DE10128433C1

DE10128433C1 - Non-inductive low-impedance electrical resistor for use as a shunt resistor, has strip-shaped planar metal layers stacked in levels with congruent symmetrical contours and insulated from each other

Info

Publication number: DE10128433C1
Application number: DE2001128433
Authority: DE
Inventors: Carl-Albrecht Schiller
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-06-12
Filing date: 2001-06-12
Publication date: 2002-10-02
Anticipated expiration: 2021-06-13

Abstract

Metal layers for outer planar levels (1,5) each being a layer of current feed are disconnected in a longitudinal direction. Low-impedance flat-shaped resistors (16) fitted congruently bypass disconnecting sections. The widths of the planar metal layers for the outer planar levels in a connection area for the flat-shaped resistors are as a big/small as the other resistors.

Description

Die Erfindung betrifft einen neuartigen induktionsarmen, niederohmigen elektrischen Widerstand.The invention relates to a novel low-induction, low resistance electrical resistance.

Ein solcher Widerstand ist aus der DE-A-24 13 457 bekannt und besteht aus einem isolierenden Trägerkörper, z. B. aus Keramik, Glas oder Kunststoff, dessen Oberfläche mit ei ner Schicht aus Widerstandsmaterial belegt und seitlich mit elektrischen Anschlusselementen versehen ist. Der dort verwendete Trägerkörper besitzt zwei parallele, vollständig mit Widerstandsmaterial belegte große Flä chen, von denen jede am gleichen Ende, lediglich durch die Dicke der isolierenden Trägerkörpers getrennt, je ein Kontaktierungsfeld mit daran befestigten Anschlussklemmen aufweist. Die Kontaktierungsfelder sind über eine am an deren Ende von den Kontaktierungsfeldern befindliche schmale Fläche hinweg, deren Kanten abgerundet sind, mit einander elektrisch leitend verbunden. Die Widerstands schicht auf dem Trägerkörper besteht aus Tantalnitrid, der Trägerkörper aus Kunststoff, beispielsweise aus Poly imid. In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Widerstandskörper des elektrischen Widerstandes aus einer flachen kreisförmigen Scheibe, deren gesamte Oberfläche mit einer Widerstandsschicht belegt ist, besteht und dass sich im Zentrum der Kreisflächen je ein kreisförmiges Kontaktierungsfeld befindet, an dem jeweils ein oder meh rere Paare elektrischer Anschlusselemente angebracht sind.Such a resistor is known from DE-A-24 13 457 and consists of an insulating support body, e.g. B. from Ceramic, glass or plastic, the surface of which with egg A layer of resistance material is coated and on the side is provided with electrical connection elements. The carrier body used there has two parallel, Large areas completely covered with resistance material chen, each at the same end, just by the thickness of the insulating support body separately, one each Contacting field with attached terminals having. The contact fields are via an on the end of which is from the contacting fields narrow surface, the edges of which are rounded with electrically connected to each other. The resistance layer on the carrier body consists of tantalum nitride, the carrier body made of plastic, for example made of poly imide. In one embodiment it is provided that the Resistor body of electrical resistance from a flat circular disc, the entire surface of which is covered with a resistance layer, and that there is a circular one in the center of each circular area Contacting field is located on the one or more rere pairs of electrical connection elements attached are.

Derartige Präzisionswiderstände werden beispielsweise als Shuntwiderstände in der Strommesstechnik für Hochfrequenzstrommessungen in Vierpolanordnungen (Kelvin-Tech nik) zur Erzeugung eines dem zu messenden Strom propor tionalen Spannungssignales verwendet. Dabei sind eine Strom-Hin- und -Rückführung zum eigentlichen Widerstands körper für den zu messenden Strom und ein zweites Leiter paar am Widerstandskörper vorgesehen, wobei das zweite Leiterpaar das dem resultierenden Strom proportionale Spannungssignal zum Messgerät führt.Such precision resistors are used, for example, as Shunt resistors in current measurement technology for high-frequency current measurements in four-pole arrangements (Kelvin-Tech nik) to generate a proportion to the current to be measured tional voltage signal used. There are one Current return and return to the actual resistance body for the current to be measured and a second conductor couple provided on the resistance body, the second Pair of conductors that is proportional to the resulting current Voltage signal leads to the measuring device.

Während für Gleichströme nahezu beliebig perfekte Strom spannungswandler dieser Art realisiert werden können, zeigen die verwendeten Shuntwiderstände zur Strommessung von Wechselströmen durch Anteile von Eigeninduktivität (Serieninduktivität des Widerstandskörpers) und Gegenin duktivität (zusätzlich zum gewünschten stromproportiona len Spannungssignal in den Fühlerkreis induzierte Fehler spannung durch magnetische Kopplung des Stromkreises mit dem Fühlerkreis) ein nicht-ideales Verhalten. Diese Pro blematik ist bereits in der oben genannten Patentanmel dung wiedergegeben. Bei steigenden Frequenzen steigen die unerwünschten induktiven Anteile des Messsignals im Ver hältnis zum gewünschten Ohmschen Spannungsabfall propor tional an.While for DC currents almost any perfect current voltage converters of this type can be realized show the shunt resistors used for current measurement of alternating currents through portions of self-inductance (Series inductance of the resistance body) and counterpart ductivity (in addition to the desired proportion of electricity len voltage signal in the sensor circuit induced errors voltage by magnetic coupling of the circuit with the sensor circuit) a non-ideal behavior. This pro blematik is already in the above-mentioned patent application reproduced. With increasing frequencies, the unwanted inductive components of the measurement signal in the ver ratio to the desired ohmic voltage drop propor tionally.

Um den störenden Einfluss gering zu halten, werden Geo metrien zur Hin- und Rückstromführung im Stromkreis ge wählt, bei denen durch räumliche Nähe magnetischer stö render Einfluss eliminiert wird. Zur Anwendung kommen da bei die bekannten Bifilar-, Mäander- sowie Parallelführ techniken. Eine bekannte Realisierung ist die mit sog. doppelt-koaxialen Messwiderständen, die bei endlichen Ab messungen prinzipiell einen induktiven und gegenindukti ven Anteil von Null am Abgriff des stromproportionalen Spannungsausganges zeigen. Für Shunt-Anwendungen in der Kleinsignal-Messtechnik ist die koaxiale Bauform jedoch weniger geeignet, da sie mit modernen Bestückungsmethoden (SMT-Technologie) nicht handhabbar ist. Trotz der Überlegenheit des doppelt-koaxialen Prinzips werden bei der Kleinsignalmesstechnik überwiegend Shuntwiderstände nach dem Stromkompensationsprinzip mit erheblicher Restinduk tion verwendet. Allen Stromkompensationsverfahren ist je doch gemeinsam, dass induktive Anteile nur verkleinert werden können, aber, da den räumlichen Abmessungen pro portional, in realen Ausführungen nicht zu prinzipiell Null gemacht werden können. Außerdem steigt bei verbesserter magnetischer Kompensation unvermeidbar deren parasitäre Kapazität.To keep the disruptive influence to a minimum, geo metrics for supply and return current in the circuit selects, where due to proximity magnetic interference render influence is eliminated. Come to use in the well-known bifilar, meander and parallel guidance techniques. A known implementation is the so-called. double-coaxial measuring resistors, which at finite Ab principally an inductive and counter-inductance ven share of zero in tapping the current proportional Show voltage output. For shunt applications in the Small-signal measurement technology, however, is the coaxial design less suitable because they use modern assembly methods (SMT technology) is not manageable. Despite the superiority of the double-coaxial principle are used in the Small signal measurement technology predominantly shunt resistors the current compensation principle with considerable residual induct tion used. All current compensation methods are ever but in common that inductive components only shrink can be, however, since the spatial dimensions per portionally, in real versions not too principled Can be made zero. It also increases improved magnetic compensation inevitable their parasitic capacitance.

Den doppelt-koaxialen Messwiderständen liegt das Prinzip zugrunde, dass bei perfekter Zylindersymmetrie von koaxi alen Hin- und Rückleiter als Stromkreis die zentrale Achse des Widerstandes feldfrei ist. Nutzt man die Zylin derachse zum Herausführen des Fühlersignals, ist dieses bauartbedingt induktions- und gegeninduktionsfrei.The principle lies in the double-coaxial measuring resistors on the basis that with perfect cylindrical symmetry from koaxi alen forward and return conductors as a circuit the central one Axis of resistance is field free. If you use the Zylin is the axis for leading out the sensor signal design-free induction and counter-induction.

Aus der DE 195 42 162 A1 ist ein Strombegrenzer mit min destens zwei zueinander parallel geschalteten Wider standszweigen bekannt, bei dem jeder der Widerstands zweige mindestens einen Widerstand enthält und die Wider stände von je zwei parallel geschalteten Widerstandszwei gen im Betrieb von wenigstens annähernd gleichen Teil strömen durchflossen sind. Die Widerstände in den paral lel geschalteten Widerstandszweigen weisen induktivitäts arme Widerstandsbahnen auf und sind gegenseitig elekt risch isoliert und mit gleichen Bahnbereichen übereinan derliegend derart angeordnet, dass Teilströme durch diese Widerstandszweige in übereinanderliegenden Bahnbereichen und in zueinander entgegengesetzten Richtungen fließen.From DE 195 42 162 A1 a current limiter with min least two opposites connected in parallel branches known, in which each of the resistance branches contains at least one resistor and the cons stands of two resistance two connected in parallel conditions in the operation of at least approximately the same part flow through. The resistances in the paral All switched resistance branches have inductance poor resistance tracks and are mutually elect rically isolated and with the same rail areas arranged in such a way that partial flows through them Resistance branches in superimposed path areas and flow in opposite directions.

Weiterhin ist aus Der WO 00/55868 ein Dünnfilm mit Teil widerstand bekannt, der aus planaren Widerstandsschichten besteht, wobei zwei solche Widerstandsschichten derart angeordnet sind, dass sich nur eine geringe Gesamtinduk tivität ergibt. Furthermore, WO 00/55868 is a thin film with part resistance known from planar resistance layers consists of two such resistance layers are arranged that there is only a small total induct activity results.

Ausgehend von den bekannten Prinzipien liegt der vorlie genden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen induktions armen, niederohmigen elektrischen Widerstand anzugeben, der sich besonders einfach fertigen lässt, keine kompli zierten Strukturen aufweist und dennoch induktionsfreie Messungen der Ströme ermöglicht.Based on the known principles, this is available ing invention the task of an induction to indicate poor, low-resistance electrical resistance, which is particularly easy to manufacture, no complicated graced structures and yet induction-free Currents can be measured.

Gelöst wird die Aufgabe durch Ausgestaltung eines nieder ohmigen elektrischen Widerstandes gemäß den im Anspruch 1 und Anspruch 17 angegebenen Lehren.The task is solved by designing one ohmic electrical resistance according to that in claim 1 and claim 17 specified teachings.

Die Erfindung macht sich zunutze, dass die Zylindersym metrie nicht die einzige Symmetrieform ist, welche die Gewinnung eines induktionsarmen Fühlersignals erlaubt. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist es möglich, die Zylin dersymmetrie durch zwei senkrecht zueinander stehende Spiegelsymmetrieebenen zu ersetzen, um eine induktions freie Bauart zu ermöglichen. In der einen Ebene sind Strom-Hin- und -Rückführungsleitungen symmetrisch zur Ebene E2 in der Ebene E1 angeordnet. Die beiden Kreise mit den überlagerten Pfeilen symbolisieren den Verlauf der Magnetfeldlinien um die Leiter. Die dazwischen einge zeichnete schräge Linie symbolisiert den Verlauf der Mag netfeldstütze zwischen den Leitern, die von links nach rechts gehend das Vorzeichen wechselt und in der Mitte durch Null geht. Die in der Mitte symmetrisch angeordnete Leitung S ist induktionsfrei. Die resultierende Geometrie ist dabei planar.The invention makes use of the fact that the cylinder symmetry is not the only form of symmetry that allows the acquisition of a low-induction sensor signal. As can be seen from Fig. 2, it is possible to replace the cylin dersymmetrie by two mutually perpendicular mirror symmetry planes to enable an induction-free design. In one level, power supply and return lines are arranged symmetrically to level E2 in level E1. The two circles with the superimposed arrows symbolize the course of the magnetic field lines around the conductors. The oblique line drawn in between symbolizes the course of the magnetic field support between the conductors, which changes its sign from left to right and goes through zero in the middle. The line S arranged symmetrically in the middle is induction-free. The resulting geometry is planar.

Die Erfindung macht sich diese Überlegung zu eigen, um in planaren Ebenen den Widerstand aufzubauen, wie dies im Anspruch 1 angegeben ist, wobei die beiden zueinander senkrecht stehenden Symmetrieebenen realisiert werden. Die dargestellte Zylindersymmetrie wird ersetzt durch eine doppelte Spiegelsymmetrie. The invention adopts this consideration in order to planar levels to build up resistance, like this in Claim 1 is specified, the two to each other perpendicular planes of symmetry can be realized. The cylindrical symmetry shown is replaced by a double mirror symmetry.

Es hat sich gezeigt, dass ein nach der Erfindung aufge bauter elektrischer Widerstand auch noch geeignet ist, Ströme bei höheren Frequenzen induktionsfrei zu messen. So ist es möglich, den Messbereich nach dem Messverfahren gegenüber herkömmlichen Verfahren um den Faktor zehn zu vergrößern. Während bei herkömmlichen HF-Strommessungen an kleinen Widerständen die Grenzen durch den Aufbau und das induktive Verhalten begrenzt sind, z. B. bei 1 MHz ca. 1 Ω, bei 100 kHz ca. 0,1 Ω und bei 10 kHz bei 0,01 Ω, können die Widerstände nach der Erfindung bis zum Faktor 10 und mehr kleiner gehalten werden, also z. B. bei 1 MHz bis 0,1 Ω. Darüber hinaus gewährleisten der Aufbau und die Verwendung der flächenförmigen Widerstände eine hohe Temperaturunempfindlichkeit und die einfache Herstellung von Widerständen unterschiedlicher Dimensionen und Werte.It has been shown that one according to the invention built electrical resistance is also suitable Measure currents at higher frequencies without induction. So it is possible to measure the measuring range compared to conventional processes by a factor of ten enlarge. While with conventional HF current measurements at small resistances the limits through the construction and the inductive behavior is limited, e.g. B. at 1 MHz approx. 1 Ω, at 100 kHz approx. 0.1 Ω and at 10 kHz at 0.01 Ω, can the resistors according to the invention up to the factor 10 and more are kept smaller, e.g. B. at 1 MHz up to 0.1 Ω. In addition, the construction and the use of sheet-like resistors is high Insensitivity to temperature and easy manufacture of resistances of different dimensions and values.

Die gestapelten elektrischen Widerstände nach der Erfin dung sind relativ klein aufgebaut. Sie bestehen aus streifenförmigen Zuschnitten, die in Ebenen angeordnet sind, wobei die äußeren Ebenen zur Anpassung an verschie dene Messungen mit unterschiedlichen SMD-Widerständen oder aber auch mit im Druck hergestellten Widerständen gleicher Größenordnung und gleicher Symmetrie bestückt sein können. Die mindestens in der Z-Y-Richtung notwen dige Symmetrie der Metallschichten, die Kupferschichten oder andere Edelmetallschichten sein können, ist eine Voraussetzung der einwandfreien Funktion des Widerstan des. In X-Achsenrichtung können die Widerstände an den äußeren Ebenen asymmetrisch in Längsrichtung angeordnet sein. In jedem Fall müssen sie aber deckungsgleich im Verbund vorgesehen sein.The stacked electrical resistors according to the inven are relatively small. they consist of striped blanks arranged in levels are, with the outer levels to adapt to different measurements with different SMD resistors or with resistors made in printing of the same order of magnitude and symmetry could be. The necessary at least in the Z-Y direction ige symmetry of the metal layers, the copper layers or other layers of precious metal is one Prerequisite for the correct function of the resistor des. In the X-axis direction, the resistors at the outer levels arranged asymmetrically in the longitudinal direction his. In any case, they must be congruent in the Compound may be provided.

Vorteilhafte Weiterbildungen des induktionsarmen, nieder ohmigen elektrischen Widerstandes nach der Erfindung sind in den Unteransprüchen im einzelnen selbsterklärend ange geben. Advantageous further developments of the low-induction, low ohmic electrical resistance according to the invention self-explanatory in the subclaims give.

Zweckmäßigerweise werden die einzelnen Ebenen aus mit ei ner Metallschicht versehenen Folien hergestellt. Die Fo lien können Polyamid- oder Polycarbonat-Folien oder auch Folien aus anderem Isoliermaterial sein. Sie dürfen nur einen geringen Dehnungsfaktor aufweisen, um Symmetriever schiebungen zu vermeiden. Als Isolierschichten kommen aber auch Kunststoffträger, keramische Träger und Glas träger in Frage. Auch kann der Gesamtverbund durch Umgie ßen mit einer Harzschicht oder einem Kunststoff gegen Feuchtigkeit und aggressive Gase geschützt werden.The individual levels are expediently made with egg ner foils provided metal layer. The Fo Lien can polyamide or polycarbonate films or Foils made of other insulating material. You can only have a low elongation factor to ensure symmetry avoid shifts. Coming as insulation layers but also plastic carriers, ceramic carriers and glass carrier in question. The entire network can also be created by Umgie counter with a resin layer or a plastic Moisture and aggressive gases are protected.

Es ist zweckmäßig, für den Aufbau beschichtete geätzte Folien zu verwenden, da diese dünn sind und in einfacher Weise die Streifen ausgeschnitten werden können. Diese können zu ebenen Paaren gefaltet bzw. an einem Ende umge bogen werden, so dass eine Stromzuführungs- und eine Stromrückführungsebene in einem Arbeitsgang hergestellt werden können. Sie können aber auch aus Einzellagen ge stapelt und dann mittels Durchkontaktierungen wunschgemäß verbunden werden. Andere Metallisierungen sind ebenfalls zur Erzeugung der elektrischen Verbindungen verwendbar. Die auf der Zuführungsebene befindliche Leiterbahn, die auf der Oberseite der Zuführungsebene unterbrochen und mit einem SMD-Widerstand oder einem aufgedruckten Wider stand überbrückt ist, ist zweckmäßigerweise so breit wie der Streifen zugeschnitten. Er kann aber auch ein andere geometrische Form aufweisen, wobei im Anschlussbereich des Widerstandes die Breite sich über die gesamte Breite des Widerstandes erstrecken sollte. Ein so zusammengefüg ter Stapel von Ebenen kann dann in bekannter Weise auch durch Kontaktierungstechniken lagenmäßig miteinander in gewünschter Weise verbunden werden, um einen Stromzufüh rungsanschluss und einen Stromrückführungsanschluss auf der Stromanschlussseite des Widerstandes herstellen zu können. Auch diese Durchkontaktierungen sollten zweckmä ßigerweise symmetrisch beidseitig oder in der Schnittachse der Symmetrieebene vorgesehen sein. Die Durchkon taktierungstechnik kann aber auch angewendet werden, um die beiden Leiterbahnen der Stromrückführungsebene an der Fühleranschlussseite, nämlich der Rückseite, miteinander zu kontaktieren. Es versteht sich dabei von selbst, dass für die Durchkontaktierung die entsprechenden Leiterbahn anschlüsse so anzubringen sind, dass nur die gewünschten Kontaktierungen erstellt werden. Die Durchkontaktierung wird durch Einbringen von Kupferschichten oder anderen Metallschichten in Durchgangsbohrungen bei gleichzeitiger Anbindung an die Metallschicht der jeweiligen Ebene rea lisiert. Andere Verbindungen bis hin zum einfachen Auflö ten sind ebenfalls möglich. Die Metallschichten sind zweckmäßigerweise niederohmige Metallschichten. So kann beispielsweise Kupfer kaschierte Folie zur Anwendung kom men oder ein anderer Kupfer kaschierter Träger für die Stapelbildung herangezogen werden. Für eine perfekte Funktion müssen die Anschlüsse und die Durchkontaktierun gen oder Verbindungen, die anstelle von Durchkontaktie rungen zur Metallschichtverbindung verwendet werden, die Symmetriebedingungen mit erfüllen. Aus diesem Grunde sind derartige Kontaktierungen symmetrisch zur Längsachse an beiden Seiten jeweils vorzusehen. Als Anschlüsse, die mit den Kontaktierungen zu verbinden sind, werden zweckmäßi gerweise Koaxialsteckverbinder sowohl auf der Stroman schlussseite als auch an der Fühleranschlussseite verwen det. Diese Steckverbinder sind zweckmäßigerweise in der Schnittachse der Symmetrieebene angeordnet.It is appropriate to etched coated for the structure Use foils because they are thin and easier to use Way the strips can be cut out. This can be folded into flat pairs or vice versa at one end be bent so that a power supply and a Current feedback level produced in one operation can be. But you can also ge from individual layers stacks and then by means of vias as desired get connected. Other metallizations are also usable for generating the electrical connections. The conductor track located on the feed level, the interrupted at the top of the feed level and with an SMD resistor or a printed resistor stand is bridged, is expediently as wide as cut the strip. But he can also be someone else have geometric shape, being in the connection area the width of the resistance extends across the entire width of resistance should extend. So put together ter stack of levels can then also in a known manner through contacting techniques with each other be connected in a desired manner to provide power connection and a current feedback connection the power supply side of the resistor can. These vias should also be used Usually symmetrical on both sides or in the cutting axis the plane of symmetry may be provided. The Durchkon Clocking technology can also be used to the two conductor tracks of the current feedback level on the Sensor connection side, namely the back, with each other to contact. It goes without saying that the corresponding conductor track for through-plating connections are to be made in such a way that only the desired ones Contacts are created. The via is by introducing copper layers or other Metal layers in through holes with simultaneous Connection to the metal layer of the respective level rea lisiert. Other connections up to simple resolution ten are also possible. The metal layers are expediently low-resistance metal layers. So can for example copper-clad foil for use or another copper clad carrier for the Stack formation can be used. For a perfect The connections and vias must function gene or connections instead of via are used for metal layer connection, the Meet symmetry conditions with. This is why such contacts symmetrical to the longitudinal axis on both sides. As connections with the contacts are to be connected, are expedient partially coaxial connector on both the power use on the end side as well as on the sensor connection side det. These connectors are conveniently in the Intersection axis of the plane of symmetry arranged.

Kann die Verbindungstechnik für die Stromführungs- und Fühlerleitungen nicht gemäß den Symmetrieforderungen an gebracht werden, z. B. weil der benötigte HF-Shuntwi derstand integrierter Bestandteil der Leitungsplatte ei nes Messgerätes ist, empfiehlt es sich, für die Zu- und Ableitungen zumindest in der näheren Umgebung der Wider standsanordnung die Symmetrie einzuhalten. Wenn der Bruch der Zuleitungssymmetrie erst in größerer Entfernung von der Widerstandsanordnung stattfindet, bleiben die fort schrittlichen Eigenschaften der Anordnung besser erhalten und es treten keine Verfälschungen des Messergebnisses auf.Can the connection technology for the power supply and Sensor lines not according to the symmetry requirements brought, e.g. B. because the required HF shuntwi the integrated part of the line plate egg nes measuring device, it is recommended to use the Derivatives at least in the vicinity of the contra stand arrangement to maintain the symmetry. If the break the lead symmetry only at a greater distance from the resistance arrangement takes place, they remain better preserved gradual properties of the arrangement and there are no falsifications of the measurement result on.

Grundsätzlich lassen sich auch die Anschlüsse der Strom zuführung und der Stromrückführung vertauschen. Die Wir kungsweise des Widerstandes bleibt dabei vollständig er halten. Auch kann die Fühlerebne eine zweiseitig metalli sierte Leiterplatte oder Folie sein. Entscheidend ist, dass die Leiterbahnen stets gleiche äußere Konturen auf weisen und deckungsgleich angeordnet sind.Basically, the connections of the electricity interchange supply and current return. The We The resistance remains completely the same hold. The sensor level can also be metallized on both sides be printed circuit board or foil. It is crucial that the conductor tracks always have the same outer contours point and are arranged congruently.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeich nung dargestellten Fig. 1 ergänzend erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing shown in FIG. 1.

In Fig. 1 ist ein planarer, niederohmiger induktions freier Shuntwiderstand vereinfacht dargestellt, der er findungsgemäß aufgebaut ist. Die Isolierschichten zwi schen den Metallschichten sind der Einfachheit halber nicht eingezeichnet. Der gestapelte Widerstand ist in Fo lientechnik ausgeführt. Die Ebenen 1 und 2 sowie die Ebe nen 4 und 5 sind beschichtete Folienstreifen, die aus ei ner großflächigen Folie ausgeschnitten sind, und zwar an einer solchen Stelle, bei der der Kunststoffträger und die Metallschicht homogen sind, gleichbleibende Stärken und geringe Dickentoleranzen aufweisen. Vorher oder nach her kann durch Ätztechnik die Metallschicht auf der Ober seite jeweils unterbrochen sein. Diese Folien werden so dann zur Bildung der Ebenen 1 und 2 sowie 4 und 5 - wie dargestellt - hinten umgebogen bzw. gefaltet, wodurch die Metallschichten der Stromzuführungsebenen und der Strom rückführungsebenen der ebenen Paare sogleich jeweils mit einander verbunden sind. Um Biege- oder Faltungsverzer rungen zu vermeiden, kann der Stapel auch aus einzelnen Ebenen zusammengesetzt werden, die mittels Durchkontak tierungstechniken wunschgemäß miteinander verbindbar sind. Die notwendige äußere Isolierschicht kann in be kannter Weise durch Druck- oder Sprühtechnik oder aber auch durch eine aufgezogene Isolierfolie realisiert wer den. Zwischen den beiden ebenen Stapeln aus den Ebenen 1 und 2 sowie 4 und 5 ist die Fühlerebene 3 zwischengefügt. Hier kann eine einseitig oder doppelseitig beschichtete Folie verwendet werden. Auf die Metallschicht braucht keine Isolierschicht aufgebracht zu werden, da die Iso lierung - wie angegeben - bereits auf der Unterseite der Ebene 2 aufgebracht ist bzw. auf der Oberseite der Ebene 4. Die Fühlerebene 3 weist eine deckungsgleiche Leiter bahnstruktur auf. Auf die Ebene 1 und die Ebene 4 sind deckungsgleich, gleiche Symmetrien aufweisende SMD-Wider stände 16 aufgebracht; anstelle dieser Widerstände können auch Widerstände in Drucktechnik unter Verwendung von Wi derstandspasten aufgebracht sein.In Fig. 1, a planar, low-resistance induction-free shunt resistor is shown in simplified form, which is constructed according to the invention. The insulating layers between the metal layers are not shown for the sake of simplicity. The stacked resistor is designed using foil technology. Levels 1 and 2 as well as levels 4 and 5 are coated film strips which are cut out of a large-area film at a point where the plastic carrier and the metal layer are homogeneous, have constant thicknesses and low thickness tolerances. Before or after, the metal layer on the upper side can be interrupted by etching technology. These foils are then bent or folded to form levels 1 and 2 and 4 and 5 at the back, as shown, whereby the metal layers of the power supply levels and the power return levels of the level pairs are immediately connected to one another. In order to avoid bending or folding distortions, the stack can also be composed of individual layers which can be connected to one another as desired by means of through-contacting techniques. The necessary outer insulating layer can be realized in a known manner by printing or spraying technology or else by means of a drawn-on insulating film. Sensor level 3 is interposed between the two level stacks from levels 1 and 2 and levels 4 and 5 . Here, a film coated on one or both sides can be used. No insulation layer needs to be applied to the metal layer, since the insulation - as indicated - is already applied to the underside of level 2 or to the top of level 4 . Sensor level 3 has a congruent conductor track structure. On level 1 and level 4 are congruent, having the same symmetry SMD opposites 16 applied; Instead of these resistors, resistors can also be applied in printing technology using resistance pastes.

Das Koordinatenkreuz neben dem Widerstand soll zeigen, dass ein absolute Symmetrie gewünscht ist, zumindest sind die Symmetriebedingungen des gesamten Stapels in Y- und Z-Richtung einzuhalten. In X-Richtung ist eine deckungs gleiche Anordnung erforderlich. Die mittige Symmetrie bezüglich der SMD-Widerstände kann zwar verlassen werden, diese müssen aber kongruent angeordnet und symmetrisch ausgebildet sein.The coordinate cross next to the resistance should show that absolute symmetry is desired, at least the symmetry conditions of the entire stack in Y and Comply with the Z direction. In the X direction there is a cover same arrangement required. The central symmetry regarding the SMD resistors can be left however, these must be arranged congruently and symmetrically be trained.

Die vordere Seite mit den freien Enden der Teilschichten der Ebenen 1, 2, 4 und 5 ist als S-Ebene, nämlich Strom anschlussseite, bezeichnet; die hintere Seite mit F für Fühleranschlussseite. Die Widerstände 16 sollten unge trimmte Widerstände sein, da jede durch die Trimmung be wirkte Symmetrieverschiebung die Messergebnisse beein trächtigen kann. Wenn getrimmte SMD-Widerstände verwendet werden, müssen diese in der Trimmung ebenfalls symmet risch gleich ausgebildet sein. Die für die ebene Verbin dung notwendigen Durchkontaktierungen werden beispiels weise durch chemische Verkupferung in Durchgangsbohrungen hergestellt. Andere Verbindungen sind aber auch möglich. Diese Verbindungen sollten symmetrisch angeordnet sein, vorzugsweise auch in Richtung der Längsachse des Wider standes symmetrisch angebracht und als Steckverbinder an den Eingängen E und A für den Ausgang als Koaxialstecker ausgebildet sein. Realisiert werden die Durchkontaktie rungen durch Verbindungsleitungen 8 und 9 auf der Strom zuführungsseite S. Die Verbindungen kontaktieren dabei die Metallschichten der Ebenen 1 und 5 mit der Fühler ebene 3. Die Stromrückführung wird realisiert durch Durchkontaktierung der Ebenen 2 und 4, die über die sym metrischen Verbindungsleitungen 10 und 11 herausgeführt sind.The front side with the free ends of the sublayers of levels 1 , 2 , 4 and 5 is referred to as the S level, namely the power connection side; the rear side with F for sensor connection side. The resistors 16 should be untrimmed resistors, since any shift in symmetry caused by the trim can impair the measurement results. If trimmed SMD resistors are used, they must also have the same symmetrical design in the trimming. The vias necessary for the level connection are produced, for example, by chemical copper plating in through holes. However, other connections are also possible. These connections should be arranged symmetrically, preferably also symmetrically attached in the direction of the longitudinal axis of the counter and formed as a connector at the inputs E and A for the output as a coaxial connector. The plated-through holes are implemented by connecting lines 8 and 9 on the power supply side S. The connections contact the metal layers of levels 1 and 5 with the level 3 sensor. The current feedback is implemented by plated-through levels 2 and 4 , which are led out via the sym metric connecting lines 10 and 11 .

Auf der Fühleranschlussseite F sind die Ebenen 4 und 2 bzw. die rückseitigen Verbindungen der Ebenen 1 und 2 so wie 4 und 5 miteinander über Verbindungsleitungen 12 und 14 - in der Zeichnung verdeckt - verbunden, die durch Durchkontaktierung realisiert sind. Die Metallisierungs verbindungsebenen zwischen den Schichten der Ebenen 1 und 2 sowie 4 und 5 sind rückseitig mit 6 und 7 bezeichnet. Diese sind - wie vorher angegeben - in Durchkontaktie rungstechnik realisiert, wie sie auch bei sonstigen Mehr lagenplatinen üblich ist. Die Verbindungsleitung 12 ist zweckmäßigerweise auch mit einem Steckanschluss zur Ver bindung mit einer Anschlussleitung 14 eines Spannungs messgerätes 13 verbunden. Darüber hinaus ist die Fühler ebene 3 rückseitig über eine Anschlussleitung 15 mit dem zweiten Anschluss eines Messgerätes 13 verbindbar.On the sensor connection side F, the levels 4 and 2 or the rear connections of the levels 1 and 2 as well as 4 and 5 are connected to one another via connecting lines 12 and 14 - covered in the drawing - which are realized by plated-through holes. The metallization connection levels between the layers of levels 1 and 2 and 4 and 5 are labeled 6 and 7 on the back. As previously stated, these are implemented using through-contact technology, as is also common with other multilayer boards. The connecting line 12 is expediently also connected to a plug connection for connection to a connecting line 14 of a voltage measuring device 13 . In addition, the sensor level 3 can be connected at the rear via a connecting line 15 to the second connection of a measuring device 13 .

Nach dem gleichen Bauprinzip können mehrere baugleiche Messwiderstände mit unterschiedlichen Werten erstellt werden. Für die jeweilige Anpassung ist lediglich ein SMD-Widerstand 16 mit anderem Wert zu verwenden. Bei den Widerständen nach der Erfindung handelt es sich um rela tiv kleine Anordnungen, die durch die Größe des SMD-Wi derstandes und durch den Frequenzbereich des Messsignals im wesentlichen in den Abmessungen geprägt sind. Die Durchkontaktierungen sind der Übersichtlichkeit wegen nicht näher dargestellt. Diese Technologien sind bekannt. Die Anschlüsse A und E können ebenfalls vertauscht wer den.Using the same construction principle, several identical measuring resistors with different values can be created. Only an SMD resistor 16 with a different value is to be used for the respective adaptation. The resistors according to the invention are rela tively small arrangements, which are characterized by the size of the SMD-Wi resistance and by the frequency range of the measurement signal essentially in the dimensions. The vias are not shown for clarity. These technologies are well known. Connections A and E can also be interchanged.

Claims

1. Low-induction, low-resistance electrical resistance, consisting of strip-shaped stacked planar metal layers arranged in planes with congruent symmetrical contours, which metal layers are insulated from one another, with the following features:

a) the metal layers of the outer planar planes ( 1 , 5 ), each a power supply plane, are interrupted in the longitudinal direction;
b) the interruption sections are bridged by low-resistance, congruently arranged sheet-like resistors ( 16 );
c) the widths of the planar metal layers of the outer planes ( 1 , 5 ) in the connection region of the sheet-like resistors (R) are as large as or narrower than the widths of the resistors (R);
d) the metal layers of the inner planes ( 2 , 4 ) which are next to the outer planes ( 1 , 5 ) in the stack are provided for current feedback and are electrically conductively connected to one another at the rear ends via a bridge conductor ( 6 , 7 ) or plated-through holes ;
e) between the two outer pairs of planes ( 1 , 2 ; 4 , 5 ) thus formed, a sensor plane ( 3 ) is introduced in the middle;
f) the metal layers at the front free ends of the planar first outer planes ( 1 , 5 ) are connected to the metal tall layer of the central sensor plane ( 3 ) via connecting lines ( 8 , 9 ) or plated-through holes and are provided for the current supply;
g) the metal layers at the front free ends of the inner planes ( 2 , 4 ), which are provided for the current feedback, are electrically connected to one another via connecting lines ( 10 , 11 ) or plated-through holes;
h) with the connecting lines ( 8 , 9 ; 10 , 11 ) or the plated-through holes, a power supply connection (E) and a current feedback connection (A) are connected, the levels and the connections being interchangeable with respect to the current flow direction;
i) the metal layers of the inner levels ( 2 , 4 ) are electrically connected to one another in the area of the rear bridge conductors ( 6 , 7 ) via a connecting conductor ( 12 ) or through-contacts, which have a first connection ( 14 ) as a sensor lead for a voltage measuring device ( 13 ), the second connection ( 15 ) of which is connected via a further sensor lead to the metal layer of the central sensor plane ( 3 ) at the rear,
j) wherein the sheet-like resistors ( 16 ) are arranged symmetrically with each other and opposite the metal layers and the planar metal layers of the planes ( 1 , 2 , 3 , 4 , 5 ) and the bridge conductors ( 6 , 7 ) and the sheet-like resistors and the contours of the planar metal layers are always congruent.

2. Resistor according to claim 1, characterized in that symmetrical to the sensor level ( 3 ) further levels for the current supply and / or current feedback are provided.

3. Resistor according to claim 1, characterized in that connecting lines ( 8 , 9 ) for the power supply are provided on both sides symmetrically to the longitudinal axis of the stack at the front ends or on the end face or in the front region of the ends.

4. Resistor according to claim 1, characterized in that the connecting lines ( 10 , 11 ) for the power supply are provided symmetrically to the longitudinal axis of the stack at the front ends on both sides or on the axis on the end face or in the front region of the ends.

5. Resistor according to claim 1, characterized in that the sheet-like resistors ( 16 ) have the same symmetries and values.

6. Resistor according to claim 1 or 5, characterized in that the sheet-like resistors ( 16 ) are printed resistors made of resistance pastes.

7. Resistor according to claim 1 or 5, characterized in that the sheet-like resistors ( 16 ) are SMD resistors which can be equipped according to the SMT technology.

8. Resistor according to claim 1, characterized in that the levels ( 1 , 2 , 3 , 4 , 5 ) are printed circuit boards with rigid or flexible insulating supports.

9. Resistor according to claim 8, characterized in that the levels ( 1 , 2 , 3 , 4 , 5 ) have foils coated as carrier material.

10. Resistor according to claim 1, 3, 8 or 9, characterized in that the power supply (E) and current feedback connections (A) - and / or the connection between the rear bridge connections ( 6 , 7 ) of the outer pairs of planes ( 1 , 2 ; 5 , 4 ) are implemented by means of plated-through holes in the multilayer printed circuit board or in the circuit foil stack and that the plated-through holes have connections and sensor leads.

11. Resistor according to claim 1, 3, 9 or 10, characterized in that at least the current supply and current feedback level ( 1 , 2 ; 4 , 5 ) of the plane pairs are realized in film technology and are produced by folding and that between those of the sensor level facing sides and the sensor level ( 3 ) each an insulating layer is interposed.

12. Resistor according to claim 10, characterized records that the current supply and current return connections (A, E) are designed as plug contacts.

13. Resistor according to claim 8 or 9, characterized in that the planes ( 1 , 2 , 3 , 4 , 5 ) are cut out of a prefabricated sheet material from a defined area of high homogeneity and are assembled into stacks.

14. Resistor according to claim 1 or 13, characterized ge indicates that the width of the metal layers has the same dimensions over the length of the levels.

15. Resistor according to claim 12, characterized records that the plug contacts coaxial connector which are in the intersection axis of the plane of symmetry are ordered.

16. Resistor according to claim 10 or 11, characterized ge indicates that the power supply and current feedback and sensor leads in immediate Near the stack are arranged symmetrically and only in greater distance from the stack deviate from the symmetry chen.

17. Low-induction, low-resistance electrical resistance, consisting of strip-shaped stacked planar metal layers arranged in levels with congruent symmetrical contours, which metal layers are insulated from one another, with the following features:

a) the metal layers of the inner planar planes ( 2 , 4 ) each form a current feedback plane and are interrupted in the longitudinal direction;
b) the interruption sections are bridged by low-resistance, congruently arranged sheet-like resistors ( 16 );
c) the widths of the planar metal layers of the inner planar planes ( 2 , 4 ) in the connection area of the sheet-like resistors (R) are as large as or narrower than the widths of the resistors (R);
d) the metal layers of the inner levels ( 2 , 4 ) following the outer levels ( 1 , 5 ) are formed as a power supply level and at the rear ends via a bridge conductor ( 6 , 7 ) or through contacts each electrically connected to each other;
e) between the two outer pairs of planes ( 1 , 2 ; 4 , 5 ) thus formed, a sensor plane ( 3 ) is introduced in the middle;
f) the metal layers at the front free ends of the planar inner planes ( 2 , 4 ) are connected to the metal layer of the central sensor plane ( 3 ) via connecting lines ( 8 , 9 ) or plated-through holes;
g) the metal layers at the front free ends of the outer planes ( 1 , 5 ), are electrically connected to one another via connecting lines ( 10 , 11 ) or plated-through holes;
h) with the connecting lines ( 8 , 9 ; 10 , 11 ) or the plated-through holes, a power supply connection (E) and a current feedback connection (A) are connected, the levels and the connections being interchangeable with respect to the current flow direction;
i) the metal layers of the outer levels ( 1 , 5 ) are electrically connected to one another in the area of the rear bridge conductors ( 6 , 7 ) via a connecting conductor ( 12 ) or through-contacts, which or the first connection ( 14 ) as a sensor lead for a voltage measuring device ( 13 ), the second connection ( 15 ) of which is connected via a further sensor lead to the metal layer of the central sensor plane ( 3 ) at the rear,
j) wherein the sheet-like resistors ( 16 ) are arranged symmetrically with each other and opposite the metal layers and the planar metal layers of the planes ( 1 , 2 , 3 , 4 , 5 ) and the bridge conductors ( 6 , 7 ) and the sheet-like resistors and the contours of the planar metal layers are always congruent.