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100欧标准电阻测试平台

时间:2012-10-09  来源:38hot  作者:lymex

无论如何,100欧都是QHRS向实物标准转换的第一个阻值,因此也就很重要。
可以看到,在电阻的测试中,最基础的脊梁是1欧、100欧、10k,其次包括各种10进的例如0.1欧、10欧、1k。100k等。再后面才是任意电阻。只有骨架好,才能带动大家。而100欧是骨架上的关键一个支撑点。100欧平台都有哪些要素构成的?

测试的不确定度要求达到了一定的高度后,测试就是对比。结果就是被测电阻Rx和标准电阻Rs之间的比值。最后的不确定度就是标准Rs的不确定度和对比的不确定度的合成。因此,为了取得良好的效果,一方面要尽量降低标准Rs的不确定度,另一方面要降低整个对比系统的不确定度。

现在专业的电阻对比,最常见的是用电流比较仪(DCC)。上面已经提到MI 的6010B,同样用的比较多的是高联的6622A:


可以看到,前面板有Rx的4个接线柱和Rs的4个接线柱,测试的结果将可以是Rx/Rs之比。

业余条件下我们很难搞到这样的DCC,而是一般用电桥的方法把Rx和Rs的作为两臂实现对比。但由于电桥很难做被比较两臂的真正平衡(即得到Rs=Rx实际可能不等),因此更好的是替代法:在一个位置上分时的接上Rx和Rs,这样就可以抵消掉绝大部分不平衡因素。
而高境界的替代,是用扫描器多重替代,实现1对多(其实也是多对多)的替代对比。
以下就是一种在业余条件下可以比较方便的多重替代对比方案。


1、100欧主基准,要用你最稳定的100欧,可以实现尽量长期的100欧参考值。这里打算用Tinsley的5685A,也就是上面香港直流电阻传递图的最好的实物电阻。
2、1k过渡电阻,接成100欧。然后可以另外接成10k完成与10k的对比。
3、10欧过渡电阻,接成100欧。然后可以另外接成1欧完成与1欧的对比。
4、100欧其它标准电阻,作为被测试电阻,包括DIY的100欧电阻。
5、4线电阻扫描器,输入路数可变最大16路,输出1路,就是轮换地把16路的其中之一接到输出上,这样就实现全部替代。
6、100欧Warshawsky桥,替换对比用。输入一个4线100欧电阻(就是上述扫描器的输出),输出一个0.5uV/ppm灵敏度的电压偏差。
7、测试、采集、记录、处理。偏差电压的测试可以用3458A或者34420A进行,采集用GPIB卡,记录用PC,处理用自编软件加上Excel。 有哪些100欧好的商品电阻?

纵观标准电阻的厂家和产品,还真就是屈指可数。所有在产标准电阻的厂家都能在其网站上找到参数,因此干脆罗列一下,看看到这些厂家都生产了什么电阻、年老化到底是多少,如下图。横轴是阻值,单位是幂次。例如0即为10的0次方即1欧,而4即为10的4次方为10k。纵轴为年老化的ppm值。


从这个图表上看,最好的商品100欧是esi SR102,年稳0.5ppm。其次是日本AE USR-100,年稳1ppm之内,再就是Tinsley的5685A,年稳2ppm之内。

SR102是SR104的姊妹,非常少见,只听说过,照片都没见过。外形与SR104一样,重量1.8kg。国内国家计量院有,用于与低温量子电阻做对比。


值得注意的是,上面描述中出现两次“空气恒温”的字样,并非说这两个电阻本身带有恒温的,而是如果想恒温,应该用空气而不是油浸。事实上,Tinsley的5685A -1欧是设计成油浸的而不是空气恒温的。

由于SR104的良好表现,SR102电阻丝线会更粗,因此至少是与SR104同级的。
SR102原产于esi,后来卖给了Tegam,现在归IET所有。
http://www.ietlabs.com/esi/SR102_SR104.html
估计这9个电阻里,应该有少量的SR102,但多数是SR104




AE USR-100是日本Alpha Electroncs(现属Vishay)用金封金属箔为电阻芯制作的标准电阻。具有稳定性好、温度系数低、温度曲线平直的特点。自带盒子,有盖子,体积不大(155*122*96带盒)但重量很重,约2.5kg。这个价格也是不菲,见有低一个档次的ASR-10k都要395万日元!
http://www20.tok2.com/home/daisuken/asr103.html


USR的厂家数据表:http://www.alpha-elec.co.jp/w2img/ww1212155314H19eS01.pdf

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