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不可不知的精密电阻排行榜

归档日期:04-23       文本归类:电阻排      文章编辑:爱尚语录

  精密电阻往往和高精度电阻关联到一起,精度代表电阻阻值的准确性,事实上这种准确性受很多因素的影响。这些影响阻值准确性的因素我们统称为“应力”。应力来自很多方面,比如环境温度的变化,电阻自身通电后产生的自热,来自PCB的压力或拉力,外部环境的湿气,甚至是腐蚀性的气体,还有比如焊接,脉冲,过载,静电,辐射等等。所有上面提到的“应力”都会使电阻的阻值产生变化,就是说影响电阻的阻值精度,那么什么样的电阻才是精密电阻?答案是稳定性和精确性并存的电阻。

  电阻的阻值会受到各种“应力”影响而发生改变,离开稳定性的高精度是没有意义的。举个例子,电阻出厂时的精度是0.01%,为这个精度我们支付了昂贵的费用,但在几个月的存储或者几百小时的负载后阻值可能变化超过300ppm甚至更多。另一种最常见的情况是电阻在来料检验的时候在标称的精度范围以内,焊接到PCB后就超出了标称的精度范围。还有比如潮湿,静电等都会导致电阻的阻值产生不可逆的变化。我们要强调的是,稳定性应该放在首位来考虑,而不是片面的追求高精度。

  一个好的精密电阻,必须具备老化小、温飘小、偏差小的特点,同时最好具备可靠性高、功率余量大温升小、噪音低、串联电感分布电容小、电压系数小、焊接、振动及拉伸不容易变化等。

  当然,与基准相关的最重要的参数,是老化,其次是温度系数。因此,以下这个排名最重要的根据就是老化,其次是温度系数。至于电阻上标的是1%、0.1%、还是0.01%,这个是偏差而已,并不直接代表“精密”程度。

  “老化”是什么?老化就是长期稳定性,也就是在常温常压下,放在货架子上,经过比较长的时间(比如1年),电阻的变化。老化因此也常用每年变化多少个ppm来表示。老化因此是一个不可逆的过程,就像人衰老一样,再也回复不到原来的了。

  “温飘”又是什么?温飘就是电阻的阻值随温度而变化。由于一般的电阻温飘不大,因此常用每度变化多少个ppm来表示,这就是温度系数。假如一个电阻的温度系数是+100ppm/℃,就是温度每升高1度,电阻增大0.01%。同样,负温度系数表示电阻的阻值随温度的升高而减少。说温度系数的时候有的时候省略后面的/℃,例如某电阻的温度系数是8ppm,意思就是8ppm/℃。

  国内市场上精密电阻其实很多,但鱼龙混杂,如何分辨出那些电阻是优秀电阻因此值得考虑呢?

  以前红袍为多,现在一般为色环。精度一般1%-5%,温度系数50ppm附近,老化都不给出,大部分能在0.1%每年之内。

  这样的电阻由于厂家众多,成本很低,被广泛使用。购买时,注意挑选大厂的,千万不要用可靠性不高的或者是碳膜的。

  国产型号RJJ,第一个J代表金属膜,第二个J代表精密的意思。以前这样的电阻大多是红色的,而且体积较大(1W或2W),所以才称之为大红袍,精度可达0.1%。以下电阻,80代表生产年代(1980年),而0.1代表精度(0.1%)。

  现在国产的RJJ,多为体积比较小的,也为0.1%,温度系数大约20ppm之内。这样的电阻称呼为红袍就可以了,因为体积一点也不大。

  国外品牌的我这里有Vitrohm,个人比较喜欢,也是0.1%。温度系数实际为15ppm左右(最后黄圈代表《25ppm)。老化参数未知,但一般能在100ppm/a之内。

  当然,最好的金属膜也许是这种Vishay ptf65了,密封材料很厚、很硬,外皮光滑晶亮,防潮性能好,价格也比较贵(约8元/只)

  体积小一些的是ptf56,与常见的“蓝亮”电阻外形类似,但价格和性能都差了好几倍。ptf56有0.01%的。

  国产很老的RXJ绕是用电阻丝在瓷骨架上绕制的,体积较大,后来为绕在电木片骨架上的小型。

  非密封的线绕,电阻丝直接暴露在空气中,尽管生产成本低,但容易受气候影响。在国产的早期仪器和万用表中常见。

  以下电阻,也属于非密封线绕。外圈是纸,起标识、美观作用,不密封。这样的电阻常见于老式仪器中

  这里要补充一点,有关线绕电阻线,大多是用精密锰铜漆包线。锰铜线的电阻温度系数很小,电阻率比较高,是比较理想的材料。以前有用康铜的,但康铜的热电动势很大,不适合用在精密的场合。现在还有一种叫做新康铜的,成本低、但也不很适合精密场合。

  在很小阻值的情况下,有人提到是否可以用铜丝、漆包线、电线来替代?结论是不可以的,因为铜的电阻温度系数非常大,达到4200ppm/C!因此铜电阻常用来测温或补偿。事实上,纯金属的电阻温度系数都非常大,只有几款电阻合金温度系数才小,同时电阻率大,才适合做线绕电阻。

  小型密封线绕常见用薄铝外壳,两端用环氧密封。国内的常见的型号为RXJX(老型号)和RX71(新),也有RX12立式的。电阻小,势必在相同阻值下要采用细线,这样耐受功率和特性都会受到一定的影响,但线绕毕竟是线绕,要强于金属膜,更因为体积小,因此用途广泛。

  环氧封装线绕,圆柱外壳和端部一般采用玻璃丝环氧材料制作,再采用环氧胶进行密封。国内常见RX11(老型号)和RX70(新)精密电阻,功率有0.25W(常见)、0.5W(较常见)、1W(偶见)、2W、3W。这是国产最好的量产电阻了,最高能到0.01%(定做的可以到0.005%)老化没有指标但一般能在25ppm/a典型值,温度系数好的可以《15ppm/C。主要用途是各种高精密仪器。尽管上面那种立式的也是环氧封装的,但体积太小性能不如,因此没放到这里。

  RX9-20是高阻线W三种规格,新型号是RX-78。以下电阻能在10M上做到0.02%,也是相当不容易了。但由于高阻的线非常细,要绕很多圈,因此生产成本高、废品率高,大部分厂家不愿意伺候。

  常见有Fluke、MC和HP的,温度系数一般《5ppm/C,大部分是1-3ppm/C,老化也不大,大约《25ppm/a。这样的电阻必须用Evanohm线材才能做到低温飘,经常能在国外的高精度的仪器中见到。

  国内电阻尽管也有标1ppm附近的,但由于采用锰铜,曲线弯曲大,不能保证宽温度范围下的温度系数。因此这个指标虚的成分很大。

  比如锰铜的Beta温度系数一律是-0.6ppm/C2,也就是说,当20度时温度系数为0,那么21度时即为-0.6ppm/C,而22度就为-1.2ppm了。因此,标称《1ppm/C的只能在很窄的温度范围才有效。

  Fluke的这样的电阻,温度系数都是后来测试然后标在外壳上,N1就是-1ppm/C,P1.5就是+1.5ppm/C

  英国MC是老牌高精密电阻的品牌,常见于老式高精度万用表和精密仪器中,后改为VM品牌。这类电阻,尽管没标温度系数,但实测也是非常小,类似Fluke的:

  HP和是老牌电阻生产厂,很久之前(60年代)就采用Evanohm线材。这几个红塑电阻,有40年了,仍然不超差,而且温度系数也非常小:

  金属箔也就是块电阻,多以方型块的方式出现因此得名,是新一代的优于线绕的电阻,代表厂家为威世(Vishay)。

  由于是采用Evanohm金属箔、因此性能优异、噪音也非常低。用类似IC制作的光刻工艺和良好的封装技术,使得分布电容、串联电感等参数都很理想,其它特性也非常优秀。

  与低温飘环氧封线绕类似,但采用金属+玻璃+可伐密封,这样就完全杜绝了外界潮湿和氧化的影响,老化保证《10ppm。这样的电阻曾经一度统治了高精度仪器,能在Fluke计量仪器里和7位半、8位半万用表里经常看到。

  金封线绕最显著的特征,一个是外壳是金属,绝缘是玻璃/陶瓷,另一个是引线处都有膨胀的焊接点。这是因为,引线是从预埋的可伐合金管里穿出来后焊接密封的。

  当然,在所有这些金封中,我最喜欢的是从Fluke 752A里面拆出来的120k,每一个电阻有自己的编号,温度系数非常小(《1ppm/C),老化很难观察出来。我用这些电阻做了10k、100k和1M标准电阻。

  其实,也有国产的金封线绕,老化应该不错,能在高等级的电桥和电位差计里面见到。但是,也还是因为采用锰铜的原因,使得温度系数不好。

  金属箔电阻本身性能良好,再加上金封,不仅能把温漂做到1ppm/C之内,更能保证年老化《5ppm/a,这与很多标准电阻都可以媲美了。

  这是一个大家族,Vishay自己就有很多种,一般均以VH开头。例如这种VHP3,老化性能也是《5ppm/a

  金封金属箔也有不少别的厂家,比如美国的RCD公司,日本的AE、TDK,还有原法国的SFERNICE(现归Vishay)的RCHK系列。

  这是威世最近几年的新成果,比如典型的VHP202Z,能把温漂做到0.1ppm/C之内,同时保证10年老化2ppm,即便加速折算下来,第一的老化也不超过0.7ppm,堪称理想电阻。这样的指标,目前只有Vishay一家能做到。

  当然,也有介于二者之间的,比如老一些的VHP101,老化指标保证10年2ppm,但温度系数稍微逊色一些

  Vishay将MCW 0406 AT系列精密宽端子薄膜片式电阻欧姆值降至业内最低

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