精密電阻常用術語

電阻溫度係數 Temperature Coefficient of Resistance (TCR):

典型的電阻溫度係數曲線圖
典型的電阻溫度係數曲線圖

電阻溫度係數(TCR)表示為改變電阻以 ppm(0.0001%)溫度為攝氏的每度變化(°C)。 例如,電阻器的 TCR +100 ppm/°C 的變化, +0.1% 總和於 10 度的變化量,與 +1% 總和於 100 度的變化量比。

在規格書中引述的 TCR 通常被引用在 +25°C 和 +25°C 到 +75°C 溫度係數曲線。溫度係數 TCR 通常不是線性的,而是隨著溫度拋物線,隨圖 Fig 1. 正說明這一點。通常的電路設計人員,將溫度係數曲線視為線性,除非是必要的非常精確的測量。 美國軍規標準 (MIL STD 202 Method 304) 是標準的 TCR 量測方法。下面的公式表示電阻值的變動率為 1 °C 在規定的溫度範圍:

  • TCR (ppm/°C)
    = (R - Ro) / Ro × 1 / (T - To) × 106
  • R: 量測阻值 (Ω) 在 T °C; Ro: 量測阻值 (Ω) 在 To °C
  • T: 量測溫度 (°C); To: 量測溫度 (°C) 在 To °C

在上下文中的網絡電阻,這 TCR 值稱為絕對 TCR,它定義了 TCR 具體網絡電阻的電阻單元。

絕對公差 Absolute Tolerance & 絕對溫度係數 Absolute TCR:

絕對值是指網絡中所有組成電阻各自獨立的參數(阻值誤差或溫度係數)。

電阻電壓係數 Voltage Coefficient of Resistance (VCR):

電壓係數是外加電壓與電阻值的變化量。這是完全不同於功率導致電阻自身加熱的影響。電阻器的 VCR 100 ppm/V 將改變 0.1% / 10 伏的變化和 1% / 100 伏特的變化。 每一伏特電阻值的變動率如公式所示:

  • VCR (ppm/V) = (Ro - R) / Ro × 1 / ( Vo - V) × 106
  • R: 在基準電壓下量測阻值 (Ω) ; V: 基準電壓
  • Ro: 在高電壓下量測阻值 (Ω) ; Vo: 高電壓

最大工作電壓 Maximum Working Voltage:

最高電壓連續不斷應用到電阻或電阻組件上。最大值適用的電壓是額定電壓在臨界電阻值或更低。如果電路設計許可,選擇較高阻值的電阻器或分壓器,將提高電阻器的性能,因為它會採用較低的功耗。

功率定義 Power Rating:

功率根據物理大小,在抵抗上的允許的變化在使用壽命, 材料導熱性,絕緣和抗拒材料和四周操作條件。 為了獲得最佳效果,在低於其最高額定溫度和功率下,採用電阻的物理最大尺寸。 從來不持續使用最高的額定功率,除非你願意接受使用電阻器壽命縮短的變化。 如果電路設計許可,選擇高阻值的電阻器或網絡分壓器,將會減少功耗的水平和改善電阻器的性能,因為電阻是工作在低功耗水平。

額定功率 Rated Power:

額定功率是最大的功率(瓦),它可以不斷應用於電阻器在額定環境溫度。
其基本的公式關係:公式:功率(瓦)=(電流(安培))2 × 電阻(歐姆)

如果電路設計許可,選擇高阻值的電阻器或網絡分壓器,將會減少功耗的水平和改善電阻器的性能,因為電阻是工作在低功耗水平。

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額定電壓 Rated Voltage:

最高電壓是指電阻在額定環境溫度下持續工作。額定電壓是從下面的公式計算,額定電壓最高不得超過最高工作電壓。
公式:額定電壓(V)=(額定功率(W)× 標稱電阻值(Ω))1/2
高壓電阻往往是封裝或浸於油中作為電弧過電壓,在空氣中,大約是每英吋1萬伏。德銘特的電阻器具有更高的額定電壓,由於其高平方數和相關的設計特點。

降額曲線 Derating Curve:

典型降額曲線圖
典型降額曲線圖

描述電阻的工作溫度與最大連續功率值,允許在該溫度下之間的關係曲線。如果電路設計允許,選擇阻值較高電阻器或分壓器,可以提高電阻器的性能,因為它會採用較低的功耗。

標稱電阻值 Nominal Resistance:

Nominal 標稱(來自拉丁語的意思是「名稱 Name」)一般是指概念的名稱,並且經常用來與實際名稱做區別。因此,標稱電阻值是指:一個設計的標準電阻值,用來作為實際電阻值的標稱參考。請參考電阻器色碼系統的標稱阻值表

耐電壓 Dielectric Withstanding Voltage:

額定電壓負載可應用到電阻元件本體和外塗層之間,或電阻元件的安裝表面,不會導致擊穿。

噪音,雜訊 Noise:

電阻噪聲在低電平信號時,具有很大的影響,如電荷放大器,高增益放大器,和其他對噪聲敏感的應用。噪音或雜訊是由於電阻的構造和製程所產生,最好的方法是使用低噪音類型的電阻器於高敏感的產品。

精密電阻器設計指南

介紹:

即使在這個數字時代,數字測量和儀器儀表應用依靠一個或多個電阻準確性的阻值。為了保證系統的性能,設計人員必須瞭解哪些因素會影響精密電阻的阻值,以及這些因素如何共同影響來進行評價。

基本上有三種類型的錯誤來源需要理解。

  • 首先是測量誤差,這些因素限制了精度與該實際電阻值。
  • 其次,短期變化的因素,反映了不確定性的電阻值在客戶最近組裝電路板。
  • 第三,長期變化的因素,反映了電阻值在整個產品使用壽命期間的漂移。

這種組合所有這些因素被稱為總覽 (total excursion)。

測量誤差:

注意是必須的,當測量精密電阻時,除了電阻誤差外,須將儀器的不確定度保持在一個可忽略水平。 除了控制測量儀器的溫度和電壓外,連接可能需要 4 個端口(Kelvin)和使用有屏蔽的電纜。 如果遇到很大的誤差時,使用保安技術 (guarding techniques) 可能可以消除表面洩漏路徑。

使用儀器必須有足夠的分辨率和溯源校準,使測量不確定性是可以量化的。如果不能測量不確定度不能被忽略,則應當記入。 例如,當檢測值為 0.01% 精度誤差的電阻,用 0.001% (10ppm) 不確定性的測量儀器,則可接受的精度誤差為 0.009%。

短期變化的因素:

最基本的因素是電阻的精度誤差和溫度係數 (TCR)。 精度誤差就是實際阻值與標稱阻值的最高百分比偏差,測量特定的溫度(一般是 25°C)。在某些情況下,測量電壓也需指定。

溫度係數 TCR 是指電阻值溫度變化的變化量。溫度係數 TCR 定義是最大的平均電阻值的變化量,於兩定義溫度間的每攝氏度溫度,並表示為 ppm/°C。 除非另有說明,精度誤差和 TCR 數字是有正負的,表示 "0.1%" 為 "±0.1%"。

當界定電阻的溫度範圍,有必要考慮內部環境溫度,如元件附近產生的熱效應和溫度上升,及電阻本身的散熱。

在某些情況下,還有其他因素會影響電阻值的測量。如高阻值和高電壓部分,測量電壓會影響所得到的阻值。 最大誤差源可以從電阻的電壓係數 (VCR) 計算得知,表示為 ppm/V。VCR 始終是負值的。客戶可以設定測量儀器的電壓,來映對實際運作的條件,以消除此錯誤。

另一個極端狀況,用於電流感測的非常低的電阻值,當溫差產生通過自我加熱,或其他原因,可能會產生熱電磁場在不同金屬的接口。這比電阻電壓下降要明顯,因此產生錯誤。設計對稱的熱源通過電阻,通常可以消除此錯誤的來源。

TCR 和 VCR 都可產生可逆性變化的電阻值;阻值會恢復到其原始值,如果在室溫下測量和標準的測量電壓。其他的變化是永久性的,並首先要考慮的是阻值飄移,產生於電路板組裝加工的印刷。這可以通過電阻焊接熱數據表解決。

長期變化的因素:

數據表往往舉出圖表的性能數據,使設計師評估電阻值改變的最高壽命。一般來說,只有這些圖表中,只有一個圖表最能反映實際的狀況。

保存限期適用於良性的環境。負載圖表中功耗是主要因素,長期濕熱圖表說明在潮濕的環境中可能遇到的狀況。

在所有這些測試中,最主要的阻值變化是發生在這段時間內的測試,之後阻值將趨於穩定。例如,1000 小時的負載圖表是一個很好的預測阻值變化指南,在較長時間的電阻使用。為了更加精確,用數學模型來推斷應用條件下及長期穩定性水平。

顯然,初始的校準可用於消除精度誤差和焊接過程引起的誤差。

精密電阻概述及相關說明

高精密電阻器 Made in Token:

德健電子擁有先進的設備及精密檢測儀器,具備高超的設計理念及豐富的設計經驗以及嚴格的製程,能及時滿足客戶設計需求及訂製方案,為客戶提供優質產品與服務。德健電子不斷創新,追求卓越,以市場為主導,保證對工業、軍事等領域客戶的長期承諾,滿足市場產品多樣化。

德銘特持續不斷地努力研發並製造新產品,以滿足市場不斷變化的應用需求。

精度百分之 0.01 和穩定性 2 PPM/°C TCR :

德健研發生產的精密電阻元器件適用於商業、工業及軍事等領域,每一個出廠產品的品質和質量都經過專業技術人員及儀器的分析、檢測,以低成本高效益來滿足市場的需求。

低溫度係數 TCR - 穩定狀態的捷徑:

如果您必須保證更小的電阻值變化,德銘特電子提供了精確的電阻溫度係數低至 2 ppm/°C。TCR 用於指定一個電阻的穩定性,是最為人知的一個參數,是用於描述電阻元件對於溫度變化的敏感性,尤其是環境溫度的變化。

電阻器的 TCR 值說明了電阻值隨溫度變化的變化量。通常用 ppm/°C(百萬分之一每攝氏度)單位表示。

長期驗證的服務:

德健電子現擁有雄厚的技術力量、專業的行業知識及產品多樣化,並不斷的根據市場需求研發來承諾長期滿足客戶所需產品的需要及市場變化的需求

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