Способ изготовления малоиндуктивного резистора Советский патент 1992 года по МПК H01C3/02 

зистора приводит к увеличению исходного основания и, как следствие, габаритов резистора.

Другим недостатком указанного резистора является то, что при больших напряжениях через реэистивные элементы проходят токи большой величины, приводящие к значительному нагреву резистора, искажению его номинального сопротивления, к потере электрической мощности в цепи.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления малоиндуктивного резистора, включающий размещение на поверхности упругого стержневого и трубчатого основания, выполнен- ного из диэлектрического материала, четного числа эквидистантно и равномерно расположенных резистивных элементов в виде отрезков из резистивного материала, формирование из основания кольца, соединение смежно расположенных концов отрезков и подключение токоотводов от каждого резистора в диаметрально противоположных точках кольца.

Преимущества этого способа изготовления резистора являются следствием замечательного свойства-кольца, полученного скручиванием исходного основания в виде призмы или цилиндра вокруг продольной оси, соединенного своими противоположными концами.

Этот способ позволяет значительно увеличить электрическое сопротивление резистора при сохранении габаритов, а также повысить надежность и долговечность вследствие уменьшения его нагрева за счет возможности параллельного соединения потенциальных выводов однотипных резистивных элементов.

Недостаток указанного способа изготовления резистора обусловлен тем, что размещение резистивных элементов на основании со смещением относительно друг друга на противоположных торцах осуществляется путем скручивания этого основания вокруг продольной оси, что приеодит к возникновению напряжений кручения и, как следствие, к снижению надежности и долговечности резистора.

Цель изобретения - повышение надежности и долговечности резистора.

Эта цель достигается тем, что в известном способе изготовления малоиндуктивного резистора, включающем размещение на поверхности упругого стержневого или трубчатого основания, выполненного и диэлектрического материала, четного числа эквидистантно и равномерно расположенных резистивных элементов в виде отрезков из

резистивного материала, формирование из основания кольца, соединение смежно расположенных концов отрезков и подключение токоотводов от каждого резистора в

диаметрально противоположных точках кольца, согласно изобретению, перед рам- зещением отрезков на поверхности основания по винтовой линии формируют грани до образования правильного многоугольника в

поперечном сечении основания или нанбсят метки по винтовой линии, а отрезки из резистивного материала размещают вдоль середины граней или вдоль меток, при этом в поперечных сечениях торцов основания

концы отрезков смещают на угол, равный или кратный центральному, причем шаг te каждой винтовой грани или линии меток определяют из соотношения:

tn К cosy

где z - число заходов винтовых граней или линий меток по числу резистивных элементов;

у- угол наклона винтовых граней или

винтовых линий, град;

k - отношение угла смещения резистивных элементов один относительно другого на противоположных торцах основания к центральному углу поперечного сечения;

I - длина разнотипного элемента, мм;

d - диаметр основания, мм. Кроме того, резистивные элементы выполняют в виде полосок резистивного слоя, прикрепленных отрезков металлической

ленчы или проволоки.

Размещение резистивных элементов на основании путем нарезания винтовых граней или непосредственно по винтовой линии меток на цилиндрической поверхности

обеспечивает изготовление резистора без скручивания основания относительно его продольной оси, что исключает возникновение в теле резистора напряжений кручения и повышает его надежность и долговечность.

При этом шаг винтовой линии tB каждой грани (каждого резистора), угол ее наклона / рассчитываются с учетом того, чтобы на

противоположных торцах основания получилось смещение концов резистивных элементов относительно друг друга из угол а. равный или кратный центральному углу / поперечного сечения, В этом случае при

сворачивании диэлектрического основания в кольцо получается такой же геометрический эффект, который достигается при предварительном скручивании основания вокруг продольной оси.

Если z - число заходов винтовых граней (резистивных элементов) равно количеству 2п (четному) резистивных элементов: z 2п, то при формировании кольца образуется ре7On

ЗИСТОр (реЗИСТОры) ДЛИНОЙ L -гг I -тг I.

IN

Зная требуемое электрическое сопротивление резистора, выбрав его поперечное сечение и материал и рассчитав его длину L, можно определить шаг tB винтовой грани (винтовой линии резистивного элемента):

tB L cos У - -р I COS у

При расчете длины резистора для получения заданной величины сопротивления необходимо учесть, что малая индуктивность обеспечивается тем, что входящий ток распределяется по двум равным, но со встречными токами, частям резистора, т.е. фактически его сопротивление вдвое меньше, поэтому L надо рассчитывать для двойной величины требуемого сопротивления.

На фиг. 1 изображен резистор, кольцо которого образовано из исходного основания с нарезанными на нем винтовыми гранями; на фиг. 2 - то же, из исходного основания в виде цилиндра; на фиг. 3 - схема исходного основания резистора с винтовыми гранями А и его развертка Б на фиг. 4 - схема цилиндрического основания А с разверткой Б; на фиг. 5 - расчетная схема геометрических параметров резистора и технологических параметров процесса его изготовления.

Резистор выполнен в виде замкнутого кольца 1 из диэлектрического материала с закрепленными резистивными элементами 2 на его поверхности 3, которые могут быть выполнены в виде электропроводящего слоя, металлической ленты, проволоки и т.д.

Согласно предлагаемому способу кольцо 1 резистора образовано из исходного основания в виде цилиндрической заготовки 4 (фиг. 3) путем нарезания на нем винтовых граней 5 (а, Ь, с, d, e, f) с формированием в поперечном сечении многогранника с диаметром вписанной в него окружности d, закрепления на винтовых гранях параллельных и равномерно расположенных исходных резистивных элементов 6 и скрепления противоположных торцов 7 и 8 с образованием кольца 1. При этом совпадающие торцы резистивных элементов электрически соединяют.

Из фиг. 3, 4, 5 видно, что при смещении граней (резистивных элементов) торца 7 относительно торца 8 на угол а, равный центральному углу поперечного сечения Д т.е. к

т 1 (в приведенных на чертежах случаях

/ 60°), линейное смещение граней (что

но из развертки основания) равно -V-. где z

число заходов винтовой нарезки или число граней. В приведенных примерах линейное

пб смещение граней равно .

Из фиг. 5 видно, что при k 1, грань а сместится на противоположном торце осно0ли

вания на -у- и займет положение ai, при

этом длина исходного резистивного элемента I определится как И . - ; при k 2

52nd

грань а сместится на и займет положе. 2jrd, .

ние за; a la у-гт-п-; при любом k грань а

Kzrd 0 сместится на

5

0

5

0

Z

Krcd

и займет положение аь , т.е. в общем случае

npM3TOMlk 2Жп длина исходного резистивного элемента определится из формулы

IГЛГС|И

1 ЙЖуW

Длина L резистивного элемента при

сворачивании в кольцо определится (см.

фиг, 5) как

tei jrd

U 1-2

Lk

cos yi

С05У2

tBk

sinyi red

sinya

nd

cosyk sinyk В общем случае I в ,. лг d

(21 cos у sin у.v

Разделив выражение (2) на выражение (1), получим L Z I k 5 или

0

5

-- i

Из выражений (2) и (3) следует

cos у

Из фиг. 5 также следует Jtd

tn +7ГГ.. ИЛИ

tgy

.jid

y arctg

IB

(3) (4)

(5)

Формообразование винтовых граней может быть осуществлено методом, например, фрезерования путем настройки универсальной делительной головки для деления на число заходов z нарезаемых винтовых граней, настройки винторезной гитары и поворота рабочего стола станка на угол, равный углу наклона у винтовой линии грани:

y arctg /

где d - диаметр цилиндрического основания;

te - шаг каждой винтовой грани.

Шаг винтовой грани tu определяется по соотношению (4). При этом длина исходного основания равна шагу t многозаходной винтовой нарезки (фиг. 3, 4, 5): t у, а длина I

каждого исходного резистивного элемента равна

t k L k tB Z

I

(6)

cos у Z Z cos у

Как видно из формул (1), (3), (4) и (6), при нарезании винтовых граней 5 необходимо обеспечивать кратность (или равенство) угла а смещения резистивных элементов 6 относительно друг друга на противоположных торцах 7 и 8 основания центральному углу Р поперечного сечения:

.

Например, если число заходов z б 2п, где 2п - число (четное) граней поперечного сечения, то угол а может быть 60°, 120° 180°, 240°, 300°.

Зная г и к.можно определить по формуле (6) длину I исходных резистивных элементов 6, закрепленных на винтовых гранях 5.

Если, например,, д 120°, Tok % 2,z 6,

w

Согласно предложенному способу, можно непосредственно на цилиндрическом основании 9 наносить по винтовой линии резистивный слой или производить винтовую разметку (метки) для крепления резистивных элементов 6 в виде металлической ленты или проволоки (рис. 4). При этом все геометрические и конструктивные параметры резистора определяются таким образом, как и для резистора, расположенного на винтовых гранях. Образование винтовой линии резистора производится так же: настройкой делительной головки для деления на число заходов z, настройкой винторезной цепи станка и поворотом рабочего стола на угол у, равный углу наклона винтовой линии резистора. В этом случае центральный угол р образован радиусами, соединяющими центр окружности поперечного сечения основания 9 с центрами или идентичными точками смежных исходных резистивных элементов 6. Диаметр d цилиндрического

основания 9 соответствует диаметру окружности, вписанной в многоугольник, полученный в поперечном сечении основания, образованного на цилиндрической заготов5 ке 4 винтовых граней 5, В этом случае рас- четные сопротивления резисторов, полученных двумя указанными способами, идентичны.

К резистивным элементам 2 в точках,

10 расположенных на расстоянии, равной половине длины L резистивного элемента, прикреплены потенциальные выводы (не показаны).

.При k -п 1 резисторы могут быть

соединены в электрическую цепь параллельно.

Основания резисторов могут быть выполнены трубчатыми с поперечным сечением,

20 внутренний контур которого эквидистантен наружному, а резистивные элементы закреплены на внутренней поверхности диаметрально противоположно закрепленным на наружной и соединены с последними в элек25 трическую цепь последовательно или параллельно (не показано).

Формообразование винтовых граней или винтовых линий резисторов на внутренней поверхности осуществляется аналогич30 но тому, как эта операция производится для наружной поверхности.

При использовании резистора электрический ток, проходя по резистивным элементам 2, закрепленным на кольце 1,

35 параллельными и противоположно « раз- ленными потоками, возбуждают магнитные поля, компенсирующие друг друга, и резистор практически не имеет индуктивного сопротивления.

40 Предложенный способ изготовления резистора позволяет повысить его надежность и долговечность за счет исключения напряжений кручения, являющихся следствием скручивания исходного основания вок45 РУ продольной оси.

Формула изобретения 1. Способ изготовления малоиндуктивного резистора, включающий размещение на поверхности упругого стержневого или

50 трубчатого основания, выполненного из диэлектрического материала, четного числа эквидистантно и равномерно расположен- ных резистивных элементов в виде отрезков из резистивного материала, формирование

55 из основания кольца с последующим электрическим соединением смежно расположенных концов отрезков и подключение токоотводов от каждого резистора в диаметрально противоположных точках кольца, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе и долговечности, перед размещением отрезков на поверхности основания по винтовой линии формируют грани до образования правильного многоугольника в поперечном сечении основания или наносят метки по винтовой линии, а отрезки из резистивного материала размещают вдоль середины граней или вдоль меток, при этом в поперечных сечениях торцов основания концы отрезков смещают на угол, равный или кратный центральному, причем шаг te каждой винтовой грани или линии меток определяют из соотношения

т.в Ј I cos у,

0

где z - число за-ходов винтовых граней или линии меток по числу резистивных элементов;

у- угол наклона винтовых граней или винтовых линий, град;

к - отношение угла смещения резистивных элементов один относительно другого на противоположных торцах основания к центральному углу поперечного сечения;

I - длина резистивного элемента, мм;

2. Способ поп. 1,отличающийся тем, что резистивные элементы выполнены в виде полосок резистивного слоя, прикрепленных отрезков металлической ленты или проволоки.

Изобретение относится к электро- и радиотехнике, а именно к электрическим рези- сторам, работающим при высоких напряжениях и частотах. Для повышения надежности и долговечности резистора перед размещением резистивных элементов на цилиндрическом основании нарезают Изобретение относится к электро- и радиотехнике, а именно к электрическим резисторам, работающим при высоких напряжениях и частотах. Известен способ изготовления малоиндуктивного резистора, включающий скручивание вокруг продольной оси упругого диэлектрического основания в виде пластины, на широких гранях которой размещены два резистивных элемента равного электрического сопротивления, формирование из него кольца и подключение токоотводов к резистивным элементам. При осуществлении этого способа основание скручивают на 180° и соединяют свовинтовые грани, имеющие в совокупности в поперечном сечении форму многогранника, или непосредственно на цилиндрическую поверхность наносят по винтовой линии ре- зистивный слой. Для крепления к поверхности основания резистивных элементов в виде металлической ленты или проволоки производят винтовую разметку, причем шаг tB каждой винтовой грани или резистивного элемента определяется из соотношения tB (z/k)lcos у, где z - число заходов винтовых граней (резистивных элементов), равное количеству резистивных элементов; у arctg( 7rd/tB) - угол наклона винтовых граней (резистивных элементов); k - отношение угла смещения резистивных элементов относительно друг друга на противоположных торцах основания к центральному углу поперечного сечения; I - длина резистивного элемента; d - диаметр цилиндрического основания. 1 з.л.ф-лы, 5 ил. СО с ими противоположными концами с образованием ленты Мебиуса, Вследствие известных свойств поверхности Мебиуса электрический ток от одного вывода к другому проходит одновременно двумя параллельными и противоположно направленными потоками, а электромагнитные поля, генерируемые этими потоками, аннулируют друг друга, образуя практически неиндуктивное сопротивление. Недостаток изготовленного таким образом резистора состоит в том. что величина его электрического сопротивления ограничена и определяется длиной двух граней исходного основания. Стремление увеличить электрическое сопротивление этого 4 ON 4 О ю

Pai

S Z f Jf t0ftb,

/

Ш

v4,

VulS