WO2023247540A1 - Current measuring resistor - Google Patents

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WO2023247540A1
WO2023247540A1 PCT/EP2023/066643 EP2023066643W WO2023247540A1 WO 2023247540 A1 WO2023247540 A1 WO 2023247540A1 EP 2023066643 W EP2023066643 W EP 2023066643W WO 2023247540 A1 WO2023247540 A1 WO 2023247540A1
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resistance element
connecting parts
current
connection
current measuring
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PCT/EP2023/066643
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Arno Fey
Paul Kalemba
Benedikt Kramm
Daniel LANGHAMMER
Felix Lebeau
Jan Sattler
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Isabellenhütte Heusler Gmbh & Co. Kg
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Abstract

The invention relates to a current measuring resistor (1) for measuring an electric current (I), comprising two plate-shaped connection parts (2, 3), which are made of an electrically conductive conductor material, for introducing or discharging the current (I) to be measured and a plate-shaped resistor element (4), which is made of a low-ohmic resistor material. The resistor element (4) is electrically and mechanically connected to the connection parts (2, 3) and is arranged between the two connection parts (2, 3) in the current flow direction such that the electric current (I) to be measured flows through the resistor element (4). According to the invention, the plate-shaped resistor element (4) is placed on the upper face of the connection parts (2, 3) and overlaps with each of the plate-shaped connection parts (2, 3) in a respective overlap region (7, 8), in particular in a plane-parallel manner.

Description

BESCHREIBUNG DESCRIPTION
Strommesswiderstand Current measuring resistor
Technisches Gebiet der Erfindung Technical field of the invention
Die Erfindung betrifft einen Strommesswiderstand („Shunt") zum Messen eines elektrischen Stroms. The invention relates to a current measuring resistor (“shunt”) for measuring an electrical current.
Hintergrund der Erfindung Background of the invention
Figur 1 zeigt einen herkömmlichen Strommesswiderstand 1, der beispielsweise aus EP 0 605 800 Bl bekannt ist und zur Strommessung gemäß der Vierleitertechnik dient. Der bekannte Strommesswiderstand 1 weist zunächst ein plattenförmiges Anschlussteil 2 auf, das aus einem Leitermaterial (z.B. Kupfer) besteht und dazu dient, einen zu messenden elektrischen Strom I in den Strommesswiderstand 1 einzuleiten. Darüber hinaus weist der bekannte Stromesswiderstand 1 ein weiteres plattenförmiges Anschlussteil 3 auf, das ebenfalls aus einem Leitermaterial (z.B. Kupfer) besteht und dazu dient, den zu messenden elektrischen Strom I wieder aus dem Strommesswiderstand 1 auszuleiten. In Stromflussrichtung zwischen den beiden Anschlussteilen 2, 3 ist ein Widerstandselement 4 angeordnet, das aus einem Widerstandsmaterial (z.B. Manganin®, d.h. CuMnl2Ni) besteht und an seinen Stirnkanten durch eine Elektronenstrahlverschweißung mit den Anschlussteilen 2, 3 verbunden ist. Der zu messende elektrische Strom I wird also über das Anschlussteil 2 in den Strommesswiderstand 1 eingeleitet, durchfließt dann das Widerstandselement 4 und wird schließlich durch das Anschlussteil 3 wieder aus dem Strommesswiderstand 1 ausgeleitet. Darüber hinaus weist der Strommesswiderstand 1 zwei Spannungsabgriffe auf, die zur Vereinfachung nicht dargestellt sind und dazu dienen, den Spannungsabfall über dem Widerstandselement 4 zu messen. Der gemessene Spannungsabfall über dem Widerstandselement 4 ist dann entsprechend dem Ohmschen Gesetz ein Maß für den elektrischen Strom I, der durch den Strommesswiderstand 1 fließt. Ferner ist zu erwähnen, dass in den beiden Anschlussteilen 2, 3 jeweils eine Bohrung 5 bzw. 6 angeordnet ist, die es ermöglicht, die Anschlussteile 2 bzw. 3 beispielsweise mit einer Stromschiene zu verschrauben. Figure 1 shows a conventional current measuring resistor 1, which is known for example from EP 0 605 800 B1 and is used to measure current according to four-wire technology. The known current measuring resistor 1 initially has a plate-shaped connecting part 2, which consists of a conductor material (e.g. copper) and serves to introduce an electrical current I to be measured into the current measuring resistor 1. In addition, the known current measuring resistor 1 has a further plate-shaped connection part 3, which also consists of a conductor material (e.g. copper) and serves to lead the electrical current I to be measured back out of the current measuring resistor 1. In the direction of current flow between the two connection parts 2, 3, a resistance element 4 is arranged, which consists of a resistance material (e.g. Manganin®, i.e. CuMnl2Ni) and is connected to the connection parts 2, 3 at its end edges by electron beam welding. The electrical current I to be measured is therefore introduced into the current measuring resistor 1 via the connecting part 2, then flows through the resistance element 4 and is finally led out of the current measuring resistor 1 again through the connecting part 3. In addition, the current measuring resistor 1 has two voltage taps, which are not shown for simplicity and serve to measure the voltage drop across the resistance element 4. The measured voltage drop across the resistance element 4 is then, in accordance with Ohm's law, a measure of the electrical current I that flows through the current measuring resistor 1. It should also be mentioned that a hole 5 or 6 is arranged in the two connecting parts 2, 3, which makes it possible to screw the connecting parts 2 and 3, for example, to a busbar.
Dieser bekannte Strommesswiderstand 1 ist jedoch noch nicht vollständig befriedigend. Insbeson- dere ist die Abfuhr der in dem Widerstandselement 4 im Betrieb entstehende elektrischen Verlustwärme über die Anschlussteile 2, 3 noch nicht befriedigend. However, this known current measuring resistor 1 is not yet completely satisfactory. In particular- In other words, the dissipation of the electrical heat loss generated in the resistance element 4 during operation via the connecting parts 2, 3 is not yet satisfactory.
Beschreibung der Erfindung Description of the invention
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen entsprechend verbesserten Strommesswiderstand zu schaffen. The invention is therefore based on the object of creating a correspondingly improved current measuring resistor.
Diese Aufgabe wird durch einen erfindungsgemäßen Strommesswiderstand gemäß dem Hauptanspruch gelöst. This object is achieved by a current measuring resistor according to the invention according to the main claim.
Der erfindungsgemäße Strommesswiderstand weist zunächst in Übereinstimmung mit dem eingangs beschriebenen bekannten Strommesswiderstand ein plattenförmiges erstes Anschlussteil auf, das aus einem elektrisch leitfähigen Leitermaterial (z.B. Kupfer) besteht und dazu dient, den zu messenden elektrischen Strom in den Strommesswiderstand einzuleiten. The current measuring resistor according to the invention initially has, in accordance with the known current measuring resistor described above, a plate-shaped first connection part, which consists of an electrically conductive conductor material (e.g. copper) and serves to introduce the electrical current to be measured into the current measuring resistor.
Darüber hinaus weist auch der erfindungsgemäße Strommesswiderstand in Übereinstimmung mit dem eingangs beschriebenen bekannten Strommesswiderstand ein zweites plattenförmiges Anschlussteil auf, das ebenfalls aus einem Leitermaterial (z.B. Kupfer) besteht und dazu dient, den elektrischen Strom wieder aus dem Strommesswiderstand auszuleiten. In addition, the current measuring resistor according to the invention, in accordance with the known current measuring resistor described above, also has a second plate-shaped connection part, which also consists of a conductor material (e.g. copper) and serves to lead the electrical current back out of the current measuring resistor.
Weiterhin umfasst der erfindungsgemäße Strommesswiderstand in Übereinstimmung mit dem Stand der Technik ein Widerstandselement aus einer Widerstandslegierung (z.B. Manganin®, d.h. CuMnl2Ni), das in Stromflussrichtung zwischen den beiden Anschlussteilen angeordnet ist und somit im Betrieb von dem zu messenden elektrischen Strom durchströmt wird. Furthermore, the current measuring resistor according to the invention, in accordance with the prior art, comprises a resistance element made of a resistance alloy (e.g. Manganin®, i.e. CuMnl2Ni), which is arranged between the two connecting parts in the direction of current flow and is thus flowed through by the electrical current to be measured during operation.
Der Spannungsabfall über dem Widerstandselement ist dann entsprechend dem Ohmschen Gesetz ein Maß für den elektrischen Strom, der durch den Strommesswiderstand fließt, was in herkömmlicher Weise eine Strommessung gemäß der bekannten Vierleitertechnik ermöglicht, wie sie beispielsweise in EP 0 605 800 Bl beschrieben ist. The voltage drop across the resistance element is then, in accordance with Ohm's law, a measure of the electrical current that flows through the current measuring resistor, which conventionally enables current measurement according to the known four-wire technology, as described, for example, in EP 0 605 800 B1.
Bei dem eingangs beschriebenen bekannten Strommesswiderstand ist die Wärmeabfuhr der in dem Widerstandselement entstehenden elektrischen Verlustwärme in die plattenförmigen Anschlussteile relativ schlecht, da die Kontaktflächen zwischen dem Widerstandselement einerseits und den angrenzenden plattenförmigen Anschlussteilen relativ klein sind, was zu einer entsprechend schlechten Wärmeleitung von dem Widerstandselement in die Anschlussteile führt. In the known current measuring resistor described at the beginning, the heat dissipation of the electrical heat loss arising in the resistance element into the plate-shaped connection parts is relatively poor, since the contact surfaces between the resistance element on the one hand and the adjacent plate-shaped connection parts are relatively small, which leads to a corresponding poor heat conduction from the resistance element into the connecting parts.
Zur Vermeidung dieses Nachteils sieht die Erfindung vor, dass das plattenförmige Widerstandselement nicht mit seinen Stirnkanten an den Stirnkanten der Anschlussteile anliegt, sondern flächig auf der Oberseite der Anschlussteile aufgesetzt ist, was eine wesentlich größere Kontaktfläche zwischen dem Widerstandselement einerseits und den Anschlussteilen andererseits ermöglicht. Das plattenförmige Widerstandselement überlappt hierbei jeweils in einem Überlappungsbereich mit den plattenförmigen Anschlussteilen. Der Überlappungsbereich zwischen dem Widerstandselement einerseits und den Anschlussteilen andererseits ist hierbei wesentlich größer als der Kontaktbereich zwischen dem Widerstandselement und den Anschlussteilen bei dem eingangs beschriebenen bekannten Stromesswiderstand. Dies hat den Vorteil, dass die Wärmeleitung aus dem Widerstandselement in die angrenzenden plattenförmigen Anschlussteile wesentlich besser ist, so dass die in dem Widerstandselement im Betrieb entstehende elektrische Verlustwärme effektiv abgeführt werden kann. To avoid this disadvantage, the invention provides that the plate-shaped resistance element does not rest with its end edges on the end edges of the connection parts, but is placed flat on the top of the connection parts, which enables a significantly larger contact area between the resistance element on the one hand and the connection parts on the other. The plate-shaped resistance element overlaps the plate-shaped connection parts in an overlap area. The overlap area between the resistance element on the one hand and the connection parts on the other hand is significantly larger than the contact area between the resistance element and the connection parts in the known current measuring resistor described above. This has the advantage that the heat conduction from the resistance element into the adjacent plate-shaped connection parts is significantly better, so that the electrical heat loss generated in the resistance element during operation can be effectively dissipated.
Vorzugsweise liegt das plattenförmige Widerstandselement planparallel auf den plattenförmigen Anschlussteilen auf. Dies bedeutet, dass das Widerstandselement und auch die Anschlussteile jeweils eben sind. Es besteht jedoch im Rahmen der Erfindung grundsätzlich auch die Möglichkeit, dass das plattenförmige Widerstandselement und die plattenförmigen Anschlussteile gekrümmt sind. Preferably, the plate-shaped resistance element rests plane-parallel on the plate-shaped connecting parts. This means that the resistance element and also the connecting parts are each flat. However, within the scope of the invention, it is also fundamentally possible for the plate-shaped resistance element and the plate-shaped connecting parts to be curved.
Bei dem erfindungsgemäßen Strommesswiderstand ist das Widerstandselement jeweils in dem Überlappungsbereich mit den Anschlussteilen elektrisch und mechanisch verbunden. Diese Verbindung zwischen dem Widerstandselement einerseits und den Anschlussteilen andererseits kann im Rahmen der Erfindung beispielsweise durch eine der folgenden Verbindungsarten erfolgen: In the current measuring resistor according to the invention, the resistance element is electrically and mechanically connected to the connecting parts in the overlap area. Within the scope of the invention, this connection between the resistance element on the one hand and the connecting parts on the other hand can be carried out, for example, by one of the following types of connection:
• Lötverbindung, insbesondere Weichlötverbindung oder Hartlötverbindung, • Solder connection, especially soft solder connection or hard solder connection,
• Press-Sinterverbindung, optional mit Kupfer oder Silber als Sintermaterial, optional mit einer Nanostrukturierung der Kontaktflächen des Widerstandselements und/oder der Anschlussteile, • Press-sinter connection, optionally with copper or silver as sintered material, optionally with nanostructuring of the contact surfaces of the resistance element and/or the connecting parts,
• Press-Klebeverbindung, optional mit einem Epoxidkleber, optional mit einer Nanostrukturierung der Kontaktflächen des Widerstandselements und/oder der Anschlussteile, • Press-adhesive connection, optionally with an epoxy adhesive, optionally with nanostructuring of the contact surfaces of the resistance element and/or the connecting parts,
• Schweißverbindung, insbesondere eine Punktschweißverbindung oder eine Laserschweißverbindung, • Welded connection, in particular a spot welded connection or a laser welded connection,
• Nietverbindung, • Schraubverbindung, • rivet connection, • screw connection,
• Durchsetzfügeverbindung, insbesondere durch eine TOX®-eClinch-Verbindung. • Reinforced joint connection, especially through a TOX®-eClinch connection.
Die Erfindung ist jedoch hinsichtlich der Verbindungsart der Verbindung zwischen dem Widerstandselement und den Anschlussteilen nicht auf die vorstehend beschriebenen Verbindungsarten beschränkt, sondern grundsätzlich auch mit anderen Verbindungsarten realisierbar. However, with regard to the type of connection between the resistance element and the connecting parts, the invention is not limited to the connection types described above, but can in principle also be implemented with other types of connection.
In einer Erfindungsvariante ist das Widerstandselement jeweils in dem gesamten Überlappungsbereich mit den Anschlussteilen verbunden. Dies bedeutet, dass das Widerstandselement in den beiden Überlappungsbereichen jeweils vollflächig mit den Anschlussteilen verbunden ist. Eine solche vollflächige Verbindung kann beispielsweise durch eine Lötverbindung oder durch eine Press-Sin- ter-Verbindung erfolgen. Bei dieser Erfindungsvariante umfasst also die Kontaktfläche zwischen dem Widerstandselement und den Anschlussteilen jeweils die kompletten Überlappungsbereiche. In a variant of the invention, the resistance element is connected to the connecting parts in the entire overlap area. This means that the resistance element is connected to the connecting parts over the entire surface in the two overlap areas. Such a full-surface connection can be achieved, for example, by a soldered connection or by a press-sintered connection. In this variant of the invention, the contact surface between the resistance element and the connecting parts includes the entire overlap areas.
In einer anderen Erfindungsvariante ist das Widerstandselement dagegen nicht innerhalb der vollständigen Überlappungsbereiche vollflächig mit den Anschlussteilen verbunden, sondern jeweils nur innerhalb eines Teils der Überlappungsbereiche. Beispielsweise kann die Verbindung zwischen dem Widerstandselement einerseits und den Anschlussteilen andererseits innerhalb der Überlappung Bereiche jeweils punktuell erfolgen, beispielsweise durch eine Punktschweißverbindung, eine Nietverbindung oder eine Clinch-Verbindung. In another variant of the invention, however, the resistance element is not connected to the connecting parts over the entire surface within the complete overlap areas, but only within part of the overlap areas. For example, the connection between the resistance element on the one hand and the connecting parts on the other hand can take place at points within the overlap areas, for example by a spot welded connection, a rivet connection or a clinch connection.
Es wurde bereits vorstehend erwähnt, dass die Strommessung typischerweise gemäß der Vierleitertechnik erfolgt. Hierbei wird durch mindestens ein Paar von Spannungsabgriffen der Spannungsabfall über dem Widerstandselement gemessen, wie es an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist. Bei dem erfindungsgemäßen Strommesswiderstand sind die Spannungsabgriffe vorzugsweise an der Unterseite des Strommesswiderstands mit den Anschlussteilen verbunden, d.h. an der Seite des Strommesswiderstands, die dem Widerstandselement abgewandt ist. Das Widerstandselement befindet sich also vorzugsweise auf der Oberseite der Anschlussteile, während sich die Spannungsabgriffe vorzugsweise an der Unterseite der Anschlussteile befinden. It was already mentioned above that current measurement is typically carried out using four-wire technology. Here, the voltage drop across the resistance element is measured by at least one pair of voltage taps, as is known from the prior art. In the current measuring resistor according to the invention, the voltage taps are preferably connected to the connecting parts on the underside of the current measuring resistor, i.e. on the side of the current measuring resistor that faces away from the resistance element. The resistance element is therefore preferably located on the top of the connecting parts, while the voltage taps are preferably located on the underside of the connecting parts.
Weiterhin ist zu erwähnen, dass die plattenförmigen Anschlussteile an der Unterseite des plattenförmigen Widerstandselements durch eine Trennfuge voneinander getrennt sind und mit ihrem Rand an die Trendfuge angrenzen. Die Spannungsabgriffe können hierbei unmittelbar an dem Rand der plattenförmigen Anschlussteile angeordnet sein, d.h. unmittelbar angrenzend an die Trennfuge zwischen den plattenförmigen Anschlussteilen. Es besteht jedoch im Rahmen der Erfindung auch die Möglichkeit, dass die Spannungsabgriffe in einem Abstand in Stromflussrichtung von höchstens 2 mm oder 1 mm von der Trennfuge angeordnet sind. It should also be mentioned that the plate-shaped connection parts on the underside of the plate-shaped resistance element are separated from one another by a parting joint and their edge adjoins the trend joint. The voltage taps can be arranged directly on the edge of the plate-shaped connecting parts, ie immediately adjacent to the parting line between the plate-shaped connecting parts. However, it also exists within the scope of the invention the possibility that the voltage taps are arranged at a distance in the direction of current flow of a maximum of 2 mm or 1 mm from the joint.
Im Rahmen der Erfindung besteht auch die Möglichkeit, dass die beiden plattenförmigen Anschlussteile jeweils mindestens einen Einschnitt aufweisen, der einen Stromfluss quer über den Einschnitt vollständig verhindert oder zumindest erschwert. Derartige Einschnitte sind an sich aus dem Stand der Technik bekannt und werden auch als Stromschatten bezeichnet. Within the scope of the invention, there is also the possibility that the two plate-shaped connecting parts each have at least one incision, which completely prevents or at least makes it more difficult for current to flow across the incision. Such incisions are known from the prior art and are also referred to as current shadows.
In einer Erfindungsvariante befinden sich die Einschnitte in den plattenförmigen Anschlussteilen in dem Überlappungsbereich. Dies bedeutet, dass die Einschnitte von dem darüber befindlichen Widerstandselement überdeckt werden. In a variant of the invention, the incisions in the plate-shaped connecting parts are located in the overlap area. This means that the incisions are covered by the resistance element above them.
In einer anderen Erfindungsvariante befinden sich die Einschnitte dagegen außerhalb des Überlappungsbereichs in den plattenförmigen Anschlussteilen, d.h. in dem Bereich der Anschlussteile, der nicht von dem Widerstandselement überdeckt wird. In another variant of the invention, however, the incisions are located outside the overlap area in the plate-shaped connection parts, i.e. in the area of the connection parts that is not covered by the resistance element.
In einer Ausführungsform der Erfindung sind die Einschnitte jeweils schlitzförmig und erstrecken sich über die gesamte Plattendicke der plattenförmigen Anschlussteile, so dass die Einschnitte jeweils von der Oberseite bis zur Unterseite der Anschlussteile durchgehen. Dies bedeutet, dass die Einschnitte einen Stromfluss quer über den Einschnitt vollständig verhindern. Hierbei können die Einschnitte von einem Seitenrand der plattenförmigen Anschlussteile ausgehen. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel gehen die Einschnitte jeweils von demselben Seitenrand des Strommesswiderstands aus. In one embodiment of the invention, the incisions are each slot-shaped and extend over the entire plate thickness of the plate-shaped connecting parts, so that the incisions extend from the top to the underside of the connecting parts. This means that the incisions completely prevent current flow across the incision. The incisions can start from a side edge of the plate-shaped connecting parts. In the preferred exemplary embodiment, the incisions each originate from the same side edge of the current measuring resistor.
In einer anderen Erfindungsvariante sind die Einschnitte dagegen nicht schlitzförmig, sondern nutförmig und erstrecken sich nur über einen Teil der Plattendicke der Anschlussteile. Dies bedeutet, dass die nutförmigen Einschnitte einen Stromfluss quer über den Einschnitt nicht vollständig verhindern, sondern nur erschweren. Diese nutförmigen Einschnitte sind hierbei vorzugsweise in der Unterseite der Anschlussteile angeordnet, d.h. in der Seite, die dem Widerstandselement abgewandt ist. Hierbei ist zu erwähnen, dass sich die nutförmigen Einschnitte über die gesamte Breite der plattenförmigen Anschlussteile quer zur Stromflussrichtung erstrecken können. In another variant of the invention, however, the incisions are not slot-shaped, but rather groove-shaped and extend only over part of the plate thickness of the connecting parts. This means that the groove-shaped incisions do not completely prevent current flow across the incision, but only make it more difficult. These groove-shaped incisions are preferably arranged in the underside of the connecting parts, i.e. in the side that faces away from the resistance element. It should be mentioned here that the groove-shaped incisions can extend across the entire width of the plate-shaped connecting parts transversely to the direction of current flow.
Bei dem eingangs beschriebenen bekannten Strommesswiderstand erfolgt die Verbindung zwischen dem Widerstandselement einerseits und den Anschlussteilen andererseits durch eine Elekt- ronenstrahlverschweißung. Diese Verbindungsart benötigt eine bestimmte Länge des Widerstandselements in Stromflussrichtung, was einer Miniaturisierung des Strommesswiderstands Grenzen setzt. So wird beim Elektronenstrahlschweißen typischerweise eine Mindestlänge des Widerstandselements von mindestens 3 mm benötigt. Der Abstand zwischen den plattenförmigen Anschlussteilen muss deshalb bei dem herkömmlichen Strommesswiderstand entsprechend groß sein. Bei dem erfindungsgemäßen Strommesswiderstand kann die Trennfuge zwischen den beiden Anschlussteilen unterhalb des Widerstandselements dagegen wesentlich schmaler sein, da das Widerstandselement in seiner Länge nicht auf die Fugenbreite der Trennfuge beschränkt ist. Der erfindungsgemäße Strommesswiderstand kann also weitergehend miniaturisiert werden und trotzdem ein Widerstandselement haben, das hinreichend lang ist, um beispielsweise eine Schweißverbindung zu ermöglichen. Beispielsweise kann die Fugenbreite der Trennfuge zwischen den plattenförmigen Anschlussteilen kleiner sein als 20 mm, 10 mm oder 5 mm. In the known current measuring resistor described at the beginning, the connection between the resistance element on the one hand and the connecting parts on the other hand is made by an electrical ron beam welding. This type of connection requires a certain length of the resistance element in the direction of current flow, which limits the miniaturization of the current measuring resistor. For electron beam welding, a minimum length of the resistance element of at least 3 mm is typically required. The distance between the plate-shaped connection parts must therefore be correspondingly large with the conventional current measuring resistor. In the case of the current measuring resistor according to the invention, however, the separating joint between the two connecting parts below the resistance element can be significantly narrower, since the length of the resistance element is not limited to the joint width of the separating joint. The current measuring resistor according to the invention can therefore be further miniaturized and still have a resistance element that is sufficiently long to enable a welded connection, for example. For example, the joint width of the joint between the plate-shaped connecting parts can be smaller than 20 mm, 10 mm or 5 mm.
Es wurde eingangs bereits als Nachteil des herkömmlichen Strommesswiderstands erwähnt, dass die Wärmeleitung aus dem Widerstandselement in die plattenförmigen Anschlussteile relativ schlecht ist, weil die Kontaktfläche zwischen dem Widerstandselement einerseits und den Anschlussteilen andererseits relativ klein ist. Bei dem erfindungsgemäßen Strommesswiderstand kann die Kontaktfläche zwischen dem Widerstandselement einerseits und den Anschlussteilen andererseits dagegen den kompletten Überlappungsbereich umfassen, der wesentlich größer sein kann als die stromtragende Querschnittsfläche des Widerstandselements. Der erfindungsgemäße Strommesswiderstand ermöglicht deshalb eine wesentlich bessere Wärmeableitung von Verlustwärme aus dem Widerstandselement in die Anschlussteile. Beispielsweise kann der Überlappungsbereich und damit auch der Kontaktbereich zwischen dem Widerstandselement einerseits und den Anschlussteilen andererseits um einen Faktor zwei, drei, vier oder fünf größer sein als die stromtragende Querschnittsfläche des plattenförmigen Widerstandselements. It was already mentioned at the beginning as a disadvantage of the conventional current measuring resistor that the heat conduction from the resistance element into the plate-shaped connection parts is relatively poor because the contact area between the resistance element on the one hand and the connection parts on the other hand is relatively small. In the current measuring resistor according to the invention, however, the contact area between the resistance element on the one hand and the connecting parts on the other hand can encompass the entire overlap area, which can be significantly larger than the current-carrying cross-sectional area of the resistance element. The current measuring resistor according to the invention therefore enables significantly better heat dissipation of heat loss from the resistance element into the connecting parts. For example, the overlap area and thus also the contact area between the resistance element on the one hand and the connecting parts on the other hand can be larger by a factor of two, three, four or five than the current-carrying cross-sectional area of the plate-shaped resistance element.
Darüber hinaus kann eines der Anschlussteile eine Kontaktinsel aufweisen, um einen virtuellen Mittelabgriff bereitzustellen. Die Kontaktinsel ist hierbei in dem Anschlussteil durch mindestens einen Einschnitt elektrisch von dem Rest des Anschlussteils getrennt. In addition, one of the connection parts can have a contact island to provide a virtual center tap. The contact island is electrically separated from the rest of the connection part in the connection part by at least one incision.
Ferner ist zu erwähnen, dass das Widerstandselement in dem Überlappungsbereich mit den Anschlussteilen an seiner Unterseite mit einer Beschichtung beschichtet sein kann, um die Haftung des Widerstandselements auf den Anschlussteilen zu verbessern. Beispielsweise kann diese Beschichtung eine Schichtdicke von mindestens 1 pm, 2 pm, 5 pm, 10 pm, 20 pm und/oder höchstens 500 pm, 250 pm, 100 pm aufweisen. Hierbei ist auch zu erwähnen, dass die Beschichtung Kupfer, Nickel, Silber, Titan und/oder Chrom enthalten kann. It should also be mentioned that the resistance element in the overlap area with the connection parts can be coated on its underside with a coating in order to improve the adhesion of the resistance element to the connection parts. For example, this coating can have a layer thickness of at least 1 pm, 2 pm, 5 pm, 10 pm, 20 pm and/or at most 500 pm, 250 pm, 100 pm. It should also be mentioned here that the coating is copper, May contain nickel, silver, titanium and/or chromium.
Es wurde eingangs bereits erwähnt, dass das Leitermaterial der Anschlussteile Kupfer sein kann. Die Erfindung ist jedoch hinsichtlich des Leitermaterials der Anschlussteile nicht auf Kupfer beschränkt, sondern beispielsweise auch mit einer Kupferlegierung, Aluminium oder einer Aluminierlegierung realisierbar. It was already mentioned at the beginning that the conductor material of the connecting parts can be copper. However, the invention is not limited to copper with regard to the conductor material of the connecting parts, but can also be implemented, for example, with a copper alloy, aluminum or an aluminum alloy.
Allerdings sollte das Leitermaterial der Anschlussteile einen kleineren spezifischen elektrischen Widerstand aufweisen als das Widerstandsmaterial des Widerstandselements. However, the conductor material of the connecting parts should have a smaller specific electrical resistance than the resistance material of the resistance element.
Zu dem Strommesswiderstand ist allgemein zu erwähnen, dass der Strommesswiderstand vorzugsweise niederohmig ist. Dies bedeutet, dass der Strommesswiderstand vorzugsweise einen kleinen Widerstandswert hat, der vorzugsweise kleiner ist als 50 pQ, 100 pQ, 250 pQ, 500 pQ, 1 m.Q, io m.Q, 50 m.Q oder 100 m.Q. Regarding the current measuring resistor, it should generally be mentioned that the current measuring resistor is preferably low-resistance. This means that the current measuring resistor preferably has a small resistance value, which is preferably smaller than 50 pQ, 100 pQ, 250 pQ, 500 pQ, 1 m.Q, io m.Q, 50 m.Q or 100 m.Q.
Hinsichtlich des Widerstandsmaterials des Widerstandselements bestehen im Rahmen der Erfindung verschiedene Möglichkeiten. Beispielsweise kann es sich bei dem Widerstandsmaterial um eine Kupfer-Mangan-Nickel-Legierung handeln, wie beispielsweise Manganin®, d.h. CuMnl2Ni. Es besteht jedoch alternativ auch die Möglichkeit, dass das Widerstandsmaterial eine Nickel-Chrom- Legierung ist, wie beispielsweise ISAOHM® (d.h. NiCr20AISi). Ferner besteht auch die Möglichkeit, dass das Widerstandsmaterial eine Kupfer-Mangan-Legierung oder eine Kupfer-Nickel-Legierung ist. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die vorstehend genannten Beispiele von Widerstandsmaterialien beschränkt. There are various options within the scope of the invention with regard to the resistance material of the resistance element. For example, the resistance material can be a copper-manganese-nickel alloy, such as Manganin®, i.e. CuMnl2Ni. Alternatively, there is also the possibility that the resistance material is a nickel-chromium alloy, such as ISAOHM® (i.e. NiCr20AISi). There is also the possibility that the resistance material is a copper-manganese alloy or a copper-nickel alloy. However, the invention is not limited to the above examples of resistance materials.
Allerdings sollte das Widerstandsmaterial einen kleinen spezifischen elektrischen Widerstand haben, der vorzugsweise kleiner ist als 10.000 pOcm, 1.000 pOcm oder 500 pOcm. However, the resistance material should have a small electrical resistivity, preferably less than 10,000 pOcm, 1,000 pOcm or 500 pOcm.
Ferner ist zu erwähnen, dass das Widerstandselement vorzugsweise eine Dicke hat, die mindestens 0,5 mm, 1 mm, 2mm oder 3mm beträgt. Furthermore, it should be mentioned that the resistance element preferably has a thickness that is at least 0.5 mm, 1 mm, 2 mm or 3 mm.
Zur weiteren Verbesserung der Abführung von Verlustwärme kann das Widerstandselement bei dem erfindungsgemäßen Strommesswiderstand mit einem Wärmeübertragungselement verbunden sein, wie beispielsweise einer sogenannten Heatpipe. Zu dem Strommesswiderstand ist allgemein auch zu erwähnen, dass der Strommesswiderstand vorzugsweise eine Stromtragfähigkeit von mindestens 10 A, 50 A, 100 A, 200 A, 500 A oder 1 kA bei Dauerlast aufweist. To further improve the dissipation of heat loss, the resistance element in the current measuring resistor according to the invention can be connected to a heat transfer element, such as a so-called heat pipe. Regarding the current measuring resistor, it should also generally be mentioned that the current measuring resistor preferably has a current carrying capacity of at least 10 A, 50 A, 100 A, 200 A, 500 A or 1 kA under continuous load.
Vorstehend wurde der erfindungsgemäße Strommesswiderstand als einzelnes Bauteil beschrieben. Die Erfindung beansprucht jedoch auch Schutz für eine Strommesseinrichtung mit einem solchen Strommesswiderstand und einer Spannungsmesseinrichtung zur Messung des Spannungsabfalls über dem Widerstandselement des Strommesswiderstands. The current measuring resistor according to the invention was described above as a single component. However, the invention also claims protection for a current measuring device with such a current measuring resistor and a voltage measuring device for measuring the voltage drop across the resistance element of the current measuring resistor.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Spannungsmesseinrichtung zwei Messkanäle auf, um zwei verschiedene Spannungsabfälle an zwei Paaren von Spannungsabgriffen an dem Strommesswiderstand zu messen. In a preferred embodiment of the invention, the voltage measuring device has two measuring channels in order to measure two different voltage drops at two pairs of voltage taps on the current measuring resistor.
In einer Erfindungsvariante sind die beiden Messkanälen der Spannungsmesseinrichtung so mit den Paaren der Spannungsabgriffe verbunden, dass die Spannungsabfälle über Kreuz gemessen werden, wie es beispielsweise aus DE 10 2021 103 241.5 bekannt ist. In a variant of the invention, the two measuring channels of the voltage measuring device are connected to the pairs of voltage taps in such a way that the voltage drops are measured crosswise, as is known, for example, from DE 10 2021 103 241.5.
In einer anderen Erfindungsvariante sind die beiden Messkanälen dagegen so mit den Spannungsabgriffen verbunden, dass die Spannungsabfälle parallel nebeneinander gemessen werden, wie es beispielsweise aus WO 2014/161624 Al bekannt ist. In another variant of the invention, however, the two measuring channels are connected to the voltage taps in such a way that the voltage drops are measured in parallel next to each other, as is known, for example, from WO 2014/161624 Al.
In einer anderen Variante der Erfindung weist die Spannungsmesseinrichtung drei Messkanäle auf, die an drei Spannungsabgriffen drei Spannungsabfälle messen. Die drei Spannungsabgriffe bilden hierbei eine geschlossene Masche über dem Widerstandselement, wie es beispielsweise aus DE 20 2021 105 281 Ul bekannt ist. In another variant of the invention, the voltage measuring device has three measuring channels which measure three voltage drops at three voltage taps. The three voltage taps form a closed mesh above the resistance element, as is known, for example, from DE 20 2021 105 281 Ul.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet oder werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Other advantageous developments of the invention are characterized in the subclaims or are explained in more detail below together with the description of the preferred exemplary embodiments of the invention with reference to the figures.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Figur 1 zeigt eine Perspektivansicht eines herkömmlichen Strommesswiderstands. Figure 1 shows a perspective view of a conventional current measuring resistor.
Figur 2 zeigt eine Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Strommesswiderstands. Figur 3 zeigt eine schematische Seitenansicht des erfindungsgemäßen Strommesswiderstands aus Figur 2. Figure 2 shows a perspective view of a current measuring resistor according to the invention. Figure 3 shows a schematic side view of the current measuring resistor according to the invention from Figure 2.
Figur 4 zeigt eine Aufsicht auf den Strommesswiderstand gemäß Figur 3, wobei zusätzlich zwei Verbindungspunkte zwischen Widerstandselement und Anschlussteilen dargestellt sind. Figure 4 shows a top view of the current measuring resistor according to Figure 3, with two additional connection points between the resistance element and connecting parts being shown.
Figur 5 zeigt eine Abwandlung von Figur 3 mit Schweißverbindungen zwischen dem Widerstandselement und den Anschlussteilen. Figure 5 shows a modification of Figure 3 with welded connections between the resistance element and the connecting parts.
Figur 6 zeigt eine Abwandlung von Figur 3 mit Nietverbindungen zwischen dem Widerstandselement und den Anschlussteilen. Figure 6 shows a modification of Figure 3 with rivet connections between the resistance element and the connecting parts.
Figur 7 zeigt eine Abwandlung von Figur 3 mit Durchsetzfügeverbindungen zwischen dem Widerstandselement und den Anschlussteilen. Figure 7 shows a modification of Figure 3 with clinching joints between the resistance element and the connecting parts.
Figur 8 zeigt einen erfindungsgemäßen Strommesswiderstand in einer schematischen Perspektivansicht von unten mit einer Spannungsmesseinrichtung. Figure 8 shows a current measuring resistor according to the invention in a schematic perspective view from below with a voltage measuring device.
Figur 9 zeigt eine Abwandlung von Figur 8 mit punktförmigen Spannungsabgriffen. Figure 9 shows a modification of Figure 8 with punctiform voltage taps.
Figur 10 zeigt eine Abwandlung von Figur 9 mit zwei Stromschatten in den Anschlussteilen, wobei die Stromschatten innerhalb des Überlappungsbereichs der Anschlussteile liegen. Figure 10 shows a modification of Figure 9 with two current shadows in the connection parts, the current shadows lying within the overlap area of the connection parts.
Figur 11 zeigt eine Abwandlung von Figur 10, wobei die Stromschatten außerhalb des Überlappungsbereichs liegen. Figure 11 shows a modification of Figure 10, with the current shadows lying outside the overlap area.
Figur 12 zeigt eine Abwandlung von Figur 10 mit zwei Paaren von Spannungsabgriffen, die über Kreuz messen, Figure 12 shows a modification of Figure 10 with two pairs of voltage taps that measure crosswise,
Figur 13 zeigt eine Abwandlung von Figur 12, wobei die beiden Paare von Spannungsabgriffen nebeneinander messen. Figure 13 shows a modification of Figure 12, with the two pairs of voltage taps measuring next to each other.
Figur 14 zeigt einen erfindungsgemäßen Strommesswiderstand in einer schematischen Perspektivansicht von unten mit nutförmigen Einschnitten an der Unterseite der Anschlussteile. Figur 15 zeigt eine Seitenansicht des Strommesswiderstands gemäß Figur 14. Figure 14 shows a current measuring resistor according to the invention in a schematic perspective view from below with groove-shaped incisions on the underside of the connecting parts. Figure 15 shows a side view of the current measuring resistor according to Figure 14.
Figur 16 zeigt einen abgewandelten Strommesswiderstand mit drei Spannungsabgriffen, die eineFigure 16 shows a modified current measuring resistor with three voltage taps, one
Masche über dem Widerstandselement bilden. Form a stitch over the resistance element.
Figur 17 zeigt ein Diagramm, welches das Temperaturverhalten des erfindungsgemäßen Stromesswiderstands mit dem Temperaturverhalten des herkömmlichen Strommesswiderstands vergleicht. Figure 17 shows a diagram which compares the temperature behavior of the current measuring resistor according to the invention with the temperature behavior of the conventional current measuring resistor.
Detaillierte der
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Detailed the
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Im Folgenden wird nun das in Figur 2 dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Strommesswiderstands 1 beschrieben, der teilweise mit dem herkömmlichen Strommesswiderstand 1 gemäß Figur 1 übereinstimmt, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten dieselben Bezugszeichen verwendet werden. The exemplary embodiment of a current measuring resistor 1 according to the invention shown in FIG. 2 will now be described below, which partially corresponds to the conventional current measuring resistor 1 according to FIG.
Eine Besonderheit des erfindungsgemäßen Stromesswiderstands 1 besteht darin, dass das Widerstandselement 4 nicht zwischen die Stirnkanten der beiden Anschlussteile 2, 3 eingesetzt ist. Stattdessen ist das Widerstandselement 4 auf die Oberseite der plattenförmigen Anschlussteile 2, 3 aufgesetzt. Das Widerstandselement 4 überlappt also in einem Überlappungsbereich 7 mit dem plattenförmigen Anschlussteil 2 und in einem Überlappungsbereich 8 mit dem plattenförmigen Anschlussteil 3. A special feature of the current measuring resistor 1 according to the invention is that the resistance element 4 is not inserted between the end edges of the two connecting parts 2, 3. Instead, the resistance element 4 is placed on the top of the plate-shaped connection parts 2, 3. The resistance element 4 therefore overlaps in an overlap region 7 with the plate-shaped connecting part 2 and in an overlap region 8 with the plate-shaped connecting part 3.
Ein Vorteil dieser Anordnung des Widerstandselements 4 auf der Oberseite der plattenförmigen Anschlussteile 2, 3 besteht darin, dass der Kontaktbereich (d.h. die Überlappungsbereiche 7, 8) zwischen dem Widerstandselement 4 einerseits und den plattenförmigen Anschlussteilen 2, 3 andererseits wesentlich größer ist als der stromtragende Querschnitt des Widerstandselements 4. Dadurch ist die Wärmeabfuhr von elektrischer Verlustwärme aus dem Widerstandselement 4 in die Anschlussteile 2, 3 wesentlich besser als bei dem herkömmlichen Strommesswiderstand 1. An advantage of this arrangement of the resistance element 4 on the top of the plate-shaped connection parts 2, 3 is that the contact area (i.e. the overlap areas 7, 8) between the resistance element 4 on the one hand and the plate-shaped connection parts 2, 3 on the other hand is significantly larger than the current-carrying cross section of the resistance element 4. As a result, the heat dissipation of electrical heat loss from the resistance element 4 into the connecting parts 2, 3 is significantly better than with the conventional current measuring resistor 1.
Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass der Strommesswiderstand 1 weiter miniaturisiert werden kann. Die Verbindung zwischen dem Widerstandselement 4 einerseits und den Anschlussteilen 2, 3 andererseits benötigt nämlich typischerweise eine bestimmte Länge Lw des Widerstandselements 4 entlang der Stromflussrichtung. Bei dem erfindungsgemäßen Strommesswiderstand 1 trägt die Länge Lw jedoch nur zu einem Teil zu der Gesamtlänge des Stromesswiderstands 1 bei, nämlich außerhalb der Überlappungsbereiche 7, 8. Der erfindungsgemäße Strommesswiderstand 1 lässt sich deshalb weiter miniaturisieren als der herkömmliche Strommesswiderstand 1 gemäß Figur 1. Another advantage of this arrangement is that the current measuring resistor 1 can be further miniaturized. The connection between the resistance element 4 on the one hand and the connecting parts 2, 3 on the other hand typically requires a certain length Lw Resistance element 4 along the current flow direction. In the current measuring resistor 1 according to the invention, however, the length Lw only contributes to a part of the total length of the current measuring resistor 1, namely outside the overlap areas 7, 8. The current measuring resistor 1 according to the invention can therefore be further miniaturized than the conventional current measuring resistor 1 according to Figure 1.
Aus der Seitenansicht gemäß Figur 3 ist weiterhin ersichtlich, dass das Widerstandselement 4 innerhalb der Überlappungsbereiche 7, 8 vollflächig mit den Anschlussteilen 2, 3 verbunden ist und zwar in diesem Ausführungsbeispiel durch Lötverbindungen 9, 10. Die vollflächige Verbindung zwischen dem Widerstandselement 4 und den Anschlussteilen 2, 3 innerhalb der Überlappungsbereiche 7, 8 führt zu einem optimalen Wärmekontakt zwischen dem Widerstandselement 4 einerseits und den Anschlussteilen 2, 3 andererseits, was die Wärmeabfuhr von Verlustwärme aus dem Widerstandselement 4 in die Anschlussteile 2, 3 verbessert. From the side view according to Figure 3 it can also be seen that the resistance element 4 is connected over the entire surface to the connecting parts 2, 3 within the overlap areas 7, 8, namely in this exemplary embodiment by soldered connections 9, 10. The full-surface connection between the resistance element 4 and the connecting parts 2, 3 within the overlap areas 7, 8 leads to optimal thermal contact between the resistance element 4 on the one hand and the connection parts 2, 3 on the other hand, which improves the heat dissipation of heat loss from the resistance element 4 into the connection parts 2, 3.
Weiterhin ist aus Figur 3 ersichtlich, dass das Widerstandselement 4 an seiner Unterseite im Bereich der Überlappungsbereiche 7, 8 mit einer Pufferbeschichtung 11, 12 beschichtet ist, die die Haftung zwischen dem Widerstandselement 4 und den Anschlussteilen 2, 3 verbessert. Die Pufferbeschichtung 11, 12 kann eine Schichtdicke von ein 1 pm bis 100 pm aufweisen und beispielsweise Kupfer, Nickel, Silber, Titan oder Chrom enthalten, um die Haftung zu verbessern. Furthermore, it can be seen from Figure 3 that the resistance element 4 is coated on its underside in the area of the overlap areas 7, 8 with a buffer coating 11, 12, which improves the adhesion between the resistance element 4 and the connection parts 2, 3. The buffer coating 11, 12 can have a layer thickness of 1 pm to 100 pm and contain, for example, copper, nickel, silver, titanium or chromium in order to improve adhesion.
Ferner ist aus Figur 4 ersichtlich, dass der Strommesswiderstand 1 zusätzliche Verbindungspunkte VP1, VP2 aufweist, um die mechanische Stabilität zu verbessern. Die Verbindungspunkte VP1, VP2 befinden sich hierbei innerhalb der Überlappungsbereiche 7, 8 der Anschlussteile 2, 3. Furthermore, it can be seen from Figure 4 that the current measuring resistor 1 has additional connection points VP1, VP2 in order to improve the mechanical stability. The connection points VP1, VP2 are located within the overlap areas 7, 8 of the connecting parts 2, 3.
Figur 5 zeigt eine Abwandlung von Figur 3 mit Schweißverbindungen 15, 16 anstelle der Lötverbindungen 9, 10. Figure 5 shows a modification of Figure 3 with welded connections 15, 16 instead of the soldered connections 9, 10.
Allgemein ist zu erwähnen, dass die punktuellen Verbindungen auch zusätzlich zu einer flächigen Verbindung vorgesehen sein können. In general, it should be mentioned that the point connections can also be provided in addition to a flat connection.
Figur 6 zeigt eine Abwandlung von Figur 3 mit Nietverbindungen 17, 18 anstelle der Lötverbindungen 9, 10 zwischen dem Widerstandselement 4 und den Anschlussteilen 2, 3. Figur 7 zeigt eine Abwandlung von Figur 3 mit Durchsetzfügeverbindungen 19, 20 (d.h. TOX®-e- Clinch-Verbindungen) anstelle der Lötverbindungen 9, 10 zwischen dem Widerstandselement 4 und den Anschlussteilen 2, 3. Figure 6 shows a modification of Figure 3 with rivet connections 17, 18 instead of the solder connections 9, 10 between the resistance element 4 and the connection parts 2, 3. 7 shows a modification of FIG.
Figur 8 zeigt eine Abwandlung eines Strommesswiderstands 1 in einer schematischen Perspektivansicht von unten. Hierbei ist zusätzlich eine Trennfuge 21 dargestellt, wobei die Spannungsabgriffen 13, 14 am Rand der Anschlussteile 2, 3 angeordnet sind und unmittelbar an die Trennfuge 21 angrenzen. Figure 8 shows a modification of a current measuring resistor 1 in a schematic perspective view from below. Here, a separating joint 21 is also shown, with the voltage taps 13, 14 being arranged on the edge of the connecting parts 2, 3 and directly adjacent to the separating joint 21.
Darüber hinaus ist eine Spannungsmesseinrichtung 22 dargestellt, die mit den beiden Spannungsabgriffen 13, 14 verbunden ist und den Spannungsabfall über dem Widerstandselement 4 misst. In addition, a voltage measuring device 22 is shown, which is connected to the two voltage taps 13, 14 and measures the voltage drop across the resistance element 4.
Figur 9 zeigt eine Abwandlung von Figur 8 mit punktförmigen Spannungsabgriffen 13, 14 anstelle der streifenförmigen Spannungsabgriffe 13, 14 in Figur 8. Figure 9 shows a modification of Figure 8 with point-shaped voltage taps 13, 14 instead of the strip-shaped voltage taps 13, 14 in Figure 8.
Figur 10 zeigt eine weitere Abwandlung eines erfindungsgemäßen Strommesswiderstands 1, der weitgehend mit dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel übereinstimmt, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen wieder auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten dieselben Bezugszeichen verwendet werden. Figure 10 shows a further modification of a current measuring resistor 1 according to the invention, which largely corresponds to the exemplary embodiment described above, so that to avoid repetition, reference is made again to the above description, the same reference numbers being used for corresponding details.
Eine Besonderheit besteht hierbei darin, dass in den beiden Anschlussteilen 2, 3 jeweils ein Einschnitt 23, 24 angeordnet ist, der auch als Stromschatten bezeichnet wird. Die Einschnitte 23, 24 sind schlitzförmig und erstrecken sich über die gesamte Plattendicke der Anschlussteile 2, 3, so dass ein Stromfluss quer über die Einschnitte 23, 24 verhindert wird. A special feature here is that an incision 23, 24, which is also referred to as a current shadow, is arranged in each of the two connection parts 2, 3. The incisions 23, 24 are slot-shaped and extend over the entire plate thickness of the connection parts 2, 3, so that current flow across the incisions 23, 24 is prevented.
Hierbei ist zu erwähnen, dass sich die Einschnitte 23, 24 in den Anschlussteilen 2, 3 innerhalb der Überlappungsbereiche 7, 8 befinden. It should be mentioned here that the incisions 23, 24 in the connecting parts 2, 3 are located within the overlap areas 7, 8.
Figur 11 zeigt eine Abwandlung von Figur 10, so dass wieder auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird. Eine Besonderheit dieser Abwandlung besteht darin, dass sich die Einschnitte 23, 24 in den Anschlussteilen 2, 3 außerhalb der Überlappungsbereiche 7, 8 befinden. Figure 11 shows a modification of Figure 10, so that reference is again made to the above description. A special feature of this modification is that the incisions 23, 24 in the connecting parts 2, 3 are located outside the overlap areas 7, 8.
Figur 12 zeigt eine Abwandlung von Figur 10 mit zwei Paaren von Spannungsabgriffen 13, 14, die den Spannungsabfall über dem Widerstandselement 4 über Kreuz messen, wie es beispielsweise aus DE 10 2021 103 241.5 bekannt ist. Figure 12 shows a modification of Figure 10 with two pairs of voltage taps 13, 14, which measure the voltage drop across the resistance element 4 crosswise, for example is known from DE 10 2021 103 241.5.
Figur 13 zeigt eine Abwandlung von Figur 12, wobei die beiden Paare von Spannungsabgriffen 13, 14 die Spannungsabfälle nebeneinander messen, wie es beispielsweise aus WO 2014/161624 Al bekannt ist. Figure 13 shows a modification of Figure 12, with the two pairs of voltage taps 13, 14 measuring the voltage drops next to each other, as is known, for example, from WO 2014/161624 Al.
Figur 14 zeigt eine weitere Abwandlung der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen wieder auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten dieselben Bezugszeichen verwendet werden. Figure 14 shows a further modification of the exemplary embodiments described above, so that to avoid repetition, reference is made again to the above description, with the same reference numbers being used for corresponding details.
Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass die Einschnitte 23, 24 nicht schlitzförmig sind, sondern nutförmig. Die nutförmigen Einschnitte 23, 24 erstrecken sich hierbei quer zur Stromflussrichtung in dem Strommesswiderstand 1 über die gesamte Breite des Strommesswiderstands 1. Weiterhin ist zu erwähnen, dass die nutförmigen Einschnitte 23, 24 an der Unterseite der plattenförmigen Anschlussteile 2, 3 angeordnet sind und sich nicht über die gesamte Plattendicke erstrecken, wie auch aus Figur 15 ersichtlich ist. A special feature of this exemplary embodiment is that the incisions 23, 24 are not slot-shaped, but rather groove-shaped. The groove-shaped incisions 23, 24 extend transversely to the direction of current flow in the current measuring resistor 1 over the entire width of the current measuring resistor 1. It should also be mentioned that the groove-shaped incisions 23, 24 are arranged on the underside of the plate-shaped connecting parts 2, 3 and are not extend over the entire plate thickness, as can also be seen from Figure 15.
Figur 16 zeigt eine weitere Abwandlung eines erfindungsgemäßen Strommesswiderstands 1 mit drei Spannungsabgriffen 25-27, die die Messung von drei Spannungsabfälle über dem Widerstandselement 4 entlang einer geschlossenen Masche 28 ermöglichen, wie es beispielsweise aus DE 20 2021 105 281 Ul bekannt ist. Figure 16 shows a further modification of a current measuring resistor 1 according to the invention with three voltage taps 25-27, which enable the measurement of three voltage drops across the resistance element 4 along a closed mesh 28, as is known, for example, from DE 20 2021 105 281 Ul.
Schließlich zeigt Figur 17 ein Diagramm im Vergleich des Temperaturverhaltens des erfindungsgemäßen Strommesswiderstands 1 mit dem herkömmlichen Strommesswiderstand 1 gemäß Figur 1. Aus dem Diagramm ist ersichtlich, dass der erfindungsgemäße Strommesswiderstand 1 im Betrieb weniger stark erwärmt wird und sich schneller wieder abkühlt. Finally, Figure 17 shows a diagram comparing the temperature behavior of the current measuring resistor 1 according to the invention with the conventional current measuring resistor 1 according to Figure 1. It can be seen from the diagram that the current measuring resistor 1 according to the invention heats up less during operation and cools down more quickly.
Vorteile der
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Advantages of
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Nachfolgend werden nochmals die Vorteile der Erfindung kurz beschrieben. The advantages of the invention are briefly described below.
1. Durch die Brückenbauweise bestehen weitere Konstruktionsfreiheitsgrade: a. Es sind kleinere effektive Längen Lw des Widerstandselements 4 möglich, da die Trennfuge 21 schmaler ausgeführt sein kann. Beim Elektronenstrahlweißen ist eine Mindestlänge Lw > 3 mm erforderlich, typischerweise ist das kleinste Widerstandselement 5 mm lang. b. Es besteht keine Limitierung in der Dicke Dw des Widerstandselements 4. Beim Schweißen darf das Widerstandselements 4 maximal so dick wie die Anschlussteile 2, 3 sein, d.h. es muss gelten Dw < DA. Im Idealfall ist das Widerstandselement 4 niedriger als die Anschlussteile 2, 3. Dadurch ergeben sich weitere Konstruktionsfreiheiten beispielsweise für die Wärmeabfuhr bei Pulsbelastung. 1. The bridge construction method provides additional degrees of design freedom: a. Smaller effective lengths Lw of the resistance element 4 are possible because the parting line 21 can be made narrower. For electron beam whitening, a minimum length Lw > 3 mm is required; typically the smallest resistance element is 5 mm long. b. There is no limitation in the thickness Dw of the resistance element 4. When welding, the resistance element 4 may only be as thick as the connecting parts 2, 3, ie Dw < DA must apply. Ideally, the resistance element 4 is lower than the connecting parts 2, 3. This results in further design freedom, for example for heat dissipation during pulse loads.
2. Bei dem erfindungsgemäße Strommesswiderstand 1 ist die intrinsische Wärmeabfuhr besser und zwar aus folgenden Gründen: a. Konstruktionsfreiheit in drei Dimensionen. Die Limits können in alle drei Raumrichtungen erweitert werden. Das bedeutet, bei gleichem Widerstandswert kann durch den erweiterten Spezifikationsraum in Länge, Breite und Dicke des Widerstandselements 4 im Vergleich zur Standard-Bauweise ein Bauteil mit deutlich verbesserten thermischen Eigenschaften bei Pulsbelastung konstruiert werden. b. Durch die größere Querschnittsfläche (Kontaktfläche) zwischen dem Widerstandselement 4 und den Anschlussteilen 2, 3 in der xy-Ebene wird im Vergleich zu einer planaren Konstruktion die Wärme schneller abtransportiert. Dadurch ergibt sich eine niedrigere Hot- spot-Temperatur. c. Das vergrößerte Volumen des Widerstandselements im Vergleich zur Standard-Bauweise bietet Vorteile als Wärmepuffer. 2. In the current measuring resistor 1 according to the invention, the intrinsic heat dissipation is better for the following reasons: a. Freedom of construction in three dimensions. The limits can be extended in all three spatial directions. This means that with the same resistance value, a component with significantly improved thermal properties under pulse load can be constructed due to the extended specification range in length, width and thickness of the resistance element 4 compared to the standard design. b. Due to the larger cross-sectional area (contact area) between the resistance element 4 and the connecting parts 2, 3 in the xy plane, the heat is transported away more quickly compared to a planar construction. This results in a lower hot spot temperature. c. The increased volume of the resistance element compared to the standard design offers advantages as a heat buffer.
3. Durch die gewonnenen Freiheitsgrade in die drei Dimensionen lassen sich niederohmige Bauteile mit einem Widerstandswert R < 50 pO mit NiCr-Legierungen, mit höherem spezifischen Widerstand, hier speziell mit ISAOHM® (d.h. NiCr20AISi) realisieren, das einen 3-5 mal so großen spezifischen Widerstand hat wie Manganin® (d.h. CuMnl2Ni). Dies ist in der Standard-Bauweise aufgrund der Limitierungen der Länge des Widerstandselements in Stromflussrichtung sowie der Dicke des Widerstandselements nicht möglich. ISAOHM® hat einen sehr flachen Temperaturkoeffizienten (TK) und eine bessere Langezeitstabilität als Kupfer- Mangan-Legierungen.. 3. Due to the degrees of freedom gained in the three dimensions, low-resistance components with a resistance value R < 50 pO can be realized with NiCr alloys, with higher specific resistance, here specifically with ISAOHM® (i.e. NiCr20AISi), which is 3-5 times larger has specific resistance like Manganin® (i.e. CuMnl2Ni). This is not possible in the standard design due to the limitations of the length of the resistance element in the direction of current flow and the thickness of the resistance element. ISAOHM® has a very flat temperature coefficient (TK) and better long-term stability than copper-manganese alloys.
4. Durch die Spannungsabgriffe 13, 14 auf der Unterseite der Anschlussteile 2, 3 ergeben sich einfache Kontaktierungsmöglichkeiten auf Leiterkarten und/oder Busbars. Der TK-Einfluss der Anschlussteile im Messpfad der Spannungsabgriffe 13, 14 kann durch die beschriebenen Stromschattenkonstruktionen (vgl. seitliche Einschnitte 23, 24 oder partielle Fuge von unten) eliminiert werden. Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den jeweils in Bezug genommenen Ansprüchen und insbesondere auch ohne die Merkmale des Hauptanspruchs. Die Erfindung umfasst also verschiedene Erfindungsaspekte, die unabhängig voneinander Schutz genießen. 4. The voltage taps 13, 14 on the underside of the connecting parts 2, 3 provide simple contacting options on circuit boards and/or bus bars. The TK influence of the connecting parts in the measuring path of the voltage taps 13, 14 can be eliminated by the current shadow constructions described (cf. side cuts 23, 24 or partial joint from below). The invention is not limited to the preferred embodiments described above. Rather, a large number of variants and modifications are possible, which also make use of the inventive idea and therefore fall within the scope of protection. In particular, the invention also claims protection for the subject matter and the features of the subclaims independently of the claims referred to in each case and in particular even without the features of the main claim. The invention therefore encompasses various aspects of the invention, which enjoy protection independently of one another.
Bezugszeichenliste Reference symbol list
1 Strommesswiderstand 1 current measuring resistor
2 Anschlussteil zum Einleiten des Stroms in den Strommesswiderstand 2 Connection part for introducing the current into the current measuring resistor
3 Anschlussteil zum Ausleiten des Stroms aus dem Strommesswiderstand 3 Connection part for discharging the current from the current measuring resistor
4 Widerstandselement 4 resistance element
5 Bohrung in dem Anschlussteil zum Einleiten des Stroms in den Strommesswiderstand5 Hole in the connecting part for introducing the current into the current measuring resistor
6 Bohrung in dem zum Ausleiten des Stroms aus dem Strommesswiderstand 6 hole in which to drain the current from the current measuring resistor
7 Überlappungsbereich des Widerstandselements und des Anschlussteils zum Einleiten des Stroms in den Strommesswiderstand 7 Overlap area of the resistance element and the connecting part for introducing the current into the current measuring resistor
8 Überlappungsbereich des Widerstandselements und des Anschlussteils zum Ausleiten des Stroms aus dem Strommesswiderstand 8 Overlap area of the resistance element and the connecting part for discharging the current from the current measuring resistor
9, 10 Lötverbindung zwischen Widerstandselement und Anschlussteilen 9, 10 Solder connection between resistance element and connection parts
11, 12 Pufferbeschichtung der Anschlussteile 11, 12 Buffer coating of the connecting parts
13, 14 Spannungsabgriffe 13, 14 voltage taps
15, 16 Schweißverbindung zwischen Widerstandselement und Anschlussteilen 15, 16 Welded connection between resistance element and connecting parts
17, 18 Nietverbindung zwischen Widerstandselement und Anschlussteilen 17, 18 Rivet connection between resistance element and connecting parts
19, 20 Durchsetzfügeverbindung zwischen Widerstandselement und Anschlussteilen 19, 20 clinching connection between resistance element and connecting parts
21 Trennfuge zwischen den Anschlussteilen 21 Separation gap between the connecting parts
22 Spannungsmesseinrichtung zur Spannungsmessung an dem Widerstandselement22 voltage measuring device for measuring voltage on the resistance element
23 Einschnitt in dem Anschlussteil zum Einleiten des Stroms in den Strommesswiderstand23 Incision in the connecting part for introducing the current into the current measuring resistor
24 Einschnitt in dem Anschlussteil zum Ausleiten des Stroms aus dem Strommesswiderstand24 Incision in the connecting part for draining the current from the current measuring resistor
25-27 Spannungsabgriffe 25-27 voltage taps
28 Masche der Spannungsabgriffe 28 mesh of tension taps
VP1, VP2 Verbindungspunkte VP1, VP2 connection points
Bw Breite des Widerstandselements quer zur Stromflussrichtung Bw Width of the resistance element transverse to the direction of current flow
Lw Länge des Widerstandselements entlang der Stromflussrichtung Lw Length of the resistance element along the direction of current flow
LTF Breite der Trennfuge zwischen den Anschlussteilen L T F Width of the joint between the connecting parts
DA Dicke der Anschlussteile DA thickness of the connecting parts
Dw Dicke des Widerstandselements Dw thickness of the resistance element
I Strom I current

Claims

ANSPRÜCHE EXPECTATIONS
1. Strommesswiderstand (1) zum Messen eines elektrischen Stroms (I), mit a) einem plattenförmigen ersten Anschlussteil (2) aus einem elektrisch leitfähigen Leitermaterial zum Einleiten des zu messenden Stroms (I) in den Strommesswiderstand (1), b) einem plattenförmigen zweiten Anschlussteil (3) aus einem elektrisch leitfähigen Leitermaterial zum Ausleiten des zu messenden Stroms (I) aus dem Strommesswiderstand (1), und c) einem plattenförmigen Widerstandselement (4) aus einem niederohmigen Widerstandsmaterial, wobei das Widerstandselement (4) elektrisch und mechanisch mit den Anschlussteilen (2, 3) verbunden und in Stromflussrichtung zwischen den beiden Anschlussteilen (2, 3) angeordnet ist, so dass der zu messende elektrische Strom (I) durch das Widerstandselement (4) fließt, dadurch gekennzeichnet, d) dass das plattenförmige Widerstandselement (4) auf die Oberseite der Anschlussteile (2, 3) aufgesetzt ist, und e) dass das plattenförmige Widerstandselement (4) jeweils in einem Überlappungsbereich (7, 8) mit den plattenförmigen Anschlussteilen (2, 3) überlappt, insbesondere planparallel. 1. Current measuring resistor (1) for measuring an electrical current (I), with a) a plate-shaped first connecting part (2) made of an electrically conductive conductor material for introducing the current (I) to be measured into the current measuring resistor (1), b) a plate-shaped second connection part (3) made of an electrically conductive conductor material for discharging the current (I) to be measured from the current measuring resistor (1), and c) a plate-shaped resistance element (4) made of a low-resistance resistance material, the resistance element (4) being electrically and mechanically connected the connection parts (2, 3) and is arranged in the current flow direction between the two connection parts (2, 3), so that the electrical current (I) to be measured flows through the resistance element (4), characterized in that d) that the plate-shaped resistance element (4) is placed on the top of the connecting parts (2, 3), and e) that the plate-shaped resistance element (4) overlaps with the plate-shaped connecting parts (2, 3) in an overlap region (7, 8), in particular plane-parallel.
2. Strommesswiderstand (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Widerstandselement (4) durch eine der folgenden Verbindungsarten mit den Anschlussteilen (2, 3) verbunden ist: a) Lötverbindung (9, 10), insbesondere Weichlötverbindung oder Hartlötverbindung, b) Press-Sinterverbindung, optional mit Kupfer oder Silber als Sintermaterial, optional mit einer Nanostrukturierung der Kontaktflächen des Widerstandselements (4) und/oder der Anschlussteile (2, 3), c) Press-Klebeverbindung, optional mit einem Epoxidkleber, optional mit einer Nanostrukturierung der Kontaktflächen des Widerstandselements (4) und/oder der Anschlussteile (2, 3), d) Schweißverbindung (15, 16), insbesondere eine Punktschweißverbindung oder eine Laserschweißverbindung, e) Nietverbindung (17, 18), f) Schraubverbindung, g) Durchsetzfügeverbindung (19, 20), insbesondere durch eine TOX®-eClinch-Verbindung. 2. Current measuring resistor (1) according to claim 1, characterized in that the resistance element (4) is connected to the connecting parts (2, 3) by one of the following types of connection: a) solder connection (9, 10), in particular soft solder connection or hard solder connection, b ) Press-sinter connection, optionally with copper or silver as sinter material, optionally with a nanostructuring of the contact surfaces of the resistance element (4) and/or the connecting parts (2, 3), c) Press-adhesive connection, optionally with an epoxy adhesive, optionally with a nanostructuring the contact surfaces of the resistance element (4) and/or the connecting parts (2, 3), d) welded connection (15, 16), in particular a spot welded connection or a laser welded connection, e) rivet connection (17, 18), f) screw connection, g) clinching connection (19, 20), in particular through a TOX®-eClinch connection.
3. Strommesswiderstand (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass das Widerstandselement (4) jeweils in dem gesamten Überlappungsbereich (7, 8) mit den Anschlussteilen (2, 3) verbunden ist, und/oder b) dass das Widerstandselement (4) jeweils nur innerhalb eines Teils des Überlappungsbereichs (7, 8) mit den Anschlussteilen (2, 3) verbunden ist, insbesondere nur punktuell, insbesondere durch bl) eine Punktschweißverbindung, b2) eine Nietverbindung oder b3) eine Clinchverbindung. 3. Current measuring resistor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a) that the resistance element (4) is connected to the connecting parts (2, 3) in the entire overlap area (7, 8), and / or b) that the resistance element (4) is connected to the connecting parts (2, 3) only within a part of the overlap area (7, 8), in particular only at points, in particular by bl) a spot welded connection, b2) a rivet connection or b3) a clinch connection.
4. Strommesswiderstand (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass der Strommesswiderstand (1) mindestens ein Paar von Spannungsabgriffen (13, 14) aufweist zur Messung der über dem Widerstandselement (4) abfallenden elektrischen Spannung, wobei die beiden Spanungsabgriffe (13, 14) an dem ersten Anschlussteil (2) einerseits und an dem zweiten Anschlussteil (3) andererseits angreifen, und b) dass die Spannungsabgriffe an der Unterseite des Strommesswiderstands (1) mit den Anschlussteilen (2, 3) verbunden sind. 4. Current measuring resistor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a) that the current measuring resistor (1) has at least one pair of voltage taps (13, 14) for measuring the electrical voltage dropping across the resistance element (4), the two Voltage taps (13, 14) engage on the first connection part (2) on the one hand and on the second connection part (3) on the other hand, and b) that the voltage taps on the underside of the current measuring resistor (1) are connected to the connection parts (2, 3).
5. Strommesswiderstand (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass die plattenförmigen Anschlussteile (2, 3) an der Unterseite des plattenförmigen Widerstandselements (4) durch eine Trennfuge (21) voneinander getrennt sind und mit ihrem Rand an die Trennfuge (21) angrenzen, und b) dass die Spannungsabgriffe an dem Rand der plattenförmigen Anschlussteile (2, 3) angrenzend an die Trennfuge (21) mit den plattenförmigen Anschlussteilen (2, 3) verbunden sind, c) dass die Spannungsabgriffe vorzugsweise unmittelbar angrenzend an die Trennfuge (21) mit den plattenförmigen Anschlussteilen (2, 3) verbunden sind oder in einem Abstand in Stromflussrichtung von höchstens 2 mm oder 1 mm. 5. Current measuring resistor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a) the plate-shaped connecting parts (2, 3) on the underside of the plate-shaped resistance element (4) are separated from one another by a parting line (21) and with their edge on the Separating joint (21), and b) that the voltage taps on the edge of the plate-shaped connecting parts (2, 3) are connected to the plate-shaped connecting parts (2, 3) adjacent to the separating joint (21), c) that the voltage taps are preferably immediately adjacent are connected to the separating joint (21) with the plate-shaped connecting parts (2, 3) or at a distance in the direction of current flow of a maximum of 2 mm or 1 mm.
6. Strommesswiderstand (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass die beiden plattenförmigen Anschlussteile (2, 3) jeweils mindestens einen Einschnitt (23, 24) aufweisen, der einen Stromfluss quer über den Einschnitt (23, 24) vollständig verhindert oder zumindest erschwert, b) dass sich die Einschnitte (23, 24) in den plattenförmigen Anschlussteilen (2, 3) optional in dem Überlappungsbereich (7, 8) oder außerhalb des Überlappungsbereichs befinden. 6. Current measuring resistor (1) according to one of the preceding claims, characterized in a) that the two plate-shaped connecting parts (2, 3) each have at least one incision (23, 24) which completely prevents or at least makes it more difficult for current to flow across the incision (23, 24), b) that the incisions (23, 24) in the plate-shaped connecting parts (2, 3) are optionally located in the overlap area (7, 8) or outside the overlap area.
7. Strommesswiderstand (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Einschnitte (23, 24) jeweils schlitzförmig sind und sich über die gesamte Plattendicke (DA) der Anschlussteile (2, 3) erstrecken, so dass die Einschnitte (23, 24) jeweils von der Oberseite bis zur Unterseite der Anschlussteile (2, 3) durchgehen, und b) dass die Einschnitte (23, 24) jeweils von einem Seitenrand der plattenförmigen Anschlussteile (2, 3) ausgehen. 7. Current measuring resistor (1) according to claim 6, characterized in that a) the incisions (23, 24) are each slot-shaped and extend over the entire plate thickness (DA) of the connecting parts (2, 3), so that the incisions (23 , 24) each go through from the top to the bottom of the connecting parts (2, 3), and b) that the incisions (23, 24) each start from a side edge of the plate-shaped connecting parts (2, 3).
8. Strommesswiderstand (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, a) dass sich die Einschnitte (23, 24) jeweils nutförmig sind und sich nur über einen Teil der Plattendicke (DA) der Anschlussteile (2, 3) erstrecken, und b) dass die nutförmigen Einschnitte (23, 24) jeweils von der Unterseite der plattenförmigen Anschlussteile (2, 3) ausgehen, c) dass sich die nutförmigen Einschnitte (23, 24) optional über die gesamte Breite der plattenförmigen Anschlussteile (2, 3) quer zur Stromflussrichtung erstrecken. 8. Current measuring resistor (1) according to claim 6, characterized in that a) the incisions (23, 24) are each groove-shaped and extend only over part of the plate thickness (DA) of the connecting parts (2, 3), and b) that the groove-shaped incisions (23, 24) each extend from the underside of the plate-shaped connecting parts (2, 3), c) that the groove-shaped incisions (23, 24) optionally extend across the entire width of the plate-shaped connecting parts (2, 3) transversely Current flow direction extend.
9. Strommesswiderstand (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Verbindung zwischen dem plattenförmigen Widerstandselement (4) und den plattenförmigen Anschlussteilen (2, 3) eine bestimmte Länge des Widerstandselements (4) in Stromflussrichtung benötigt, und b) dass die Trennfuge (21) zwischen den beiden Anschlussteilen (2, 3) in Stromflussrichtung eine Fugenbreite (LTF) aufweist, die kleiner ist als die Länge des Widerstandselements (4), die für die Verbindung zwischen dem Widerstandselement (4) und den Anschlussteilen (2, 3) benötigt wird, c) dass die Fugenbreite (LTF) der Trennfuge (21) optional kleiner ist als 20 mm, 10 mm oder 5 mm. 9. Current measuring resistor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a) the connection between the plate-shaped resistance element (4) and the plate-shaped connection parts (2, 3) requires a certain length of the resistance element (4) in the direction of current flow, and b ) that the separating joint (21) between the two connecting parts (2, 3) in the direction of current flow has a joint width (L T F) that is smaller than the length of the resistance element (4), which is necessary for the connection between the resistance element (4) and the connecting parts (2, 3), c) that the joint width (L T F) of the parting joint (21) is optionally smaller than 20 mm, 10 mm or 5 mm.
10. Strommesswiderstand (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass das plattenförmige Widerstandselement (4) quer zur Stromflussrichtung eine bestimmte stromtragende Querschnittsfläche hat, und b) dass der Überlappungsbereich (7, 8) zwischen dem Widerstandselement (4) und den Anschlussteilen (2, 3) größer ist als die stromtragende Querschnittsfläche des Widerstandselements (4), um eine gute Wärmeableitung von Verlustwärme aus dem Widerstandselement (4) in die Anschlussteile (2, 3) zu ermöglichen, c) dass der Überlappungsbereich (7, 8) zwischen dem Widerstandselement (4) und den Anschlussteilen (2, 3) optional um mindestens den Faktor 2, 3, 4 oder 5 größer ist als die stromtragende Querschnittsfläche des plattenförmigen Widerstandselements (4). 10. Current measuring resistor (1) according to one of the preceding claims, characterized in a) that the plate-shaped resistance element (4) has a specific current-carrying cross-sectional area transverse to the direction of current flow, and b) that the overlap area (7, 8) between the resistance element (4) and the connecting parts (2, 3) is larger than the current-carrying cross-sectional area of the Resistance element (4) in order to enable good heat dissipation of heat loss from the resistance element (4) into the connection parts (2, 3), c) that the overlap area (7, 8) between the resistance element (4) and the connection parts (2, 3) optionally larger by at least a factor of 2, 3, 4 or 5 than the current-carrying cross-sectional area of the plate-shaped resistance element (4).
11. Strommesswiderstand (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass eines der Anschlussteile (2, 3) eine Kontaktinsel aufweist, um einen virtuellen Mittelab- griff bereitzustellen, und b) dass die Kontaktinsel in dem Anschlussteil durch mindestens einen Einschnitt elektrisch vom Rest des Anschlussteils getrennt ist. 11. Current measuring resistor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a) one of the connecting parts (2, 3) has a contact island in order to provide a virtual center tap, and b) that the contact island in the connecting part is connected by at least one Incision is electrically separated from the rest of the connecting part.
12. Strommesswiderstand (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass das Widerstandselement (4) in dem Überlappungsbereich (7, 8) mit den Anschlussteilen (2, 3) an seiner Unterseite mit einer Beschichtung beschichtet ist, um die Haftung des Widerstandselements (4) auf den Anschlussteilen (2, 3) zu verbessern, b) dass die Beschichtung optional eine Schichtdicke von mindestens 1 pm, 2 pm, 5 pm, 10 pm, 20 pm und/oder höchstens 500 pm, 250 pm, 100 pm aufweist, c) dass die Beschichtung optional Kupfer, Nickel, Silber, Titan und/oder Chrom enthält. 12. Current measuring resistor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a) the resistance element (4) in the overlap area (7, 8) with the connecting parts (2, 3) is coated on its underside with a coating in order to To improve the adhesion of the resistance element (4) to the connecting parts (2, 3), b) that the coating optionally has a layer thickness of at least 1 pm, 2 pm, 5 pm, 10 pm, 20 pm and/or at most 500 pm, 250 pm , 100 pm, c) that the coating optionally contains copper, nickel, silver, titanium and / or chromium.
13. Strommesswiderstand (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass das Leitermaterial der Anschlussteile (2, 3) Kupfer, eine Kupferlegierung, Aluminium o- der eine Aluminiumlegierung ist, und/oder b) dass das Leitermaterial der Anschlussteile (2, 3) einen kleineren spezifischen elektrischen Widerstand aufweist als das Widerstandsmaterial des Widerstandselements (4), und/oder c) dass der Strommesswiderstand (1) einen Widerstandswert hat, der kleiner ist als 50 pQ, 100 pQ, 250 pQ, 500 pQ, 1 m.Q, io m.Q, 50 m.Q oder 100 m.Q, und/oder d) dass das Widerstandsmaterial eine der folgenden Legierungen ist: dl) Nickel-Chrom-Legierung, insbesondere NiCr20AISi, d2) Kupfer-Mangan-Legierung, d3) Kupfer-Mangan-Nickel-Legierung, d4) Kupfer-Nickel-Legierung, und/oder e) dass das Widerstandsmaterial einen spezifischen elektrischen Widerstand aufweist, der kleiner ist als 10000 pOcm, 1000 pOcm oder 500 pOcm, und/oder f) dass das Widerstandsmaterial eine Dicke (Dw) hat, die mindestens 0,5 mm, 1 mm, 2mm oder 3mm beträgt, und/oder g) dass das Widerstandselement (4) zur Abführung von Verlustwärme mit einem Wärmeübertragungselement verbunden ist, insbesondere mit einer Heatpipe, und/oder h) dass der Strommesswiderstand (1) eine Stromtragfähigkeit von mindestens 10 A, 50A, 100A, 200 A, 500A oder 1 kA bei Dauerlast aufweist. 13. Current measuring resistor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a) that the conductor material of the connecting parts (2, 3) is copper, a copper alloy, aluminum or an aluminum alloy, and / or b) that the conductor material of the connecting parts (2, 3) has a smaller specific electrical resistance than the resistance material of the resistance element (4), and / or c) that the current measuring resistor (1) has a resistance value that is smaller than 50 pQ, 100 pQ, 250 pQ, 500 pQ , 1 mQ, io mQ, 50 mQ or 100 mQ, and/or d) that the resistance material is one of the following alloys: dl) nickel-chromium alloy, in particular NiCr20AISi, d2) copper-manganese alloy, d3) copper-manganese-nickel alloy, d4) copper-nickel alloy, and / or e) that the resistance material has a specific electrical resistance , which is smaller than 10000 pOcm, 1000 pOcm or 500 pOcm, and/or f) that the resistance material has a thickness (Dw) that is at least 0.5 mm, 1 mm, 2mm or 3mm, and/or g) that the resistance element (4) for dissipating heat loss is connected to a heat transfer element, in particular to a heat pipe, and/or h) that the current measuring resistor (1) has a current carrying capacity of at least 10 A, 50 A, 100 A, 200 A, 500 A or 1 kA Has continuous load.
14. Strommesseinrichtung mit a) einem Strommesswiderstand (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, und b) einer Spannungsmesseinrichtung zur Messung des Spannungsabfalls über dem Widerstandselement (4) des Strommesswiderstands (1). 14. Current measuring device with a) a current measuring resistor (1) according to one of the preceding claims, and b) a voltage measuring device for measuring the voltage drop across the resistance element (4) of the current measuring resistor (1).
15. Strommesseinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, a) dass der Strommesswiderstand (1) mindestens zwei Paare von Spannungsabgriffen (13, 14) aufweist, b) dass die Spannungsmesseinrichtung (22) einen ersten Messkanal aufweist, der die Spannung über dem ersten Paar der Spannungsabgriffe (13, 14) misst, und c) dass die Spannungsmesseinrichtung (22) einen zweiten Messkanal aufweist, der die Spannung über dem zweiten Paar der Spannungsabgriffe (13, 14) misst. 15. Current measuring device according to claim 14, characterized in that a) that the current measuring resistor (1) has at least two pairs of voltage taps (13, 14), b) that the voltage measuring device (22) has a first measuring channel which measures the voltage across the first pair the voltage taps (13, 14), and c) that the voltage measuring device (22) has a second measuring channel which measures the voltage across the second pair of voltage taps (13, 14).
16. Strommesseinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, a) dass die beiden Messkanäle so mit den Paaren der Spannungsabgriffe (13, 14) verbunden sind, dass die Spannungsabfälle über Kreuz gemessen werden, oder b) dass die beiden Messkanäle so mit den Paaren der Spannungsabgriffe (13, 14) verbunden sind, dass die Spannungsabfälle parallel nebeneinander gemessen werden. 16. Current measuring device according to claim 15, characterized in that a) that the two measuring channels are connected to the pairs of voltage taps (13, 14) in such a way that the voltage drops are measured crosswise, or b) that the two measuring channels are connected to the pairs of Voltage taps (13, 14) are connected so that the voltage drops are measured in parallel next to each other.
17. Strommesseinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, a) dass der Strommesswiderstand (1) drei Spannungsabgriffe (25, 27) aufweist, b) dass die drei Spannungsabgriffe (25, 27) an den beiden Anschlussteilen (2, 3) angreifen, c) dass die Spannungsmesseinrichtung (22) drei Messkanäle aufweist, die jeweils paarweise den Spannungsabfall zwischen zwei der Spannungsabgriffe (25, 27) messen, und d) dass die drei Messkanäle die Spannungsabfälle über einer geschlossenen Masche (28) mes- sen. 17. Current measuring device according to claim 14, characterized in that a) the current measuring resistor (1) has three voltage taps (25, 27), b) that the three voltage taps (25, 27) act on the two connecting parts (2, 3), c) that the voltage measuring device (22) has three measuring channels, each of which measures the voltage drop between two of the voltage taps (25, 27) in pairs, and d) that the three measuring channels measure the voltage drops across a closed mesh (28).
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