接纳导电触点的表面上并与该导电触点电连接，而导电触点与扭绞二股电线的第一和第二导线中的另一根电连接。

10.如权利要求1所述的集总电阻电力电缆，还包括设置于带状电缆一端的电接头，具有若干电触点与若干扭绞二股电线的第一和第二电缆导线中的每一根电连接，和处在带状电缆的另一端的探测头组件，具有若干探测头与若干扭绞二股电线的第一和第二导线中的每一根电连接。

11.如权利要求10所述的集总电阻电力电缆，还包括若干带电阻元件的带状电缆，电阻元件跨越扭绞二股电线的第一和第二导线其中一根的电开路电连接，每条带状电缆具有处于带状电缆一端的第一电接头和处于带状电缆另一端的第二电接头，每个电接头具有若干导电触点与若干扭绞二股电线的第一和第二导线中的每一根电连接。

12.如权利要求11所述的集总电阻电力电缆，其中带探测头组件的带状电缆的电接头与若干带状电缆的第一和第二电接头中的一个相配，而另外的若干带状电缆的第一电接头与另外的若干带状电缆的第二电接头相配和电连接。

13.集总电阻电力电缆，包括：

带状电缆，具有若干扭绞二股电线，每条扭绞二股电线具有若干未扭绞部分，若干扭绞二股电线的每条具有形成在未扭绞部分内其中一根电线中的电开路；

电阻器装置，被置于扭绞二股电线的若干未扭绞部分的每个上，每个电阻器装置具有带第一壳体元件的壳体，从其伸出若干导电触点并与扭绞二股电线的每一根电线电连接，这些导电触点设置在电线中的电开路的任一边及另外的一些电线，具有跨电开路与导电触点电连接的电阻元件，壳体具有与第一壳体元件固定配合的第二壳体元件以便收纳在两壳体元件之间的扭绞二股电线的未扭绞部分。

14.如权利要求13所述的集总电阻电力电缆，其中第一壳体元件内形成凹陷，以便接收安装在支撑元件上的导电触点，支撑元件上设置有若干电阻元件与电开路任一边的导电触点电连接。

15.如权利要求14所述的集总电阻电力电缆，其中电阻元件是分立电阻，通过位于支撑元件内的导电通路与导电触点电连接。

16.如权利要求15所述的集总电阻电力电缆，其中支撑元件还包括接地面，处于与电阻元件相对的表面上并与导电触点电连接，而导电触点与扭绞二股电线的另外的电线电连接。

17.如权利要求14所述的集总电阻电力电缆，其中电阻元件是厚膜电阻，置于支撑元件内中间表面上并通过置于支撑元件内的导电通道与导电触点电连接。

18.如权利要求17所述的集总电阻电力电缆，其中支撑元件还包括接地面，位于接纳导电触点的表面上并与导电触点电连接，而导电触点与扭绞二股电线的另外的电线电连接。

19.如权利要求13所述的集总电阻电力电缆，还包括设置于带状电缆一端的电接头，具有若干电触点与若干扭绞二股电线的每根电线电连接，和设置在带状电缆的另一端的探测头组件，具有若干探测头与若干扭绞二股电线的每根电线电连接。

20.集总电阻电力电缆，包括：

至少第一和第二带状电缆，每条带状电缆具有若干扭绞二股电线，每条扭绞二股电线具有第一和第二导线；

至少第一和第二电接头，第一和第二电接头的其中一个安装在第一带状电缆的其中一端，第二电接头安装在第二带状电缆的其中一端，每个电接头具有若干导电触点，每个导电触点与第一和第二带状电缆其中之一的其中一根导线电连接；及

电阻器装置，具有安装在基底上的第一和第二电接头，第一和第二电接头中的每一个具有若干导电触点，电阻器装置第一和第二电接头的每个导电触点与带状电缆第一和第二电接头的其中一个导电触点电连接，且基底具有若干电阻元件，每个电阻元件与第一和第二电阻器装置电接头的第一组导电触点电连接，这些电接头与每条扭绞二股电线的其中一根导线电连接，并且第一和第二电阻器装置电接头的第二组导电触点与形成在基底上的接地面电连接，而接地面与每条扭绞二股电线的另一根导线电连接。

21.如权利要求20所述的集总电阻电力电缆，还包括探测头组件，处在第一和第二带状电缆其中之一的相对端，具有若干探测头与若干扭绞二股电线的第一和第二导线的每一根电连接，且另外的电接头安装在第一和第二带状电缆中的另一条的相对端。

22.如权利要求21所述的集总电阻电力电缆，还包括若干带状电缆，每条带状电缆具有若干扭绞二股电线，每条扭绞二股电线具有第一和第二根导线，并且若干带状电缆的每条至少具有第一和第二电接头和若干电阻器装置，每个电接头具有若干导电触点，每个导电触点与扭绞二股电线的其中一根导线电连接，每个电阻器装置与若干带状电缆中至少两条的电接头中的一个电连接。