精密电阻常用术语

电阻温度系数 Temperature Coefficient of Resistance (TCR):

典型的电阻温度系数曲线图
典型的电阻温度系数曲线图

电阻温度系数(TCR)表示为改变电阻以 ppm(0.0001%)温度为摄氏的每度变化(°C)。 例如,电阻器的 TCR +100 ppm/°C 的变化, +0.1% 总和于 10 度的变化量,与 +1% 总和于 100 度的变化量比。

在规格书中引述的 TCR 通常被引用在 +25°C 和 +25°C 到 +75°C 温度系数曲线。温度系数 TCR 通常不是线性的,而是随着温度抛物线,随图 Fig 1. 正说明这一点。通常的电路设计人员,将温度系数曲线视为线性,除非是必要的非常精确的测量。 美国军规标准 (MIL STD 202 Method 304) 是标准的 TCR 量测方法。下面的公式表示电阻值的变动率为 1 °C 在规定的温度范围:

  • TCR (ppm/°C)
    = (R - Ro) / Ro × 1 / (T - To) × 106
  • R: 量测阻值 (Ω) 在 T °C; Ro: 量测阻值 (Ω) 在 To °C
  • T: 量测温度 (°C); To: 量测温度 (°C) 在 To °C

在上下文中的网络电阻,这 TCR 值称为绝对 TCR,它定义了 TCR 具体网络电阻的电阻单元。

绝对公差 Absolute Tolerance & 绝对温度系数 Absolute TCR:

绝对值是指网络中所有组成电阻各自独立的参数(阻值误差或温度系数)。

电阻电压系数 Voltage Coefficient of Resistance (VCR):

电压系数是外加电压与电阻值的变化量。这是完全不同于功率导致电阻自身加热的影响。电阻器的 VCR 100 ppm/V 将改变 0.1% / 10 伏的变化和 1% / 100 伏特的变化。 每一伏特电阻值的变动率如公式所示:

  • VCR (ppm/V) = (Ro - R) / Ro × 1 / ( Vo - V) × 106
  • R: 在基准电压下量测阻值 (Ω) ; V: 基准电压
  • Ro: 在高电压下量测阻值 (Ω) ; Vo: 高电压

最大工作电压 Maximum Working Voltage:

最高电压连续不断应用到电阻或电阻组件上。最大值适用的电压是额定电压在临界电阻值或更低。如果电路设计许可,选择较高阻值的电阻器或分压器,将提高电阻器的性能,因为它会采用较低的功耗。

功率定义 Power Rating:

功率根据物理大小,在抵抗上的允许的变化在使用寿命, 材料导热性,绝缘和抗拒材料和四周操作条件。 为了获得最佳效果,在低于其最高额定温度和功率下,采用电阻的物理最大尺寸。 从来不持续使用最高的额定功率,除非你愿意接受使用电阻器寿命缩短的变化。 如果电路设计许可,选择高阻值的电阻器或网络分压器,将会减少功耗的水平和改善电阻器的性能,因为电阻是工作在低功耗水平。

额定功率 Rated Power:

额定功率是最大的功率(瓦),它可以不断应用于电阻器在额定环境温度。
其基本的公式关系:公式:功率(瓦)=(电流(安培))2 × 电阻(欧姆)

如果电路设计许可,选择高阻值的电阻器或网络分压器,将会减少功耗的水平和改善电阻器的性能,因为电阻是工作在低功耗水平。

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额定电压 Rated Voltage:

最高电压是指电阻在额定环境温度下持续工作。额定电压是从下面的公式计算,额定电压最高不得超过最高工作电压。
公式:额定电压(V)=(额定功率(W)× 标称电阻值(Ω))1/2
高压电阻往往是封装或浸于油中作为电弧过电压,在空气中,大约是每英吋1万伏。德利特的电阻器具有更高的额定电压,由于其高平方数和相关的设计特点。

降额曲线 Derating Curve:

典型降额曲线图
典型降额曲线图

描述电阻的工作温度与最大连续功率值,允许在该温度下之间的关系曲线。如果电路设计允许,选择阻值较高电阻器或分压器,可以提高电阻器的性能,因为它会采用较低的功耗。

标称电阻值 Nominal Resistance:

Nominal 标称(来自拉丁语的意思是“名称 Name”)一般是指概念的名称,并且经常用来与实际名称做区别。因此,标称电阻值是指:一个设计的标准电阻值,用来作为实际电阻值的标称参考。请参考电阻器色码系统的标称阻值表

耐电压 Dielectric Withstanding Voltage:

额定电压负载可应用到电阻元件本体和外涂层之间,或电阻元件的安装表面,不会导致击穿。

噪音,杂讯 Noise:

电阻噪声在低电平信号时,具有很大的影响,如电荷放大器,高增益放大器,和其他对噪声敏感的应用。噪音或杂讯是由于电阻的构造和制程所产生,最好的方法是使用低噪音类型的电阻器于高敏感的产品。

精密电阻器设计指南

介绍:

即使在这个数字时代,数字测量和仪器仪表应用依靠一个或多个电阻准确性的阻值。为了保证系统的性能,设计人员必须了解哪些因素会影响精密电阻的阻值,以及这些因素如何共同影响来进行评价。

基本上有三种类型的错误来源需要理解。

  • 首先是测量误差,这些因素限制了精度与该实际电阻值。
  • 其次,短期变化的因素,反映了不确定性的电阻值在客户最近组装电路板。
  • 第三,长期变化的因素,反映了电阻值在整个产品使用寿命期间的漂移。

这种组合所有这些因素被称为总览 (total excursion)。

测量误差:

注意是必须的,当测量精密电阻时,除了电阻误差外,须将仪器的不确定度保持在一个可忽略水平。 除了控制测量仪器的温度和电压外,连接可能需要 4 个端口(Kelvin)和使用有屏蔽的电缆。 如果遇到很大的误差时,使用保安技术 (guarding techniques) 可能可以消除表面泄漏路径。

使用仪器必须有足够的分辨率和溯源校准,使测量不确定性是可以量化的。如果不能测量不确定度不能被忽略,则应当记入。 例如,当检测值为 0.01% 精度误差的电阻,用 0.001% (10ppm) 不确定性的测量仪器,则可接受的精度误差为 0.009%。

短期变化的因素:

最基本的因素是电阻的精度误差和温度系数 (TCR)。 精度误差就是实际阻值与标称阻值的最高百分比偏差,测量特定的温度(一般是 25°C)。在某些情况下,测量电压也需指定。

温度系数 TCR 是指电阻值温度变化的变化量。温度系数 TCR 定义是最大的平均电阻值的变化量,于两定义温度间的每摄氏度温度,并表示为 ppm/°C。 除非另有说明,精度误差和 TCR 数字是有正负的,表示 "0.1%" 为 "±0.1%"。

当界定电阻的温度范围,有必要考虑内部环境温度,如元件附近产生的热效应和温度上升,及电阻本身的散热。

在某些情况下,还有其他因素会影响电阻值的测量。如高阻值和高电压部分,测量电压会影响所得到的阻值。 最大误差源可以从电阻的电压系数 (VCR) 计算得知,表示为 ppm/V。VCR 始终是负值的。客户可以设定测量仪器的电压,来映对实际运作的条件,以消除此错误。

另一个极端状况,用于电流感测的非常低的电阻值,当温差产生通过自我加热,或其他原因,可能会产生热电磁场在不同金属的接口。这比电阻电压下降要明显,因此产生错误。设计对称的热源通过电阻,通常可以消除此错误的来源。

TCR 和 VCR 都可产生可逆性变化的电阻值;阻值会恢复到其原始值,如果在室温下测量和标准的测量电压。其他的变化是永久性的,并首先要考虑的是阻值飘移,产生于电路板组装加工的印刷。这可以通过电阻焊接热数据表解决。

长期变化的因素:

数据表往往举出图表的性能数据,使设计师评估电阻值改变的最高寿命。一般来说,只有这些图表中,只有一个图表最能反映实际的状况。

保存限期适用于良性的环境。负载图表中功耗是主要因素,长期湿热图表说明在潮湿的环境中可能遇到的状况。

在所有这些测试中,最主要的阻值变化是发生在这段时间内的测试,之后阻值将趋于稳定。例如,1000 小时的负载图表是一个很好的预测阻值变化指南,在较长时间的电阻使用。为了更加精确,用数学模型来推断应用条件下及长期稳定性水平。

显然,初始的校准可用于消除精度误差和焊接过程引起的误差。

精密电阻概述及相关说明

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精度百分之 0.01 和稳定性 2 PPM/°C TCR :

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低温度系数 TCR - 稳定状态的捷径:

如果您必须保证更小的电阻值变化,德利特电子提供了精确的电阻温度系数低至 2 ppm/°C。TCR 用于指定一个电阻的稳定性,是最为人知的一个参数,是用于描述电阻元件对于温度变化的敏感性,尤其是环境温度的变化。

电阻器的 TCR 值说明了电阻值随温度变化的变化量。通常用 ppm/°C(百万分之一每摄氏度)单位表示。

长期验证的服务:

德健电子现拥有雄厚的技术力量、专业的行业知识及产品多样化,并不断的根据市场需求研发来承诺长期满足客户所需产品的需要及市场变化的需求

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