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精密电阻分类特性 Classification of Hi-Precision Resistors

时间:2012-10-09  来源:38hot  作者:lymex

首先,这里所谓精密电阻,系指单个电阻元件。不包含由多个电阻串并联后组成的复合电阻,也不包括标准电阻等成品。

首先,什么是精密电阻?
其实,对于不是搞计量的不需要分的那么清楚,可以大体上认为高精密、高准确、低误差等是一个意思。这样,对于精度不太高的电阻,我们可以不分具体指标,笼统的说某电阻精度是多少。比如0.1%精度的电阻,就是一个综合误差,实际上是说,在常温下(比如10℃-35℃)、1年之内,包括所有的误差,应该仍然能保证电阻在0.1%之内。

但是,当我们要更进一步考察一个电阻的时候,尤其是对于要求较高的地方,必须对指标进行详细的分析。对于“精度”一词,可以分解成分解成三个要素:

1、温度系数。温度变化是电阻的大敌,温度系数一般用ppm/℃表示,即温度变化1度对应电阻变化百万分之几。100ppm/℃就是0.01%/℃。电阻对温度变化的反应,一般是可重复的、可逆的,只要温度不是很极端。例如20度的时候是10.001k,那么当温度变化了再变化回20度,电阻仍然是10.001k。

2、老化。也就是长期稳定性,即不加电在正常环境下保存时电阻的变化情况,Vishay叫Shell life(货架寿命)。一般用ppm/年来表示,也有用%/年来表示的。出厂再怎么准确的电阻,如果老化大,那么很快阻值就变了,也就失去高准确的意义了。老化是不可逆的、不重复的。电阻老化后,一般不会回到原来的数值上了,而且是在不知不觉的过程中就变化了。有温度系数并不可怕,可以创造恒温环境,或者等温度恢复后再测量。但老化就象青春一样,失去不再复得,我们没法让时间不改变。因此对于一般计量来讲,老化指标比温度系数指标更重要。

3、初始调整误差,就是阻值距离标称值相差多少。这个其实不太重要,知道了偏差是多少,只要不变就没关系,测量时可以修正。因此,在本文里没做进一步讨论。


这样,电阻最重要的两个参数,就是老化和温度系数。本文就将把常见的高精度电阻器按照温度系数和老化两个指标做一分类描述。

拆了就见者有份! 下面分别对这些典型电阻做一介绍。

1、普通金属膜电阻,体积一般比较小,电阻膜比较薄,温度系数和老化一般,除了高阻(>1M)和低阻抗(<5欧)以外,1%可以保证。

2、绿袍电阻。这是对80年代中后期出现的一种金属膜电阻的称呼,因为外观呈深绿色而得名,见于MF12和MF14万用表中。但根据自己的实测,性能一般,老化、偏差和温度系数都与红袍电阻相差很大。当然,这种叫法也不一定合适,因为很多人后来把老式浅绿的碳膜电阻也叫绿袍。碳膜电阻温度系数很大,即便是RTL的也不行,因此不在这里讨论了。

3、红袍电阻,代号RJJ,高稳定低温度系数精密金属膜,性能很好。经过自己的测试,多年的电阻,老化很少有超过0.5%的,温度系数都在30ppm/℃左右。请注意,红袍电阻还有一种是普通精度的,代号RJ,性能一般,不要与RJJ混为一谈。所谓大红袍,是说体积大,功率一般是2W,至少是1W的才能这样称呼。有些卖家把很小体积的红色金属膜也称为大红袍,甚至连RJJ都不是,难免有JS嫌疑。4、一般线绕电阻,采用锰铜或康铜电阻丝,非密封(有些上漆)。由于线径一般比较粗因此老化指标仍然不错,但温度系数不算太好,一般是15ppm/℃到35ppm/℃之间。这样的电阻常用在万用表中或者仪器内,因绕制简单,生产容易,所以甚至可以自己DIY。5、精密线绕,电阻丝一般采用精密锰铜,密封结构。密封后稳定性得到提高,尤其是阻值大、线比较细长的电阻。实际测试了大量的RX70-0.01%,绝大多数数年后仍然能保持在0.02%之内。温度系数也因为选材和工艺达到较高水平,大约是5ppm/℃到20ppm/℃之间。新品价格大约5元/只。
这种电阻最常见的就是RX70-0.25,这也是常见精密度最高的(0.01%),0.25为功率(W)。
从密封结构上看,一种是引线直接灌环氧,比较厚,用料足,密封好。另一种是端部用了玻璃钢片,而且加了一个磁环。但是,这样的结构往往在端面结合部分,尤其是引线环部分密封不好。



  6、低TC(温度系数)线绕电阻。
顾名思义,这类线绕电阻温度系数很低。常见于老式国外(比如Fluke)各种精密仪器中,绝大部分采用镍铬电阻合金(Evanohm),因此能获得很低的温度系数,一般在1ppm/℃到5ppm/℃之间,甚至很多是<1ppm/℃。很多这样的电阻每一只都标明了实测温度系数,便于使用中分类配对。由于Evanohm的耐腐蚀性强,因此老化也不大,基本在20ppm/年之内,二手价格大约10元/只。生产厂家最常见的是Fluke(绿色),英国的VM、MC(绿色)、美国HP(红色)也都见有此类电阻生产。这样的电阻进行标定后,可以作为一般标准电阻来用。



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