專利名稱：具共基準點電流感測電阻的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電流感測電阻，特別是涉及一種具共基準點的電流感測電阻。
背景技術：
在一般的機械設計與工業(yè)檢測上，電流的檢測是非常重要的一環(huán)，在自動控制系統(tǒng)中常應用電流的檢測以達成系統(tǒng)保護目的，例如電能衰減檢測、馬達超載檢測保護、控制系統(tǒng)診斷及能源管理等等。目前電流感測方法有電阻法、CT法、霍爾組件法、熱電測定法、法拉第測定法等等，其中以電阻法最簡單，也成為一般常用的方式，其原理為將待測的電流串聯(lián)一電流感測電阻，并量測電流感測電阻兩端的電位差，由電路學基本公式V＝IR，可知電阻R固定時，電壓V與電流I成正比，如此可利用此關系式求得電流值。
如圖1，一種以往電流感測電阻1是供焊接至一電路板10。電流感測電阻1包含一略呈開口朝下的C字型本體11與四個接腳12、13、14、15，其中兩兩接腳12、13、14、15分別焊接于本體11的兩端部111、112，以供插接于電路板10上預先形成的穿孔101。本體11的材質(zhì)為鎳銅合金，而接腳12~15的材質(zhì)為銅且外層鍍上一層錫、或錫鉛合金。當電流感測電阻1插接并焊接于電路板10后，使電流自位于內(nèi)側(cè)的兩接腳13、14流經(jīng)電流感測電阻1(指本體11)，并利用外側(cè)的兩接腳12、15來量測電位差，即可推算出電流值。
然而，以往電流傳感器1的電流輸出/入點與電位量測點并未共基準，如圖1，當電流是利用接腳13、14間傳輸?shù)膫鬏斅窂絀，明顯不同于電流利用接腳12、15間傳輸?shù)膫鬏斅窂絀I。隨著傳輸路徑長度的不同，電阻值也會有所差異，接腳13、14間的電阻值實際上會小于接腳12、15間的電阻值。倘若應用接腳12、15處量測所得的電位差來計算電流量，則因前述電阻值差異的問題，將使計算復雜而容易產(chǎn)生誤差。考量造成電阻值差異的最大影響因素是接腳13、14與接腳12、15的傳輸路徑差異，若能讓兩組接腳13、14、12、15皆由同一接點饋入及輸出，就是「共基準點」，可讓電流導通與電位量測兩者于本體11上的傳輸路徑將相同，使前述問題獲得有效解決。
再者，電流感測電阻1于測試過程中消耗的電能大多轉(zhuǎn)換為熱能釋放，可使其操作溫度攀升至攝氏70℃(甚至更高)。此時，電流感測電阻1的電阻值會依電阻溫度系數(shù)(以下簡稱TCR)而增加，而隨材質(zhì)不同，TCR也有明顯差異，例如用于接腳12-15中的銅的TCR高達3800ppm/℃，而常被用在電阻本體11中鎳銅、錳銅或鎳鉻合金的TCR僅在100ppm/℃。因而，以往電流感測電阻1因本體11與接腳12~15材質(zhì)不同，使得整體電流感測電阻1的TCR受到接腳12~15部分銅質(zhì)材料的影響，大幅提升至約300ppm/℃，較單純的本體11增加數(shù)倍，迫使電流感測電阻1隨操作時間增長，電阻值上升的幅度加大，誤差因而上升。
實用新型內(nèi)容本實用新型的一目的在于提供一種具共基準點的電流感測電阻，使兩電流傳輸點與兩電位量測點于本體中的傳輸路徑一致，以達到共基準點的功效。
本實用新型的再一目的在于提供一種具共基準點的電流感測電阻，是一體成型電流感測電阻，以達到降低TCR值的功效。
本實用新型的具共基準點的電流感測電阻是供導接至一電路板，該電流感測電阻包含一具有兩端的片狀體與兩插接部，該等插接部的一端部是分別銜接于該片狀體的兩端與另一端部是分歧形成兩接腳，且各該插接部銜接該片狀體的端部的寬度是小于另一端部的寬度，該等插接部與該片狀體是一體成型且于該等接腳的表面依序鍍覆一中介層與一焊接層。


下面通過最佳實施例及附圖對本實用新型的具共基準點的電流感測電阻進行詳細說明，附圖中圖1是一種以往電流感測電阻的示意圖。
圖2是本實用新型的具共基準點的電流感測電阻的一實施例的示意圖。
圖3是圖2中沿剖面線III-III’的剖視圖。
圖4是本實用新型的另一實施例的示意圖。
具體實施方式
如圖2，本實施例的電流感測電阻2是由一片狀材料沖壓而成，為說明起見，在本例中該片狀材料為一含鎳約44％；錳1％的鎳錳銅合金，其TCR約在-80至40ppm/℃范圍內(nèi)。本例的電流感測電阻2被區(qū)分成一片狀體3與兩插接部4。為說明方便，界定導接電流感測電阻2的電路板5表面為水平面。
此片狀體3是一厚度約為1mm的矩形片體。本例的片狀體3借由插接部4間隔地直立于電路板5上，且具有一鄰近并與電路板5平行的第一側(cè)31。
兩插接部4是分別由片狀體3的第一側(cè)31的兩端部朝下延伸(即朝電路板5方向延伸)。各插接部4由上而下依序具有一由片狀體3朝電路板5方向延伸的直立臂41、一由直立臂41的自由端轉(zhuǎn)折沿間隔平行第一側(cè)31且接近片狀體3中心的橫置臂42與兩分別由橫置臂42的兩端轉(zhuǎn)折向下延伸的直立接腳43、44。本例的直立臂41寬度小于第一側(cè)31的長度且小于橫置臂42的長度。
再者，為避免接腳43、44的鎳銅合金直接暴露于空氣中被氧化而無法吃錫，所以接腳44、43是如圖3所示，在為鎳銅合金材料的基部441外，先被鍍覆一層厚度約為50~100μm的中介層442(本例中是以銅為例)，再鍍覆一層焊接層443(本例中是以錫為例)，確保接接腳43、44表面與焊錫間的良好接著性。
另外，為供順利插接于電路板5的穿孔50，各插接部4的橫置臂42的至少一表面上更凸設至少一檔止塊421。如此，當直立接腳43、44進入電路板5的穿孔50至預定深度時，檔止塊421會分別抵制電路板5的表面，讓電流感測電阻2穩(wěn)固地定位于電路板5上而不會輕易傾倒。在本例中，是令兩插接部4的橫置臂42分別在表面上凸設一檔止塊421，并讓兩擋止塊421凸設方向相反。
依前所述，若以內(nèi)側(cè)的兩直立接腳43來導接電流與位于外側(cè)的兩直立接腳44來量測電位時，兩者的傳輸路徑是由橫置臂42與直立臂41饋入片狀體3，兩者于片狀體3中饋入與輸出的基準點為相同，使內(nèi)外側(cè)的兩組直立接腳43、44于片狀體3中的傳輸路徑幾近相同(只相差橫置臂42部分)，使得兩者間的電阻差異可被大幅降低，甚至可忽略不計，進而讓電流值的計算較簡單且較無誤差產(chǎn)生。
歸納上述，本實用新型的具共基準點的電流感測組件2因共基準點的關系，使得傳輸電流與量測電位的兩組直立接腳43、44間的傳輸路徑幾近無異，大幅降低兩者間的電阻值差，因而應用本實用新型確實可簡單地求得較正確地電流值。再者，由于片狀體3與插接部4均為同一片狀材料所沖壓而成，使得整體的TCR值下降約為100ppm/℃，明顯降低操作時，溫度上升導致的電阻變化效應，以達到有效降低TCR的功效。
應注意的是，雖然前述實施例中片狀體3是呈直立狀態(tài)而兩插接部4是設置于片狀體3的同一側(cè)，然而如圖4所揭示的另一實施例，電流感測電感2’的片狀體3’是可平置，且兩插接部4’是分別由片狀體3’的兩相對側(cè)向下延伸。另外，電流感測電阻2除了應用插接方式來導接于電路板5上，也可讓插接部4’的接腳43’、44’的未端轉(zhuǎn)折水平延伸，以形成平坦表面來應用表面黏著(SMT)方式導接于電路板5上。
權利要求1.一種具共基準點的電流感測電阻，是供導接至一電路板，其特征在于該電流感測電阻包含一片狀體，具有兩端；兩插接部，各該插接部的一端部是分別銜接于該片狀體的兩端與另一端部是分歧形成兩接腳，且各該插接部銜接該片狀體的端部的寬度是小于另一端部的寬度，該等插接部與該片狀體是一體成型且于該等接腳的表面依序鍍覆一中介層與一焊接層。
2.如權利要求1所述的具共基準點的電流感測電阻，其特征在于各該插接部具有一由該片狀體朝該電路板方向延伸的直立臂、一銜接該直立臂的自由端并橫置的橫置臂與兩分別由橫置臂的兩端轉(zhuǎn)折向下延伸的直立接腳，而該直立臂為該插接部銜接該片狀體的端部且其寬度小于該第一側(cè)的寬度。
3.如權利要求2所述的具共基準點的電流感測電阻，其特征在于各該直立接腳的末端更轉(zhuǎn)折水平延伸。
4.如權利要求1所述的具共基準點的電流感測電阻，其特征在于該片狀體是一直立片體并具有一鄰近并平行該電路板的第一側(cè)，而該等插接部是分別銜接于該第一側(cè)的兩端。
5.如權利要求1所述的具共基準點的電流感測電阻，其特征在于該片狀體是一平置片體，而該等插接部是分別銜接于該片狀體的兩相對側(cè)。
6.如權利要求2所述的具共基準點的電流感測電阻，其特征在于該等插接部的橫置臂是分別于其不同表面凸設一檔止塊。
7.如權利要求1所述的具共基準點的電流感測電阻，其特征在于該片狀體與該等插接部的材料是選自鎳銅合金、錳銅合金、鎳鉻合金、及其混合物所組合的群體。
8.如權利要求1所述的具共基準點的電流感測電阻，其特征在于各該中介層的厚度約為50~100μm。
9.如權利要求8所述的具共基準點的電流感測電阻，其特征在于該等中介層的材質(zhì)為銅。
10.如權利要求1所述的具共基準點的電流感測電阻，其特征在于該等焊接層的材質(zhì)是選自錫或錫鉛合金。
專利摘要一種具共基準點的電流感測電阻，是供導接至一電路板，其包含一片狀體與兩插接部，該等插接部的一端部分別銜接于該片狀體的兩端與另一端部是分歧形成兩接腳，且各該插接部銜接該片狀體的端部的寬度是小于另一端部的寬度，該等插接部與該片狀體是一體成型，以達到共基準點與低電阻溫度系數(shù)的功效。
文檔編號G01R15/00GK2655247SQ0324432
公開日2004年11月10日 申請日期2003年4月28日 優(yōu)先權日2003年4月28日
發(fā)明者曾國書, 吳穎昌, 莊弘毅, 江財寶 申請人:大毅科技股份有限公司