CN104122426A - 一种高精度采样分流器及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高精度采样分流器及其制备方法，分流器本体包括两个侧边金属片，一电阻体金属片置于两个侧边金属片中间并与两个侧边金属片的侧端面焊接构成一个整体，分流器本体上设置有导线连接端点和采样线连接端点，电阻体金属片的高度设置为沿电流流向方向电阻体金属片的高度小于分流器本体两个侧边金属片的高度，且在沿电流流向方向的电阻体金属片的中间设一槽孔将电阻体金属片分割成两块大小相同的电阻体金属片。本发明的高精度采样分流器及其制备方法，相比于现有技术，具有提高分流器的采样精度和扩大分流器的采样检测范围的特点。

Description

一种高精度采样分流器及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种用于电子仪器仪表的分流器，尤其涉及一种能够提高采样精度、扩大采样检测范围的高精度采样分流器及其制备方法。

 

背景技术

一般，在电子仪器仪表中，分流器和电压表并联用于电流采样、测量大的电流，与电流表做配套使用。分流器根据直流电流通过电阻时在电阻两端产生压降电压的原理制成，分流器实际就是一个阻值很小的电阻，当有直流电流通过时，产生压降，供直流电流表显示。当要测量一个很大的直流电流，没有大量程的电流表进行电流的测量，就可以采用分流器，分流器是一个可以通过大电流的精确电阻，当电流流过分流器时，在它的两端就会出现一个毫伏级的电压，于是用毫伏电压表来测量这个电压，再将这个电压换算成电流，就完成了大电流的测量。

公开号为CN103176019A的中国发明专利公开了一种高精度分流器，它包括分流器本体、线路板，分流器本体呈片状体，中间电阻体金属片和两块侧边金属片，各金属片通过侧端面焊接成一体，线路板固定在分流器片状体中央的表面上，分流器本体的表面上至少设有二个固定线路板的固定点，分流器本体的表面上设有至少二个采样点与线路板上的电路相连通，线路板上的电路设有相应的采样信号输出接点，其具有生产效率高、减少人为因素对产品质量影响的特点。但这种分流器的工艺设计已不能满足目前高效能电能表对分流器采样检测范围、采样精度的要求。

鉴于此，需要设计一种工艺简单、精确采样且性能稳定的分流器，在提高分流器采样精度的同时，能够扩大采样检测范围。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高精度采样分流器，分流器本体具有两个侧边金属片，一电阻体金属片置于两个侧边金属片中间并与两个侧边金属片的侧端面焊接构成一个整体，分流器本体上设置有导线连接端点和采样线连接端点，电阻体金属片的高度设置为沿电流流向方向电阻体金属片的高度小于分流器本体两个侧边金属片的高度，且在沿电流流向方向的电阻体金属片的中间设一槽孔将电阻体金属片分割成两块大小相同的电阻体金属片，以增加分流器的采样精度和扩大分流器的采样检测范围。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种高精度采样分流器，包括两个侧边金属片及一个电阻体金属片，两个侧边金属片构成分流器本体，电阻体金属片置于两个侧边金属片中间并与两个侧边金属片侧端面焊接构成一个整体，分流器本体上设置有连接端点，连接端点包括导线连接端点和采样线连接端点，电阻体金属片的高度设置为沿电流流向方向电阻体金属片的高度小于分流器本体两个侧边金属片的高度，在沿电流流向方向的电阻体金属片的中间设一槽孔将电阻体金属片分割成两块大小相同的电阻体金属片。

优选的是，所述电阻体金属片为一整块电阻体，在整块电阻体沿电流流向方向的中央设置一槽孔，将一整块电阻体分为两块电阻体金属片。

在上述任一技术方案中优选的是，所述两块电阻体金属片的横截面、宽度、高度、电阻值相同。

在上述任一技术方案中优选的是，所述两块电阻体金属片为沿电流流向方向并联设置。

在上述任一技术方案中优选的是，所述槽孔为条状槽孔或异型槽孔，所述槽孔可通过模具冲剪而成。

在上述任一技术方案中优选的是，所述槽孔的长度大于沿电流流向方向的电阻体金属片的长度。

在上述任一技术方案中优选的是，所述槽孔设置于沿电流流向方向的整块电阻体的中央，槽孔两边与分割后的两块电阻体金属片之间形成连接截面及槽孔缝隙。

在上述任一技术方案中优选的是，所述采样线连接端点设置于分流器本体上下两侧。

在上述任一技术方案中优选的是，所述导线连接端点通过接线柱连接导线，所述采样线连接端点通过接线柱连接采样线。

在上述任一技术方案中优选的是，所述侧边金属片为L型或长条型。

在上述任一技术方案中优选的是，所述分流器本体的侧边金属片采用紫铜或黄铜材料。

在上述任一技术方案中优选的是，所述电阻体金属片采用锰铜材料。

本发明还公开了一种高精度采样分流器的制备方法，包括如上所述的高精度采样分流器，该制备方法包括如下步骤：S1，选取紫铜或黄铜材料切割加工厚度相等的多个侧边金属片，选取锰铜材料切割加工多个电阻体金属片；S2，两个侧边金属片构成一个分流器本体，分流器本体上设置连接端点；S3，将电阻体金属片置于两个侧边金属片中间并与两个侧边金属片的侧端面焊接构成一个整体，沿电流流向方向的电阻体金属片的高度要小于分流器本体两个侧边金属片的高度；S4，沿电流流向方向在一个整块的电阻体金属片中央冲剪一槽孔，将一整块电阻体金属片分为两块电阻体金属片；S5，分流器本体上的连接端点分别连接导线和采样线。

其中，在步骤S4中，槽孔的形状可以为条状或异型，槽孔的长度大于沿电流流向方向的电阻体金属片的长度，被分割后的两块电阻体金属片相当于通过槽孔并联设置，槽孔两边与分割后的两块电阻体金属片之间形成连接截面及槽孔缝隙，从而促进散热、稳定分流器性能。在步骤S5中，分流器本体上的导线连接端点通过接线柱连接导线，采样线连接端点通过接线柱连接采样线，采样线连接端点设置于分流器本体的上下两侧，从而增加采样精度、扩大采样检测范围。

本发明的高精度采样分流器，电阻体金属片置于两个侧边金属片中间并与两个侧边金属片的侧端面焊接构成一个整体，两个侧边金属片组成的分流器本体上设置有导线连接端点和采样线连接端点，电阻体金属片的高度设置为沿电流流向方向的电阻体金属片的高度小于分流器本体两个侧边金属片的高度，且在沿电流流向方向的电阻体金属片的中间设一槽孔将电阻体金属片分割成两块大小相同的电阻体金属片。采用紫铜或黄铜材料切割加工侧边金属片，采用锰铜材料切割加工电阻体金属片，在沿电流流向方向的一个整块的电阻体金属片中央冲剪一槽孔，将一整块电阻体金属片分为两块电阻体金属片。

相比较于现有技术，采用本发明的高精度采样分流器及其制备方法，工艺简单，制备的分流器性能稳定，将电阻体金属片的高度设置为沿电流流向电阻体金属片的高度小于分流器本体上两个侧边金属片的高度，且在沿电流流向方向的电阻体金属片中间设一槽孔将电阻体金属片分割成两块大小相同的电阻体金属片，即相当于把原来一整块电阻体分割成两个比额定电阻值大一倍的电阻体且并联连接，并联设置后相当于每个电阻体的性能误差减少了50％，从而提高分流器的采样精度，采样线连接端点设置于分流器本体的上下两侧，扩大了采样检测范围。

附图说明

图1为现有技术的分流器立体图；

图2为现有技术的分流器焊接采样线后的结构图；

图3为现有技术的分流器电阻体金属片之间的连接图；

图4为按照本发明的高精度采样分流器及其制备方法的一优选实施例的具有异型槽孔的分流器外形立体图；

图5为按照本发明的高精度采样分流器及其制备方法的一优选实施例的具有异性槽孔的分流器焊接采样线后的结构示意图；

图6为按照本发明的高精度采样分流器及其制备方法的一优选实施例的分流器本体与具有异型槽孔的电阻体金属片连接示意图；

图7为按照本发明的高精度采样分流器及其制备方法的一优选实施例的具有条状槽孔的分流器外形立体图；

图8为按照本发明的高精度采样分流器及其制备方法的一优选实施例的具有条状槽孔的分流器焊接采样线后的结构示意图；

图9为按照本发明的高精度采样分流器及其制备方法的一优选实施例的分流器本体与具有条状槽孔的电阻体金属片连接示意图；

图10为按照本发明的高精度采样分流器及其制备方法的一优选实施例的具有长条状侧边金属片的分流器外形立体图；

图11为按照本发明的高精度采样分流器及其制备方法的一优选实施例的具有长条状侧边金属片的分流器焊接采样线后的结构示意图；

图12为按照本发明的高精度采样分流器及其制备方法的一优选实施例的具有长条状侧边金属片的分流器本体与具有异型槽孔的电阻体金属片连接示意图；

图13为现有技术的分流器外形立体图；

图14为现有技术的分流器焊接采样线后的结构图；

图15为现有技术的分流器本体与电阻体金属片连接示意图；

附图标记：

1、分流器本体，2、电阻体金属片，3、导线连接端点，4、采样线连接端点，5、槽孔，6、导线，7、采样线。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明，以下描述仅作为示范和解释，并不对本发明作任何形式上的限制。

如图4至图12所示，高精度采样分流器包括两个侧边金属片及一个电阻体金属片2，两个侧边金属片构成分流器本体1，电阻体金属片置于两个侧边金属片中间并与两个侧边金属片的侧端面焊接构成一个整体，分流器本体1上设置有连接端点，连接端点包括导线连接端点3和采样线连接端点4，电阻体金属片2的高度设置为沿电流流向电阻体金属片2的高度小于分流器本体1两个侧边金属片的高度，在沿电流流向方向的电阻体金属片2的中间设一槽孔5将电阻体金属片2分割成两块大小相同的电阻体金属片。

侧边金属片为L型，电阻体金属片为一整块电阻体，沿电流流向方向在整块电阻体中央设置一槽孔，将一整块电阻体分为两块电阻体金属片，两块电阻体金属片的横截面、宽度、高度、电阻值相同，两块电阻体金属片为沿电流流向方向的并联设置。槽孔为条状槽孔或异型槽孔，槽孔可通过模具冲剪而成，槽孔的长度大于沿电流流向方向的电阻体金属片的长度。槽孔设置于沿电流流向的整块电阻体的中央，槽孔两边与分割后的两块电阻体金属片之间形成连接截面及槽孔缝隙。采样线连接端点设置于分流器本体的上下两侧，导线连接端点通过接线柱连接导线，采样线连接端点通过接线柱连接采样线。

侧边金属片为长条型，电阻体金属片为一整块电阻体，在沿电流流向方向的整块电阻体中央设置一槽孔，将一整块电阻体分为两块电阻体金属片，两块电阻体金属片的横截面、宽度、高度、电阻值相同。两块电阻体金属片为并联设置，槽孔为异型槽孔，槽孔可通过模具冲剪而成，槽孔的长度大于沿电流流向的电阻体金属片的长度。槽孔设置于沿电流流向方向的整块电阻体的中央，槽孔两边与分割后的两块电阻体金属片之间形成连接截面及槽孔缝隙。采样线连接端点设置于分流器本体的上下两侧，导线连接端点通过接线柱连接导线，采样线连接端点通过接线柱连接采样线。

在具体实施中，对上面所述的高精度采样分流器进行制备，包括如下步骤：S1，选取紫铜或黄铜材料切割加工厚度相等的多个侧边金属片，选取锰铜材料切割加工多个电阻体金属片；S2，两个侧边金属片构成一个分流器本体，分流器本体上设置连接端点；S3，将电阻体金属片置于两个侧边金属片中间并与两个侧边金属片的侧端面焊接构成一个整体，沿电流流向的电阻体金属片的高度要小于分流器本体的两个侧边金属片的高度；S4，沿电流流向方向在一个整块的电阻体金属片中央冲剪一槽孔，将一整块电阻体金属片分为两块电阻体金属片；S5，分流器本体上的连接端点分别连接导线和采样线。

    其中，在步骤S4中，槽孔的形状可以为条状或异型，槽孔的长度大于沿电流流向的电阻体金属片的长度，被分割后的两块电阻体金属片相当于通过槽孔并联设置，槽孔两边与分割后的两块电阻体金属片之间形成连接截面及槽孔缝隙，从而促进散热、稳定分流器性能。

   而在步骤S5中，分流器本体上的导线连接端点通过接线柱连接导线，采样线连接端点通过接线柱连接采样线，采样线连接端点设置于分流器本体的上下两侧，从而增加采样精度、扩大采样检测范围。

在具体实施中，三种分流器在相同阻值，用同一个电子式电能表，在同一个环境温度、湿度下，同时在电流为5A、功率因数1.0为基准自动校正电能表，用同一个电子式电能表校表台校验检测，测试结果如下：

表1：图1所示的分流器在电子式电能表检测误差的百分比

表2：图4所示的分流器在电子式电能表检测误差的百分比

表3：图13所示的分流器在电子式电能表检测误差的百分比

从上述表1至表3呈现的数据来看，表1所示现有技术的分流器的测试结果最差，表3所示的现有技术的分流器的测试结果比表1所示的现有技术的分流器的结果要好；而表2所示的本发明的高精度采样分流器的测试结果是最好的，误差相当小。

相较于如图1至图3、图13至图15所示的现有技术中的分流器，本发明设计的这种分流器，沿着电流流向的方向的电阻体的高度要小于两侧连接端的高度，这样设计的主要目的是当电流流过电阻体时，电流能集中汇流流过电阻体，从而保证了电流流过电阻体压降产生的电压值。

沿着电流流向的方向，把原来一整块电阻体至少分为二块相同的电阻体，且横截面、宽度、高度、电阻值相同，沿着电流流向的方向电阻体中央设置一个槽孔或异型槽孔，就相当于把原来一整块电阻体分割成两个比额定电阻值大一倍的电阻体并联设置，并联设置后相当于每个电阻体的性能误差减少了50％，从而提高分流器的采样精度。

条状槽孔或异型槽孔沿着电流流向的方向的长度大于流过电阻体的流向的方向的长度，这种设计是保证被分割后的两个电阻体的电阻值、温度系数、功耗、功率因数相同。整体的电阻体的中央设置了一个槽孔后相当于多了槽孔两边的截面及槽孔缝隙，从而增加散热面和空间，减弱分流器的温升。

采样位置设置在分流器本体上下两侧，是保障电流通过电阻体任何部位多能够精确采样，特别是一种U型分流器，当电流小于50mA或更小电流时，电流也像流水一样往近处流，也能够精确采样，这种分流器的设计扩大了采样检测范围。

以上所述仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非是对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种高精度采样分流器，包括两个侧边金属片及一个电阻体金属片，所述两个侧边金属片构成分流器本体，所述电阻体金属片置于两个侧边金属片中间并与两个侧边金属片的侧端面焊接构成一个整体，所述分流器本体上设置有连接端点，所述连接端点包括导线连接端点和采样线连接端点，其特征在于：所述电阻体金属片的高度设置为沿电流流向方向电阻体金属片的高度小于分流器本体两个侧边金属片的高度，在沿电流流向方向的电阻体金属片的中间设一槽孔将电阻体金属片分割成两块大小相同的电阻体金属片。

2.如权利要求1所述的高精度采样分流器，其特征在于：所述电阻体金属片为一整块电阻体，在整块电阻体沿电流流向方向的中央设置一槽孔，将一整块电阻体分为两块电阻体金属片。

3.如权利要求2所述的高精度采样分流器，其特征在于：所述两块电阻体金属片的横截面、宽度、高度、电阻值相同。

4.如权利要求2所述的高精度采样分流器，其特征在于：所述两块电阻体金属片为沿电流流向方向并联设置。

5.如权利要求1或2所述的高精度采样分流器，其特征在于：所述槽孔为条状槽孔或异型槽孔，所述槽孔可通过模具冲剪而成。

6.如权利要求1或2所述的高精度采样分流器，其特征在于：所述槽孔的长度大于沿电流流向方向的电阻体金属片的长度。

7.如权利要求1或2所述的高精度采样分流器，其特征在于：所述槽孔设置于沿电流流向方向的整块电阻体的中央，槽孔两边与分割后的两块电阻体金属片之间形成连接截面及槽孔缝隙。

8.如权利要求1所述的高精度采样分流器，其特征在于：所述采样线连接端点设置于分流器本体上下两侧。

9.如权利要求1所述的高精度采样分流器，其特征在于：所述导线连接端点通过接线柱连接导线，所述采样线连接端点通过接线柱连接采样线。

10.一种高精度采样分流器的制备方法，包括如权利要求1至12所述的高精度采样分流器，其特征在于：该制备方法包括如下步骤：

    S1，选取紫铜或黄铜材料切割加工厚度相等的多个侧边金属片，选取锰铜材料切割加工多个电阻体金属片；

    S2，两个侧边金属片构成一个分流器本体，分流器本体上设置连接端点；

    S3，将电阻体金属片置于两个侧边金属片中间并与两个侧边金属片的侧端面焊接构成一个整体，沿电流流向方向的电阻体金属片的高度要小于分流器本体两个侧边金属片的高度；

    S4，沿电流流向方向在一个整块的电阻体金属片中央冲剪一槽孔，将一整块电阻体金属片分为两块电阻体金属片；

S5，分流器本体上的连接端点分别连接导线和采样线。