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:
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:
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。
<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。德铭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。
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。
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
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。
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。
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。
这种组合所有这些因素被称为总览 (total excursion)。
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%。
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。
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。
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如果您必须保证更小的电阻值变化,德铭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。
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