什么是精密電阻?
其實,對于不是搞計量的不需要分的那么清楚,,可以大體上認(rèn)為高精密,、高準(zhǔn)確,、低誤差等是一個意思,。但是,對于“精度”一詞,,可以分解成分解成三個要素:
溫度系數(shù),。溫度變化是電阻的大敵,溫度系數(shù)一般用ppm/℃表示,,即溫度變化1度對應(yīng)電阻變化百萬分之幾,。100ppm/℃就是0.01%/℃。
老化,。也就是長期穩(wěn)定性,,一般用ppm/年來表示,也有用%/年來表示的,。出廠再怎么準(zhǔn)確的電阻,,如果老化大,那么很快就變了,,也就失去高準(zhǔn)確的意義了。
初始調(diào)整誤差,,這個其實不太重要,,知道偏差是多少,只要不變就沒關(guān)系,,測量時可以修正,。因此,,在本文里沒做進(jìn)一不討論。
對于精度不太高的電阻,,我們可以不分,,籠統(tǒng)的說某電阻精度是多少。比如0.1%精度的電阻,,就是一個綜合誤差,,實際上是說,在常溫下(比如10℃-35℃),、1年之內(nèi),,包括所有的誤差,應(yīng)該仍然能保證電阻在0.1%之內(nèi),。
但是,,對于要求高的地方,電阻的具體特性將被測試,,這樣才好選用,。本文就將把常見的高精度電阻器按照溫度系數(shù)和老化兩個指標(biāo)做一描述。
常見的精密電阻有三類:金屬膜電阻,、線繞電阻和塊電阻,。
金屬膜電阻是最常見的,但好一些的為精密金屬膜電阻,,特點是溫度系數(shù)不大,,阻值比較穩(wěn)定。但由于膜比較薄因此相對脆弱一些,,螺旋切割和壓接部分容易出問題,。
線繞電阻也是很常用的,甚至一度是高準(zhǔn)確設(shè)備的主打電阻,。采用的電阻絲材料現(xiàn)在有三種:
--康銅,,比較古老,耐熱但溫度系數(shù)不太好,,與銅的熱電動勢較高,。
--錳銅,有精密錳銅,,盡管熱但溫度不太高但溫度系數(shù)很小,,與銅的熱電動勢小,是廣泛采用的線繞電阻材料,。
--Evanohm,,被翻譯成埃佛諾姆,是一種鎳鉻鋁銅合金,,也可以簡稱鎳鉻電阻合金,,溫度系數(shù)最小,,材料比較硬,焊接性能不太好,。
塊電阻,,又叫金屬箔電阻,國外廠家以Vishay為代表,,是在陶瓷基片粘上合金電阻層然后無感光刻,,不僅采用了鎳鉻電阻合金材料,而且陶瓷襯底做進(jìn)一步溫度補(bǔ)償,,使得溫度系數(shù)非常小,,很多能做到《1ppm/℃。國產(chǎn)的型號為RJ711,,性能差一些,。
以下為精密電阻分類特性圖,基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是基于自己多年的收集,、積累,、測試整理而成。橫軸為溫度系數(shù),,縱軸為老化率,,因此,任何一個電阻都可以在這圖有一個位置,,越靠近左下角表明電阻越好,。
下面分別對這些典型電阻做一介紹。
普通金屬膜電阻,,體積一般比較小,,電阻膜比較薄,溫度系數(shù)和老化一般,,除了高阻(》1M)和低阻抗(《5)以外,,1%可以保證。
綠袍電阻,。這是對80年代中后期出現(xiàn)的一種金屬膜電阻的稱呼,,因為外觀呈深綠色而得名,見于MF12和MF14萬用表中,。但根據(jù)自己的實測,,性能一般,老化,、偏差和溫度系數(shù)都與紅袍電阻相差很大,。
紅袍電阻,代號RJJ,高穩(wěn)定低溫度系數(shù)精密金屬膜,,體積大,性能很好,,經(jīng)過自己的測試,,多年的電阻,老化很少有超過0.5%的,,溫度系數(shù)都在30ppm/℃左右,。請注意,紅袍電阻還有一種是普通精度的,,代號RJ,,性能一般。
什么是精密電阻,?
其實,,對于不是搞計量的不需要分的那么清楚,可以大體上認(rèn)為高精密,、高準(zhǔn)確,、低誤差等是一個意思。但是,,對于“精度”一詞,,可以分解成分解成三個要素:
溫度系數(shù)。溫度變化是電阻的大敵,,溫度系數(shù)一般用ppm/℃表示,,即溫度變化1度對應(yīng)電阻變化百萬分之幾。100ppm/℃就是0.01%/℃,。
老化,。也就是長期穩(wěn)定性,一般用ppm/年來表示,,也有用%/年來表示的,。出廠再怎么準(zhǔn)確的電阻,如果老化大,,那么很快就變了,,也就失去高準(zhǔn)確的意義了。
初始調(diào)整誤差,,這個其實不太重要,,知道偏差是多少,只要不變就沒關(guān)系,,測量時可以修正,。因此,在本文里沒做進(jìn)一不討論。
對于精度不太高的電阻,,我們可以不分,,籠統(tǒng)的說某電阻精度是多少。比如0.1%精度的電阻,,就是一個綜合誤差,,實際上是說,在常溫下(比如10℃-35℃),、1年之內(nèi),,包括所有的誤差,應(yīng)該仍然能保證電阻在0.1%之內(nèi),。
但是,,對于要求高的地方,電阻的具體特性將被測試,,這樣才好選用,。本文就將把常見的高精度電阻器按照溫度系數(shù)和老化兩個指標(biāo)做一描述。
常見的精密電阻有三類:金屬膜電阻,、線繞電阻和塊電阻,。
金屬膜電阻是最常見的,但好一些的為精密金屬膜電阻,,特點是溫度系數(shù)不大,,阻值比較穩(wěn)定。但由于膜比較薄因此相對脆弱一些,,螺旋切割和壓接部分容易出問題,。
線繞電阻也是很常用的,甚至一度是高準(zhǔn)確設(shè)備的主打電阻,。采用的電阻絲材料現(xiàn)在有三種:
--康銅,,比較古老,耐熱但溫度系數(shù)不太好,,與銅的熱電動勢較高,。
--錳銅,有精密錳銅,,盡管熱但溫度不太高但溫度系數(shù)很小,,與銅的熱電動勢小,是廣泛采用的線繞電阻材料,。
--Evanohm,,被翻譯成埃佛諾姆,是一種鎳鉻鋁銅合金,,也可以簡稱鎳鉻電阻合金,,溫度系數(shù)最小,,材料比較硬,焊接性能不太好,。
塊電阻,,又叫金屬箔電阻,國外廠家以Vishay為代表,,是在陶瓷基片粘上合金電阻層然后無感光刻,,不僅采用了鎳鉻電阻合金材料,而且陶瓷襯底做進(jìn)一步溫度補(bǔ)償,,使得溫度系數(shù)非常小,很多能做到《1ppm/℃,。國產(chǎn)的型號為RJ711,,性能差一些。
以下為精密電阻分類特性圖,,基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是基于自己多年的收集,、積累、測試整理而成,。橫軸為溫度系數(shù),,縱軸為老化率,因此,,任何一個電阻都可以在這圖有一個位置,,越靠近左下角表明電阻越好。
下面分別對這些典型電阻做一介紹,。
普通金屬膜電阻,,體積一般比較小,電阻膜比較薄,,溫度系數(shù)和老化一般,,除了高阻(》1M)和低阻抗(《5)以外,1%可以保證,。
綠袍電阻,。這是對80年代中后期出現(xiàn)的一種金屬膜電阻的稱呼,因為外觀呈深綠色而得名,,見于MF12和MF14萬用表中,。但根據(jù)自己的實測,性能一般,,老化,、偏差和溫度系數(shù)都與紅袍電阻相差很大。
紅袍電阻,,代號RJJ,,高穩(wěn)定低溫度系數(shù)精密金屬膜,,體積大,性能很好,,經(jīng)過自己的測試,,多年的電阻,老化很少有超過0.5%的,,溫度系數(shù)都在30ppm/℃左右,。請注意,紅袍電阻還有一種是普通精度的,,代號RJ,,性能一般。
一般線繞電阻,,采用錳銅或康銅電阻絲,,非密封(只上漆),由于線徑一般比較粗因此老化指標(biāo)不錯,,但溫度系數(shù)不算太好,,一般是15ppm/℃到35ppm/℃之間。
精密線繞,,電阻絲一般采用精密錳銅,,密封后穩(wěn)定性得到提高,實際測試了大量的0.01%電阻,,絕大多數(shù)數(shù)年后仍然能保持在0.02%之內(nèi),。溫度系數(shù)也因為選材和工藝達(dá)到較高水平,大約是5ppm/℃到20ppm/℃之間,。新品價格大約5元/只,。
(另外,,國產(chǎn)還有一種高密封線繞,,穩(wěn)定性更好一些)
低TC(溫度系數(shù))線繞電阻,常見于老式國外(比如Fluke)各種精密儀器中,,采用鎳鉻電阻合金,,溫度系數(shù)非常低,一般在1ppm/℃到5ppm/℃之間,,有的電阻每一只都標(biāo)明了實測溫度系數(shù),。老化也不大,基本在20ppm/年之內(nèi),,二手價格大約10元/只,。這樣的電阻進(jìn)行標(biāo)定后,可以作為一般標(biāo)準(zhǔn)電阻來用,。
全密封線繞,,電阻絲材料同上,,但采用金屬殼密封(引線是后焊接的)完全杜絕了潮濕和氧化因此穩(wěn)定性很高,達(dá)到8ppm/年左右,,溫度系數(shù)也大多在1ppm/℃之內(nèi),,廣泛用于老一代高等級計量儀器和標(biāo)準(zhǔn)電阻中,我有一篇專門的文章做過詳細(xì)介紹,。二手價格大約50元/只,。
塑封塊電阻。由于采用鎳鉻電阻合金和補(bǔ)償技術(shù),,溫度系數(shù)可以做的非常低,,甚至《1ppm/℃。但該電阻由于密封不太好因此老化特性不是很好,,只能保證25ppm/年,,典型值12.5ppm/年。新品價格約50元/只,,二手約20元/只。這樣的電阻也常常被音響發(fā)燒友采用,,因為除了上述特性外,,還具備超低噪音和無感等優(yōu)良特性。
金封塊電阻,,這是目前最高等級的電阻,,內(nèi)部結(jié)構(gòu)同上但采用金屬陶瓷密封(外形類似晶振),徹底杜絕外界老化因素,,同時零溫度系數(shù)技術(shù)使得溫度系數(shù)達(dá)到很難測量出來的程度,。老化典型值2ppm/年,有的達(dá)到0.5ppm/年以下,。新品價格大約400元/只,,西方國家對我國實行封鎖,嚴(yán)禁進(jìn)口用于軍事目的,,連8位半的萬用表3458A也僅僅用了一只(做內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)電阻),。
應(yīng)該看到,即便是同一類的電阻,,不同廠家,、不同時代的產(chǎn)品,差別也很大,,這里只是盡量找一個典型的范圍而已,。
附:指針萬用表最好用什么電阻呢?
選擇電阻要看萬用表的等級,,一般采用等級的1/4或1/5,,比如2.5級的選0.5%,,1級的選0.2%或0.25%。
線繞的是最好的,,穩(wěn)定而且溫度系數(shù)小,,但阻值高的很難做,因此大部分是低阻值的用線繞,。唯一見有5M電阻仍然用線繞的是MF35,。
電壓測量檔等需要3M到5M的高阻值電阻,一般只能選金屬膜的,。而高阻高精度的金屬膜也比較難,,需要高阻膜(這樣穩(wěn)定性可能要變差)、大體積,。傳統(tǒng)的紅袍RJJ精密金屬膜是很合適的,。業(yè)余條件下如果很追求性能,可選用6環(huán)1M金屬膜0.1%的電阻多個進(jìn)行串聯(lián),。