专利名称：热管恒温高精度采样电阻器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种采样电阻器。
背景技术：
电子束曝光机镜筒光路系统透镜电源稳定度的高低，对电子束光路系统束点的稳定性和再现性，起着重要的作用。透镜电源本身的稳定度要求在1×10-5以上，其采样电阻器的精度就要求达到1×10-6数量级，这样高精度的采样电阻器，亦可用于其它高稳定度电源，如大型电子扫描显微镜等。通过这种采样电阻的工作电流一般在0.5-1A之间，并可适当调整，电阻器要求24小时或更长时间的连续使用，而且本身的稳定度不大于3×10-6V的数量级，要达到这样的指标是很困难的。
现在对于透镜电源采样电阻器的处理方法有以下几种(1)用变压器油散热，油箱恒温；(2)电阻基体采用螺旋管式，螺旋管中通自来水冷却散热，然后再侵入油箱里恒温处理；(3)采用风冷等，这些采用媒质散热的控温方法，都有着共同的弱点结构复杂，体积大，使用不方便。从已达到的效果来看，指标水平只能达到1×10-3～10-4，不很理想。
发明内容本发明针对现有技术的不足，提供一种稳定度好，精度高，能达到要求指标的热管恒温高精度采样电阻器。
本发明采用以下解决方案热管恒温高精度采样电阻器由控温绕组、热敏元件、电阻线、热管基体及支承架组成，热管基体安装在支承架上，控温绕组设在热管基体一端，热敏元件安装在热管基体上，电阻线绕制在热管基体上并涂有导热硅脂，热管基体上设有散热器。
电阻线为锰铜类合金材料。
热管基体由铝合金轴向槽道型管加工制成。
本发明采用热管基体绕制电阻线，并在热管基体上设有控温绕组和散热器，利用热管散热，稳定度好，精度高，能达到要求指标。
图1是本发明高精度采样电阻器的结构示意图。
图2是电阻线材料的温度曲线图。
图中1、控温绕组，2、热敏元件，3、导热硅脂，4、电阻线，5、热管基体，6、支承架，7、散热器具体实施方式
图1给出了本发明高精度采样电阻器的结构示意图。本发明由控温绕组1、热敏元件2、电阻线4、热管基体5及支承架6组成，热管基体5安装在支承架6上，控温绕组1设在热管基体5一端，热敏元件2安装在热管基体5上，电阻线4绕制在热管基体5上并涂有一层导热硅脂3，热管基体5上设有散热器7。
本发明采用的电阻线材料为锰铜类合金材料，各电阻线材料的温度曲线如图2所示。在任意温度下，电阻阻值的计算通常可表示为R1＝R0〔1+α20(t-t0)+β20(t-t0)2〕从锰铜材料的温度曲线可分析出，当标准锰铜在0～100℃的温度范围里，可看成为一段较平缓的线段，如果能控制其温度的变化，从0℃和100℃这两点向内移动选择，将温度变化的趋向，选在某一温度区间，相对的在这一小段区间的温度曲线可看成为一点，定为温度的最佳选择点，这样ΔR/R(％)的数值变化将会很小，也可看成大致不变，但在这点它适应温度变化的范围相对来看就较宽，如能控制住温度的最佳点，就达到设想的要求，这样电阻的阻值也就能相对的稳定在某一数值，使之变化极小，具有较高的稳定性和精度。
本发明用以下步骤制作(1)计算电阻器阻值电阻器采用线绕式的方法，阻值的计算R=ρLS=ρ1π4d2]]>其中ρ为电阻率，L为电阻线长度，S为电阻线截面积。
电阻器为单层绕组的形式，每匝电阻线的长度为LA=π(D+d)cosα]]>总阻值的计算 其中n为电阻线匝数，D为绕组外径，d为电阻线线径。
(2)电阻线4的绕制电阻器的基体是热管，热管5由铝合金轴向槽道型管加工制成，外径为φ20mm，长为360mm，水平放置，组成径向热管散热。电阻线的绕制结构，采用了两股直径为φ0.5mm，温度系数为+2×10-6/℃的零级锰铜丝，用四端出线的方法，均匀的绕在热管外壁上。在绕制过程中，由于电阻丝一般比较细，拉力要适中，否则容易被拉长，产生不均匀的塑性变形和弹性变形，并在电阻线中保持着拉应力。在电阻器今后长期使用过程中会影响阻值的稳定性。另外，为了减小电阻器的时间常数以及分布电感和分布电容，在绕制过程中也要采取一定的措施，如采用双线并绕法，以减小相应的干扰。
(3)电阻线处理电阻线绕好后，必须进行热老化处理，消除其应力及其他的不稳定的因素，使阻值达到稳定。为了增加电阻丝与热管基体的接触面，减小接触电阻，应在电阻丝绕制过程及时涂上一层导热硅脂3，做为填料。导热硅脂3可用真空硅脂与氧化锌粉末配制而成，每度(℃)温降可传导的热流量为2000大卡/米2。
电阻器本身的接触电阻，对电阻器的稳定性、温度系数、非线性以及电流噪声有很大的影响，为了减少电阻器自身的接触电阻，对电阻器的引出线部分，采取了四端出线接法，出线头直接焊在经过镀银处理的焊片上，为了减少焊接不良带来的接触电阻，可采用了特种焊剂焊接。
本发明是处于低温范围工作的，对电阻器的热管基体，可适用于210-340°K的温度范围，根据热管的特性和电阻器本身热量的计算，可采取电子控温的方式，可设计电子反馈自动控温热管，做为高稳定性电阻器的基体。
权利要求
1.一种热管恒温高精度采样电阻器，由控温绕组、热敏元件、电阻线、热管基体及支承架组成，其特征在于热管基体安装在支承架上，控温绕组设在热管基体一端，热敏元件安装在热管基体上，电阻线绕制在热管基体上并涂有导热硅脂，热管基体上设有散热器。
2.根据权利要求1所述的热管恒温高精度采样电阻器，其特征在于所述电阻线为锰铜类合金材料。
3.根据权利要求1所述的热管恒温高精度采样电阻器，其特征在于所述热管基体由铝合金轴向槽道型管加工制成。
全文摘要
本发明提供了一种热管恒温高精度采样电阻器，由控温绕组、热敏元件、电阻线、热管基体及支承架组成，热管基体安装在支承架上，控温绕组设在热管基体一端，热敏元件安装在热管基体上，电阻线绕制在热管基体上并涂有导热硅脂，热管基体上设有散热器。本发明采用热管基体绕制电阻线，并在热管基体上设有控温绕组和散热器，利用热管散热，稳定度好，能达到要求指标。
文档编号G03F7/20GK1635433SQ20041007577
公开日2005年7月6日 申请日期2004年12月30日 优先权日2004年12月30日
发明者姚作宾, 张玉林 申请人:山东大学