一文带你认识:电阻精度!

⼀⽂带你认识:电阻精度!
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。但是,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。
不锈钢抛光轮100ppm/℃就是0.01%/℃。
2. ⽼化。也就是长期稳定性,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,那么很快就变了,也就失去⾼准确的意义了。
3. 初始调整误差,这个其实不太重要,知道偏差是多少,只要不变就没关系,测量时可以修正。因此,在本⽂⾥没做进⼀不讨论。
对于精度不太⾼的电阻,我们可以不分,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。
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但是,对于要求⾼的地⽅,电阻的具体特性将被测试,这样才好选⽤。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描述。
常见的精密电阻有三类:⾦属膜电阻、线绕电阻和块电阻。
⾦属膜电阻是最常见的,但好⼀些的为精密⾦属膜电阻,特点是温度系数不⼤,阻值⽐较稳定。但由于膜⽐较薄因此相对脆弱⼀些,螺旋切割和压接部分容易出问题。
线绕电阻也是很常⽤的,甚⾄⼀度是⾼准确设备的主打电阻。采⽤的电阻丝材料现在有三种:
•康铜,⽐较古⽼,耐热但温度系数不太好,与铜的热电动势较⾼。
•锰铜,有精密锰铜,尽管热但温度不太⾼但温度系数很⼩,与铜的热电动势⼩,是⼴泛采⽤的线绕电阻材料。•Evanohm,被翻译成埃佛诺姆,是⼀种镍铬铝铜合⾦,也可以简称镍铬电阻合⾦,温度系数最⼩,材料⽐较硬,焊接性能不太好。
•块电阻,⼜叫⾦属箔电阻,国外⼚家以Vishay为代表,是在陶瓷基⽚粘上合⾦电阻层然后⽆感光刻,不仅采⽤了镍铬电阻合⾦材料,⽽且陶瓷衬底做进⼀步温度补偿,使得温度系数⾮常⼩,很多能做到<1ppm/℃。国产的型号为RJ711,性能差⼀些。
以下为精密电阻分类特性图,基础数据是基于⾃⼰多年的收集、积累、测试整理⽽成。横轴为温度系数,纵轴为⽼化率,因此,任何⼀个电阻都可以在这图有⼀个位置,越靠近左下⾓表明电阻越好。
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)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。
3. 红袍电阻,代号RJJ,⾼稳定低温度系数精密⾦属膜,体积⼤,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。
做指挥中心控制台4. ⼀般线绕电阻,采⽤锰铜或康铜电阻丝,⾮密封(只上漆),由于线径⼀般⽐较粗因此⽼化指标不错,但温度系数不算太好,⼀般是15ppm/℃到35ppm/℃之间。
5. 精密线绕,电阻丝⼀般采⽤精密锰铜,密封后稳定性得到提⾼,实际测试了⼤量的0.01%电阻,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。
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(另外,国产还有⼀种⾼密封线绕,稳定性更好⼀些)
6. 低TC(温度系数)线绕电阻,常见于⽼式国外(⽐如Fluke)各种精密仪器中,采⽤镍铬电阻合⾦,温度
系数⾮常低,⼀般在1ppm/℃到5ppm/℃之间,有的电阻每⼀只都标明了实测温度系数。⽼化也不⼤,基本在20ppm/年之内,⼆⼿价格⼤约10元/只。这样的电阻进⾏标定后,可以作为⼀般标准电阻来⽤。
7. 全密封线绕,电阻丝材料同上,但采⽤⾦属壳密封(引线是后焊接的)完全杜绝了潮湿和氧化因此稳定性很⾼,达到
8ppm/年左右,温度系数也⼤多在1ppm/℃之内,⼴泛⽤于⽼⼀代⾼等级计量仪器和标准电阻中,我有⼀篇专门的⽂章做过详细介绍。⼆⼿价格⼤约50元/只。
8. 塑封块电阻。由于采⽤镍铬电阻合⾦和补偿技术,温度系数可以做的⾮常低,甚⾄<1ppm/℃。但该电阻由于密封不太好因此⽼化特性不是很好,只能保证25ppm/年,典型值12.5ppm/年。新品价格约50元/只,⼆⼿约20元/只。这样的电阻也常常被⾳响发烧友采⽤,因为除了上述特性外,还具备超低噪⾳和⽆感等优良特性。
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9. ⾦封块电阻,这是⽬前最⾼等级的电阻,内部结构同上但采⽤⾦属陶瓷密封(外形类似晶振),彻底杜绝外界⽼化因素,同时零温度系数技术使得温度系数达到很难测量出来的程度。⽼化典型值2ppm/年,有的达到0.5ppm/年以下。新品价格⼤约400元/只,西⽅国家对我国实⾏封锁,严禁进⼝⽤于军事⽬的,连8位半的万⽤表3458A也仅仅⽤了⼀只(做内部标准电阻)。
应该看到,即便是同⼀类的电阻,不同⼚家、不同时代的产品,差别也很⼤,这⾥只是尽量⼀个典型的范围⽽已。
附:指针万⽤表最好⽤什么电阻呢?
选择电阻要看万⽤表的等级,⼀般采⽤等级的1/4或1/5,⽐如2.5级的选0.5%,1级的选0.2%或0.25%。
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线绕的是最好的,稳定⽽且温度系数⼩,但阻值⾼的很难做,因此⼤部分是低阻值的⽤线绕。唯⼀见有5M电阻仍然⽤线绕的是MF35。
电压测量档等需要3M到5M的⾼阻值电阻,⼀般只能选⾦属膜的。⽽⾼阻⾼精度的⾦属膜也⽐较难,需要⾼阻膜(这样稳

本文发布于:2024-09-25 10:36:49,感谢您对本站的认可!

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