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DIY标准电阻之温度系数补偿

时间:2012-10-12  来源:38hot  作者:lymex

 

但是,这样计算下来,往往需要的RTC非常小,现实中很难买到那么小阻值的。那也没关系,可以采取在RTC已经线性化好的电阻对上,先串联一个9倍阻值的电阻,然后在并联一个1.11倍的电阻,就可以把RTC的权重改为1/100。而串联的9倍电阻足够大、并联的电阻又足够小,不影响线性。



以上看到了NTC串联在主电阻上的电路,对于小阻值标准电阻DIY,例如1欧或者是<1欧(甚至10欧),补偿就应该考虑并联了。假设有个1欧的电阻,温度系数为+3ppm/K需要补偿,那么由于权重最好选1/1000以下,因此并联补偿电阻必须>=1kΩ。假设就选1kΩ,那么就需要-1000*3=-300ppm/K的补偿电阻。由于线性NTC可以取得-18400ppm/K的温度系数,因此线性NTC=1000*3000/18400=163Ω,串联电阻=1000-163=837欧,NTC=163*2=326欧。
当然,这是一个大体计算,实际上全部用公式在Excel中模拟后,当NTC=100欧、并联165欧、最后串联844欧效果最好,可以在16度到28度的范围内把温度系数补偿到<0.05ppm/K,补偿效果有60倍了。



最后,试验了一种更接近实际的场合,即把β=-0.03ppm/K的典型Evanohm的二次温度系数也加了进来,NTC和并联电阻采用不等值的并联办法,即加大并联电阻到NTC的大约10倍,然后再调节串联的电阻。由于正好在高温区域主电阻的二次曲线与NTC的曲线有相反的趋势,因此这样一来曲线更为平坦,在10度到32度下得到了更好的补偿效果,理论上α<0.02ppm/K、β<0.003ppm/K2,补偿效果α达到100倍、β超过10倍。这一方法的具体应用,见下一节β补偿。



β补偿方法
方法一,简单补偿
首先,β补偿根本就没见有人提及,更少见有人去实际做(我自己DIY的一个10k做了β补偿,见下面补偿实例)。
其次,β补偿比较难,因为材料决定了β,大多数锰铜的β=-0.6ppm/K2,而Evanohm的β=-0.03ppm/K2,已经很小,值为负,难于补偿了。更主要的是,很难找到正大β的材料。因此,常规的β补偿办法,是找到两个β相反的电阻材料,做并联或串联处理,达到β抵消的目的。补偿的顺序是:
1、先补偿β,
2、然后再重新测试α,补偿α
3、最后再补偿阻值。

从测试过的大多数标准电阻来看,β都是负值,即曲线是山峰状的


少数一些金属箔的曲线很平,β很小,甚至为正。从Vishay 202Z的理想温度曲线可以看出,α=0,β>0,即曲线是;两头上翘的。这个只能说,是202Z的补偿工艺决定了的。

 



Vishay的经典金属膜S102,后缀常见的有C,不常见的有K,就是正β的,材料不同


(备注,S102J是老型号相当于S102C,而S102L是K的老型号)

另外,日本的采用金属箔内芯的USR标准电阻,也取得了β<0.01ppm/K2的优秀指标,这也必然是β补偿的结果。

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