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計量論壇

標題: 電阻-橫向評測 [打印本頁]

作者: 飄八零 時間: 2009-10-3 11:27
標題: 電阻-橫向評測
作者：lymex
一個好的精密電阻，必須具備老化小、溫飄小、偏差小的特點，同時最好具備可靠性高、功率余量大溫升小、噪音低、串聯電感分布電容小、電壓系數小、焊接、振動及拉伸不容易變化等。
當然，與基準相關的最重要的參數，是老化，其次是溫度系數。因此，以下這個排名最重要的根據就是老化，其次是溫度系數。至于電阻上標的是1%、0.1%、還是0.01%，這個是偏差而已，并不直接代表“精密”程度。

“老化”是什么？老化就是長期穩定性，也就是在常溫常壓下，放在貨架子上，經過比較長的時間（比如1年），電阻的變化。老化因此也常用每年變化多少個ppm來表示。老化因此是一個不可逆的過程，就像人衰老一樣，再也回復不到原來的了。

“溫飄”又是什么？溫飄就是電阻的阻值隨溫度而變化。由于一般的電阻溫飄不大，因此常用每度變化多少個ppm來表示，這就是溫度系數。假如一個電阻的溫度系數是+100ppm/℃，就是溫度每升高1度，電阻增大0.01%。同樣，負溫度系數表示電阻的阻值隨溫度的升高而減少。說溫度系數的時候有的時候省略后面的/℃，例如某電阻的溫度系數是8ppm，意思就是8ppm/℃。

國內市場上精密電阻其實很多，但魚龍混雜，如何分辨出那些電阻是優秀電阻因此值得考慮呢？經過自己的大量購買、測試，得到了一些結果，今天以實物圖片方式進行展示、排名。當然，以下排名，純屬個人意見，偏見遺漏難免，同一類電阻，因生產時代不同、廠家不同也可能有很大差異。另外，本排名不代表任何組織或利益集團，也不對由此而引起的后果負任何責任。

第十名：普通金屬膜
以前紅袍為多，現在一般為色環。精度一般1%-5%，溫度系數50ppm附近，老化都不給出，大部分能在0.1%每年之內。
這樣的電阻由于廠家眾多，成本很低，被廣泛使用。購買時，注意挑選大廠的，千萬不要用可靠性不高的或者是碳膜的。
其實，以前1%算精密電阻了，現在可以不算了。但為了比較，還是列了出來。

第九名：高精度金屬膜
國產型號RJJ，第一個J代表金屬膜，第二個J代表精密的意思。以前這樣的電阻大多是紅色的，而且體積較大（1W或2W），所以才稱之為大紅袍，精度可達0.1%。以下電阻，80代表生產年代（1980年），而0.1代表精度（0.1%）。

現在國產的RJJ，多為體積比較小的，也為0.1%，溫度系數大約20ppm之內。這樣的電阻稱呼為紅袍就可以了，因為體積一點也不大。
1M是這種RJJ能做的最大阻值

標識為1k B，其中B代表0.1%

國外品牌的我這里有Vitrohm，個人比較喜歡，也是0.1%。溫度系數實際為15ppm左右（最后黃圈代表<25ppm）。老化參數未知，但一般能在100ppm/a之內。

當然，最好的金屬膜也許是這種Vishay ptf65了，密封材料很厚、很硬，外皮光滑晶亮，防潮性能好，價格也比較貴（約8元/只）
體積小一些的是ptf56，與常見的“藍亮”電阻外形類似，但價格和性能都差了好幾倍。ptf56有0.01%的。

還有一種老國產的RJJ，居然是金封的！見于老的國產MF18萬用表中。

1968年的MF18，chnepal的表/圖

第八名：非密封線繞
國產很老的RXJ繞是用電阻絲在瓷骨架上繞制的，體積較大，后來為繞在電木片骨架上的小型。
非密封的線繞，電阻絲直接暴露在空氣中，盡管生產成本低，但容易受氣候影響。在國產的早期儀器和萬用表中常見。

以下電阻，也屬于非密封線繞。外圈是紙，起標識、美觀作用，不密封。這樣的電阻常見于老式儀器中

這里要補充一點，有關線繞電阻線，大多是用精密錳銅漆包線。錳銅線的電阻溫度系數很小，電阻率比較高，是比較理想的材料。以前有用康銅的，但康銅的熱電動勢很大，不適合用在精密的場合。現在還有一種叫做新康銅的，成本低、但也不很適合精密場合。

在很小阻值的情況下，有人提到是否可以用銅絲、漆包線、電線來替代？結論是不可以的，因為銅的電阻溫度系數非常大，達到4200ppm/C！因此銅電阻常用來測溫或補償。事實上，純金屬的電阻溫度系數都非常大，只有幾款電阻合金溫度系數才小，同時電阻率大，才適合做線繞電阻。

第七名：小型密封線繞
小型密封線繞常見用薄鋁外殼，兩端用環氧密封。國內的常見的型號為RXJX（老型號）和RX71（新），也有RX12立式的。電阻小，勢必在相同阻值下要采用細線，這樣耐受功率和特性都會受到一定的影響，但線繞畢竟是線繞，要強于金屬膜，更因為體積小，因此用途廣泛。
偏差一般是0.05%到0.5%。

即便都是RX71，體積也可能相差很大。RJ71有1W、0.5W、0.25W和0.125W之分。

這種立式的，占地面積小，適合較高密度封裝

第六名：環氧封裝線繞
環氧封裝線繞，圓柱外殼和端部一般采用玻璃絲環氧材料制作，再采用環氧膠進行密封。國內常見RX11（老型號）和RX70（新）精密電阻，功率有0.25W（常見）、0.5W（較常見）、1W（偶見）、2W、3W。這是國產最好的量產電阻了，最高能到0.01%（定做的可以到0.005%），老化沒有指標但一般能在25ppm/a典型值，溫度系數好的可以<15ppm/C。主要用途是各種高精密儀器。盡管上面那種立式的也是環氧封裝的，但體積太小性能不如，因此沒放到這里。

RX9-20是高阻線繞電阻，有0.5W、1W、2W三種規格，新型號是RX-78。以下電阻能在10M上做到0.02%，也是相當不容易了。但由于高阻的線非常細，要繞很多圈，因此生產成本高、廢品率高，大部分廠家不愿意伺候。

第五名：低溫飄環氧封線繞
常見有Fluke、MC和HP的，溫度系數一般<5ppm/C，大部分是1-3ppm/C，老化也不大，大約<25ppm/a。這樣的電阻必須用Evanohm線材才能做到低溫飄，經常能在國外的高精度的儀器中見到。
國內電阻盡管也有標1ppm附近的，但由于采用錳銅，曲線彎曲大，不能保證寬溫度范圍下的溫度系數。因此這個指標虛的成分很大。
比如錳銅的Beta溫度系數一律是-0.6ppm/C2，也就是說，當20度時溫度系數為0，那么21度時即為-0.6ppm/C，而22度就為-1.2ppm了。因此，標稱<1ppm/C的只能在很窄的溫度范圍才有效。
Fluke的這樣的電阻，溫度系數都是后來測試然后標在外殼上，N1就是-1ppm/C，P1.5就是+1.5ppm/C

英國MC是老牌高精密電阻的品牌，常見于老式高精度萬用表和精密儀器中，后改為VM品牌。這類電阻，盡管沒標溫度系數，但實測也是非常小，類似Fluke的：

HP和是老牌電阻生產廠，很久之前（60年代）就采用Evanohm線材。這幾個紅塑電阻，有40年了，仍然不超差，而且溫度系數也非常小：
這4個HP老電阻實測溫度系數為+1.2、+0.7、+0.8和-0.1ppm/C

第四名：塑封金屬箔
金屬箔也就是塊電阻，多以方型塊的方式出現因此得名，是新一代的優于線繞的電阻，代表廠家為威世（Vishay）。
溫度系數一般都在5ppm/C以下，老化保證<25ppm。
由于是采用Evanohm金屬箔、因此性能優異、噪音也非常低。用類似IC制作的光刻工藝和良好的封裝技術，使得分布電容、串聯電感等參數都很理想，其它特性也非常優秀。
國產的型號為RJ711，體積稍大，性能稍遜。

Vishay金屬箔電阻內部結構

第三名：金封線繞
與低溫飄環氧封線繞類似，但采用金屬+玻璃+可伐密封，這樣就完全杜絕了外界潮濕和氧化的影響，老化保證<10ppm。這樣的電阻曾經一度統治了高精度儀器，能在Fluke計量儀器里和7位半、8位半萬用表里經常看到。
另外，金封線繞由于成本高，一律都是低溫飄的，<5ppm/C。
金封線繞最顯著的特征，一個是外殼是金屬，絕緣是玻璃/陶瓷，另一個是引線處都有膨脹的焊接點。這是因為，引線是從預埋的可伐合金管里穿出來后焊接密封的。

同是Fluke金封，體積可能相差很大

MC、VM、HP、AdvTr、JRL的金封

當然，在所有這些金封中，我最喜歡的是從Fluke 752A里面拆出來的120k，每一個電阻有自己的編號，溫度系數非常小（<1ppm/C），老化很難觀察出來。我用這些電阻做了10k、100k和1M標準電阻。

其實，也有國產的金封線繞，老化應該不錯，能在高等級的電橋和電位差計里面見到。但是，也還是因為采用錳銅的原因，使得溫度系數不好。

第二名：金封金屬箔
金屬箔電阻本身性能良好，再加上金封，不僅能把溫漂做到1ppm/C之內，更能保證年老化<5ppm/a，這與很多標準電阻都可以媲美了。

這是一個大家族，Vishay自己就有很多種，一般均以VH開頭。例如這種VHP3，老化性能也是<5ppm/a

金封金屬箔也有不少別的廠家，比如美國的RCD公司，日本的AE、TDK，還有原法國的SFERNICE（現歸Vishay）的RCHK系列。
TDK的金封金屬箔，比Vishay的大

日本Alpha Electronics（簡稱AE）的

第一名：高穩金封金屬箔
這是威世最近幾年的新成果，比如典型的VHP202Z，能把溫漂做到0.1ppm/C之內，同時保證10年老化2ppm，即便加速折算下來，第一的老化也不超過0.7ppm，堪稱理想電阻。這樣的指標，目前只有Vishay一家能做到。

VHP202Z內部

當然，也有介于二者之間的，比如老一些的VHP101，老化指標保證10年2ppm，但溫度系數稍微遜色一些

再比如這種VHA518，根據最新的數據表，老化性能也是10年2ppm

總表

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