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精确测试标准电阻SR104的温度系数

时间:2012-10-09  来源:38hot  作者:lymex

这是我首次得到测试10k达到0.02ppm的方差,终于超出对该Warshawsky桥的预计(0.03ppm)。其实是在前一天晚间做实验,效果总是不好,睡下后还在想如解决,结果早晨上班前做了测试,在最后一刻好了!

以下是几天前老方法测试的结果,可见数据点分布比较离散,接近1ppm了



而重新的测试可以看出,尺度一样,均为每格1ppm,但离散大大减少(约1/8)



总之,这种对比方法,局部峰峰值只有不到0.1ppm,测试重复性达到0.02ppm以下,成为精密测试温度系数的基础。

首先测试了#2号SR104,以#1号做基准
先把被测试电阻放在冰箱里大约10小时冷却,然后搬出来进行外部绝热,以便温度上升的比较慢一些。测试从18:36开始,到第二天早晨8点钟结束,温度和阻值的曲线如下:



可见温度是持续上升的,但到了后来温度上升慢了下来,因为当时室内温度不高,造成测试采样没有包含23度以上的温度,实属遗憾。从电阻的变化曲线看,开始变化很快,后来变慢并出现下降,那是因为二次特性所致。 取温度和阻值两列数据做散点图如下:



然后做出2阶趋势线,就可以得到表达方程式,而根据这个方程,就可以得到温度系数等参数。
这个红色的拟合曲线,就是把所有的点进行了最小二乘得到的结果。由于采样点众多,个别偶然因素不会对结果有任何影响。大量的采集点会大大降低结果的不确定度(统计原理)。


第三天,对#1号SR104做了类似测试。这次吸取了经验,在半夜测试到1/4的时候,把电阻放到地板上(地热加热),然后在上面盖上衣服浴巾等物保暖。
(前半夜没盖,是怕温度上升太快)



同时,延长了测试时间,以期升到较高的测试温度。果然,测试了20多小时后,温度接近28度(室温23度)。



但是,这个测试也有遗憾的地方,其中一个电阻的屏蔽在开始的时候没有接上,到了半夜才发现,造成数据的前半部分波动稍大。不过后来分析,影响可忽略:


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