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哈蒙(Hamon)量具及DIY Hamon

时间:2012-10-09  来源:38hot  作者:lymex

Hamon的特点,就是在并联时和串联时,非常精确的遵循1:100的比例,因此才好做传递。   
只要10只电阻对标称值的差异不超过100ppm(也就是0.01%,这很容易),那么串联和并联阻值与理想值的偏差,就不大于0.1ppm,这在绝大多数场合下都是可以忽略的。   
即便10只电阻的精度只有0.1%,那么这个偏差也就是10ppm(0.001%),这对于要求不很高的场合也够用了。   
要其稍微高一些的哈蒙,单个电阻与平均值的偏差不会相差30ppm,这样,影响就在0.01ppm之内,可以完全被忽略了。
这一个特性,可以很容易的用简单的计算来验证,例如在Excel给出10个10欧电阻,把一些电阻的阻值故意偏离0.01%,那么再计算一下串联值和并联值,就会发现其串并联只比,仍然是很严格的1:100的关系。   

 

Hamon的用途,主要就是利用其超群的1:10:100的传递性能,做传递标准。   
例如1欧是电阻的基本单位,是主基准。用10欧哈蒙接成1欧与之对比,再接成100欧就可以与别的100欧对比了,实现了传递,然后用1k的哈蒙实现从100欧到10k的传递,依次类推。同样,如果你只有一个校准好的10k电阻,也可以用类似的方法传递到1M,或者传递到100欧上去。

当然,实际上,哈蒙电阻在制作过程中没有像理论计算那样简单,尤其是10欧的哈蒙,标称电阻小,因此引线电阻和接触电阻就会令人很头痛,需要采取特殊手段来消除(见下节)。另外,电阻在转移测试的过程中,要求不能有变化,这一般要通过选择温度系数足够低的电阻、加大热屏蔽热滞后、测试环境稳定等措施来完成。但Hamon量具生产数量很少,价格比较贵,只能考虑自制
最常用的Hamon量具,如果做一个的话,是10k,或者1k。如果做两个的话,是1k和100k   
下面以10k为例,说明一下制作方法 
 
首先,要找到10k短期稳定性良好、温度系数很小、偏差也很小的10k电阻,串联焊接好,各连接点可用优质网线焊接出引线如图   

 

  

 

 
焊接的引线要用多种颜色以便区分。
然后,装入金属壳,打孔,把引线直接引出,不用接线柱。  
凡是引线颜色相同的,要从不同的孔引出。  
制作完毕。用法1,做为100k统计标准电阻:  
A0B0和A10B10即为100k(4线)。稳定度、温度系数如何,将取决与10个10k。  
所谓统计电阻,就是老化和温度系数是平均的,即便有某个电阻变化了,整体变化也就是1/10,这样效果更好。

用法2,做为10k统计标准电阻:
把A0接A6、B0接B6、把A3接A9、B3接B9,则A0B0、A9B9即为4线10k,为3串3并。

用法3,做为1k统计标准电阻:   
A0、A2、A4、A6、A8、A10接到一起为A,B0、B2、B4、B6、B8、B10接到一起为B,其余的A们接到一起为C,其余的B们接到一起为D,这样,AB、CD即为4线1k,为10个10k并联

用法4,作为1k到100k的转移标准/传递标准:  
用法3的1k和用法1的100k,其误差一样。
例如测量1k为+15ppm,那么100k也是+15ppm   
再如测量100k为-10ppm,那么1k也是-10ppm 
这样就完成了1k到100k的传递

用法5,作为10k到1k的转移标准/传递标准:
先按用法2接成10k,然后再测量A9B9、A10B10这最后10k,得到两个误差,e1和e2,
然后按照用法3接成1k,那么这个1k的误差就是0.9*e1 +0.1*e2
例如测量两个10k的误差分别为+15ppp和-10ppm,那么1k的误差就是0.9*15 - 0.1*10 = +12.5ppm

用法6:作为10k到100k的转移标准/传递标准:
先按用法2接成10k,然后再测量A9B9、A10B10这最后10k,得到两个误差,e1和e2,
然后按照用法1接成100k,那么这个100k的误差就是0.9*e1 +0.1*e2
例如测量两个10k的误差分别为+15ppp和-10ppm,那么100k的误差就是0.9*15 - 0.1*10 = +12.5ppm

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