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高精密电阻的分类总结(一)

 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。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。

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。

 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。



 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。