CN102568720B

CN102568720B - 一种张力恒定的可计算交直流差电阻

Info

Publication number: CN102568720B
Application number: CN201110427030.7A
Authority: CN
Inventors: 黄晓钉; 罗宇轩; 潘攀
Original assignee: 514 Institute of China Academy of Space Technology of CASC
Current assignee: 514 Institute of China Academy of Space Technology of CASC; Beijing Dongfang Measurement and Test Institute
Priority date: 2011-12-19
Filing date: 2011-12-19
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2031-12-19
Also published as: CN102568720A

Abstract

本发明提供的一种张力恒定的可计算交直流差电阻，针对同轴线吊丝结构的可计算交直流差电阻，设置使电阻丝始终保持紧绷状态的拉紧装置，提高了可计算交直流差电阻结构的的稳定性；包括同轴的内金属套筒和外金属套筒，单丝直线形的电阻丝位于内金属套筒的中心轴线上，电阻丝采用双孔回线法与内金属套筒后端面连接后再与外金属套筒后端面压接连接；内金属套筒和外金属套筒的前端面中心位置处分别具有前端面中心孔，电阻丝依次穿过内金属套筒前端面中心孔和外金属套筒前端面中心孔，在电阻丝从外金属套筒前端面中心孔穿出之处具有使电阻丝保持紧绷状态的拉紧装置。

Description

一种张力恒定的可计算交直流差电阻

技术领域

本发明涉及电学计量技术领域，特别是涉及一种张力恒定的可计算交直流差电阻。

背景技术

电阻是最常见的电学元器件之一，高准确度的电阻不仅是高精度仪器仪表的核心部件，也被广泛运用于许多科研场合。为了提高电阻量值的准确度，国际计量界从1990年开始就陆续启动了以量子化霍尔电阻标准代替传统的实物电阻标准的研究。实验证明，采用量子化霍尔电阻标准后，电阻单位量值的复现准确度及国际一致性比用实物计量基准提高了2个数量级以上，并且从根本上消除了电阻单位的量值随时间变化的现象，使直流电阻量值有了可靠的溯源依据。

但是，大部分实际场合中，电阻器件多用于交流和高频电路。在交流状态下，电阻器件中会存在寄生电感、寄生电容，此外交流电磁场中的导线的趋肤效应、导线之间的邻近效应、周围介质损耗等因素，使交流电路中电阻元件的阻抗实部并不等于直流状态下的电阻量值。所以交流电阻的量值不能简单地搬用该电阻器件在直流状态下的电阻值，需要直接建立交流电阻标准以适应日益发展的科研工作的需要。

到目前为止，在国际上仅有德国PTB(国家物理研究院)用交流量子化霍尔效应实现了交流电阻自然基准，量值近13kΩ，准确性还不能充分确定，且对于电流测量使用的低值电阻要经过多级传递，引入新的误差，因此当前确定交流电阻特性的有效办法是研制“可计算交流差电阻”。在交流状态下，电阻器件中存在的寄生电感和寄生电容以及各种附加损耗主要和电阻器件的导线形状、位置和周围的电磁环境有关。因此，如果能研制出一种几何形状规则的电阻器件，其中的电磁场可详细计算，就可计算出其寄生电感和寄生电容以及各种附加损耗，从而准确求出交流电阻量值与直流电阻的差别，这样就可以从可溯源的直流电阻量值导出其交流电阻量值了，使交流电阻量值也具有了可溯源性。这种特殊研制出的电阻器件就称为“可计算交直流差电阻”。

现有技术中，已经实现了几种类型的“可计算交直流差电阻”，其中，将单丝直线形的电阻丝置于金属圆筒中心位置处做成同轴状可计算交直流差电阻是结构最规则、计算最准确的方法之一，这种情况下的电磁场和分布参数可以准确计算。但是这种把电阻丝悬在同轴线中心处的吊丝结构，由于应力释放的效应、内外筒与电阻丝的膨胀系数不同、外力作用等因素，随着时间的增长，电阻丝会产生松弛现象，不能一直保持绷紧状态，从而影响寄生电感和寄生电容以及各种附加损耗的准确计算，导致这种可计算交直流差电阻的稳定性较差。同时，电阻丝与内筒底部、电阻丝与电位正极端通常采用焊接方式连接，可产生热电势，引起交直流变差。

发明内容

本发明根据现有技术存在的缺陷，提出一种张力恒定的可计算交直流差电阻，目的是使同轴线吊丝结构的可计算交直流差电阻的电阻丝总处于紧绷的状态，避免由于应力释放、膨胀系数不同、外力作用等因素使电阻丝产生松弛现象，提高可计算交直流差电阻结构的稳定性。

本发明的技术方案是：

一种张力恒定的可计算交直流差电阻，包括同轴的内金属套筒和外金属套筒，单丝直线形的电阻丝位于内金属套筒的中心轴线上，从所述电阻丝上引出电流正极端引出线和电压正极端引出线，从所述内金属套筒前端面上引出电流负极端引出线，从所述外金属套筒前端面上引出电压负极端引出线；其特征在于，所述电阻丝采用双孔回线法与内金属套筒后端面连接后再与外金属套筒后端面压接连接；所述双孔回线法是指所述内金属套筒后端面中心位置处具有内中心孔，内中心孔的邻近位置另有一个侧孔，电阻丝从内中心孔穿出后从侧孔穿入，再从内中心孔穿出；所述内金属套筒和外金属套筒的前端面中心位置处分别具有前端面中心孔，所述电阻丝依次穿过内金属套筒前端面中心孔和外金属套筒前端面中心孔，在所述电阻丝从外金属套筒前端面中心孔穿出之处具有使电阻丝保持紧绷状态的拉紧装置。

所述拉紧装置包括拉紧弹簧，所述拉紧弹簧的一端固定在位于外金属套筒前端面中心位置处的固定托上，另一端具有固定电阻丝的绝缘夹块，所述固定托上具有的中心孔位于外金属套筒前端面中心孔上，电阻丝依次从内金属套筒前端面中心孔和外金属套筒前端面中心位置的固定托中心孔穿出后，再穿过所述拉紧弹簧后由固定电阻丝的绝缘夹块夹住固定。

所述外金属套筒后端面具有外中心孔，所述电阻丝与内金属套筒后端面采用双孔回线法连接后直接从外金属套筒后端面的外中心孔穿出，并通过有固定螺丝的压片压接在外金属套筒后端面上。

所述电阻丝从内金属套筒前端面中心孔穿出后引出电流正极端引出线，电流正极端引出线从外金属套筒前端面上的一个偏孔穿出；所述内金属套筒前端面上的电流负极端引出线从外金属套筒前端面上的另一个偏孔穿出；所述电阻丝依次穿过内金属套筒前端面中心孔和外金属套筒前端面中心孔再连接拉紧装置后的引出线为电压正极端引出线。

所述电流负极端引出线与内金属套筒前端面的连接点、电压负极端引出线与外金属套筒前端面的连接点以及电流正极端引出线与电阻丝的连接点均为压接方式的连接点。

所述内金属套筒和外金属套筒之间具有绝缘垫块，分布在外金属套筒内壁上。

所述内金属套筒和外金属套筒均采用紫铜材料制成。

本发明的技术效果：

本发明提供的一种张力恒定的可计算交直流差电阻，针对同轴线吊丝结构的可计算交直流差电阻，设置使电阻丝始终保持紧绷状态的拉紧装置，避免由于应力释放、膨胀系数不同、外力作用等因素使电阻丝产生的松弛现象，提高了可计算交直流差电阻结构的稳定性。本发明的张力恒定的可计算交直流差电阻，包括同轴的内金属套筒和外金属套筒，电阻丝位于内金属套筒的中心轴线上，在电阻丝依次从内金属套筒前端面中心孔和外金属套筒前端面中心孔穿出后，通过在外金属套筒前端面中心孔处设置的拉紧装置，使电阻丝由于应力释放、膨胀系数不同，外力作用等因素产生的松弛现象时，拉紧装置始终会对它施加一定的拉力，这样就可以使电阻丝始终保持紧绷状态；另外为避免两种不同金属材料由于焊接引起的热电势，本发明中，电阻丝与内金属套筒后端面的连接采用双孔回线法连接，即内金属套筒后端面上有两个孔，电阻丝从内金属套筒内中心孔穿出后从侧孔穿入，再从内中心孔穿出；电阻丝与外金属套筒后端面的连接则采用压接的方式连接，即外金属套筒后端面上有一个外中心孔，电阻丝与内金属套筒后端面采用双孔回线法连接后，直接从外金属套筒后端面外中心孔穿出，并通过有固定螺丝的压片将电阻丝压接在外金属套筒后端面上；因此本发明设置在外金属套筒前端面处的拉紧弹簧，将电阻丝保持在紧绷状态，也使电阻丝与内金属套筒和电压正极端能够保持很好的接触，避免了由于没有焊接而使电阻丝与内金属套筒和电压正极端接触不好的现象发生，从而避免了热电势的引入的交直流变差。

附图说明

图1是本发明一种张力恒定的可计算交直流差电阻的实施例示意图。

图2a是图1的拉紧装置位置处的局部放大的示意图。

图2b是图2a的左视的示意图。

图3a是图1的内金属套筒后端面的示意图。

图3b是图1的外金属套筒后端面的示意图。

附图标记列示如下：1-电阻丝，2-拉紧弹簧，31-绝缘夹块，32-固定托，4-内金属套筒，5-外套金属筒，6-前端面中心孔，7-偏孔，8-绝缘垫块，41-内中心孔，42-侧孔，51-外中心孔，52-弹簧压片。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。

如图1所示，一种张力恒定的可计算交直流差电阻，包括同轴的内金属套筒4和外金属套筒5，电阻丝1位于内金属套筒4的中心轴线上，从电阻丝1上引出电流正极端引出线I+和电压正极端引出线V+，从内金属套筒4的前端面上引出电流负极端引出线I-，从外金属套筒5的前端面上引出电压负极端引出线V-；内金属套筒4和外金属套筒5的前端面中心位置处分别具有前端面中心孔6，电阻丝1依次穿过内金属套筒前端面中心孔和外金属套筒前端面中心孔，在电阻丝从外金属套筒前端面中心孔穿出之处具有使电阻丝保持紧绷状态的拉紧装置。

如图2a、2b所示，本实施例的拉紧装置包括拉紧弹簧2，拉紧弹簧2的一端固定在位于外金属套筒前端面中心位置处的固定托32上，另一端具有固定电阻丝的绝缘夹块31，固定托上具有的中心孔位于外金属套筒前端面的中心孔上，电阻丝依次从内金属套筒前端面中心孔和外金属套筒前端面中心位置的固定托32的中心孔穿出后，再穿过拉紧弹簧后由固定电阻丝的绝缘夹块31夹住固定；当电阻丝由于应力释放、与内外筒膨胀系数不同、受外力作用等因素产生松弛现象时，拉紧弹簧2始终会对它施加一个拉力，这样就可以使电阻丝1始终保持紧绷状态。

如图3a和图3b所示，分别为内金属套筒后端面和外金属套筒后端面的示意图。内金属套筒后端面具有内中心孔41，内中心孔41的邻近位置另有一个侧孔42，电阻丝与内金属套筒后端面的连接采用双孔回线法连接，即电阻丝从内中心孔41穿出后从侧孔42穿入，再从内中心孔41穿出；外金属套筒后端面具有外中心孔51，电阻丝与内金属套筒后端面采用双孔回线法连接后，直接从外金属套筒后端面的外中心孔51穿出，并通过有固定螺丝的压片52将电阻丝压接在外金属套筒后端面上。另外电流负极端引出线I-与内金属套筒4前端面的连接点、电压负极端引出线V-与外金属套筒5前端面的连接点以及电流正极端引出线I+与电阻丝1的连接点也均为压接方式的连接点，以避免两种不同金属材料由于焊接引起的热电势，

另外，图1中，电阻丝1从内金属套筒前端面中心孔6穿出后引出电流正极端引出线I+，电流正极端引出线I+从外金属套筒5前端面上的一个偏孔7穿出；内金属套筒前端面上引出的电流负极端引出线I-从外金属套筒前端面上的另一个偏孔7穿出；电阻丝1依次从内金属套筒和外金属套筒前端面中心孔6穿出后，再与拉紧弹簧2和绝缘夹块31连接后的引出线为电压正极端引出线V+；内金属套筒4和外金属套筒5之间具有绝缘垫块8，分布在外金属套筒5内壁上；内金属套筒4和外金属套筒5均采用紫铜材料制成。

应当指出，以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明创造，但不以任何方式限制本发明创造。因此，尽管本说明书和实施例对本发明创造已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明创造进行修改或者等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均涵盖在本发明创造专利的保护范围当中。

Claims

1.一种张力恒定的可计算交直流差电阻，包括同轴的内金属套筒和外金属套筒，单丝直线形的电阻丝位于内金属套筒的中心轴线上，从所述电阻丝上引出电流正极端引出线和电压正极端引出线，从所述内金属套筒前端面上引出电流负极端引出线，从所述外金属套筒前端面上引出电压负极端引出线；其特征在于，所述电阻丝采用双孔回线法与内金属套筒后端面连接后再与外金属套筒后端面压接连接；所述双孔回线法是指所述内金属套筒后端面中心位置处具有内中心孔，内中心孔的邻近位置另有一个侧孔，电阻丝从内中心孔穿出后从侧孔穿入，再从内中心孔穿出；所述内金属套筒和外金属套筒的前端面中心位置处分别具有前端面中心孔，所述电阻丝依次穿过内金属套筒前端面中心孔和外金属套筒前端面中心孔，在所述电阻丝从外金属套筒前端面中心孔穿出之处具有使电阻丝保持紧绷状态的拉紧装置；所述拉紧装置包括拉紧弹簧，所述拉紧弹簧的一端固定在位于外金属套筒前端面中心位置处的固定托上，另一端具有固定电阻丝的绝缘夹块，所述固定托上具有的中心孔位于外金属套筒前端面中心孔上，电阻丝依次从内金属套筒前端面中心孔和外金属套筒前端面中心位置的固定托中心孔穿出后，再穿过所述拉紧弹簧后由固定电阻丝的绝缘夹块夹住固定。

2.根据权利要求1所述的张力恒定的可计算交直流差电阻，其特征在于，所述外金属套筒后端面具有外中心孔，所述电阻丝与内金属套筒后端面采用双孔回线法连接后直接从外金属套筒后端面的外中心孔穿出，并通过弹簧压片压接在外金属套筒后端面上。

3.根据权利要求1所述的张力恒定的可计算交直流差电阻，其特征在于，所述电阻丝从内金属套筒前端面中心孔穿出后引出电流正极端引出线，电流正极端引出线从外金属套筒前端面上的一个偏孔穿出；所述内金属套筒前端面上的电流负极端引出线从外金属套筒前端面上的另一个偏孔穿出；所述电阻丝依次穿过内金属套筒前端面中心孔和外金属套筒前端面中心孔再连接拉紧装置后的引出线为电压正极端引出线。

4.根据权利要求1所述的张力恒定的可计算交直流差电阻，其特征在于，所述电流负极端引出线与内金属套筒前端面的连接点、电压负极端引出线与外金属套筒前端面的连接点以及电流正极端引出线与电阻丝的连接点均为压接方式的连接点。

5.根据权利要求1所述的张力恒定的可计算交直流差电阻，其特征在于，所述内金属套筒和外金属套筒之间具有绝缘垫块，分布在外金属套筒内壁上。

6.根据权利要求1所述的张力恒定的可计算交直流差电阻，其特征在于，所述内金属套筒和外金属套筒均采用紫铜材料制成。