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标准电阻
阅读:11337时间:2011-03-31 19:44:56

  标准电阻是作为一个标准阻值,用来对其他电阻的衡量的度量器,基本单位为Ω(欧姆)。产品具有电阻精度高、温度系数低、稳定好的特点,在精密测量和计量检定部门作传递用。

简介

  国际公认的标准电阻是金属制的,它遵守欧姆定律,在给定的温度下,在两端加上电压V,则必通过确定的电流值I,V与I的比值是确定不变的值,它就是恒定值R=V/I 。请注意,标准电阻均为金属线材,电流线均为互相平行的线,它们必与终端平面互相垂直。

  标准电阻最重要的指标,是老化,或者叫稳定性。标准电阻既然做标准,其电阻值就应该很少随时间而变化。否则今天去校准了,明天改变了很大,还怎么能做标准?

  由于老化都不大,因此一般以每年多少ppm(百万分之一)来表示。例如某10k电阻年老化-8ppm,就是每年减少80毫欧。

  电阻的老化规律,一般是生产出来年老化,随后老变慢,而且逐渐趋于线性老化。

  好的标准电阻,老化可以优于每年1ppm。更好的电阻甚至能到每年0.1ppm之内,而且比较有规律。这样,校准一次后,可以在随后的好多年内保持很高的准确性。

类型

  1.从材料上看,分锰铜(Manganin)和Evanohm两种

  锰铜具有老化小、与铜热电动势小、容易加工、容易焊接的优势,是一种广泛使用的电阻材料,但具有温度系数偏高的弱点

  Evanohm是后期的电阻材料,具有硬度高、耐腐蚀、电阻率高、老化小、温度系数很小等优势,缺点是不太容易加工和焊接、成本较高。现代的标准电阻广泛采用这个。

  Fluke的精密线绕电阻广泛使用Evanohm材料,温度系数低(上面这个是-1ppm),拆出的线很硬,自己可以伸直

  2.从使用方法上看,可以分成油型和空气型两种

  前者大部分是密封的、双壁结构,使用中需要浸泡在装有矿物油的恒温油槽中,以便恒温、均热和散热。油的热容比较大,电阻在使用中的热量容易被吸收而不产生明显温升,另外油是流动的,可以很快把热量带走。早期的标准电阻都是用锰铜做的,温度系数比较大,必须采用这种方式才能把温度控制到允许的范围内。

  另一种就是空气的。油型很不便于携带和使用,后期由于Evanohm等低温度系数电阻材料的出现,因此出现了温度系数非常低的电阻,比如SR104、Fluke 742A,这样温度对电阻的影响就很小了,就不用油浸了,用起来非常方便。

  另一方面,这样的电阻其温度系数都是已知的(α和β),因此只要测试一下电阻周边的温度,就可以通过计算或查表很精确得到改正值,而且改正值也很小、权重也小,完全可以免除或者修正因温度变化而引起的对电阻的影响。

  有的空气电阻体积很小,当然性能也一般

  3.从结构上看,可以分成双壁密封型、油罐密封型、普通密封型、非密封型。

  双壁密封型,常见于BZ3和Thomas电阻,这是最早的也是最经典的标准电阻。

  油罐密封型比如SR104,线绕电阻做好后,被焊接在不锈钢罐子里,内部充油。

  普通密封型比如Fluke 742A,内部是4只Fluke金封线绕电阻并联

  非密封型比如国产BZ3小阻值。由于阻值小、电阻体厚重,受外界干扰很小,因此没必要密封。

  国产BZ3 0.01欧非密封标准电阻。脱去了可以装油的铜杯

使用注意事项

  1、不要强烈振动。强烈振动会让内部结构发生变化,比如骨架、线以及其相对关系,有可能发生错位,造成电阻变动。所以,运输的包装要有良好的缓冲。

  2、不要温度过高或过低,的温度是10度到30度之间,否则也会产生变化。因此,运输的时间也要选择好,避免冬季或夏季运输。

  3、不要加 过大的功率。尽管有些电阻说明瞬间加了高压也不会损坏,但应严格避免。

  例如VHP202Z,额定300mW,是说加到300mW也不会损坏。但加了100mW到300mW之间的功率后,会加速老化,功率移除后电阻也不会复原,因此应避免。当然,加了20mW到100mW之间的功率后,有温升,有电阻变化,不过当功率撤离后,电阻会恢复原来的数值。为了不引起电阻的变化,标准的功率是10mW。

  4、也不要加 过大的电压和电流。有时候对于高阻,尽管功率没到但电压超了,对于低阻尽管功率没到但电流超了,都应该避免。

  5、端子扭动不要用力太猛

用途

  1、保存电阻值/基准 Reference

  作为一个实验室,应该有自己的一套主基准。代表着自己的基准,任何其它基准要向其看齐。

  这基准起到向自己别的基准传递的作用,也是自己的基准向外部传递和对比的基础。

  2、传递 Transfer

  一个是向外传递,另一个是把外界的基准传递过来。传递标准要求是便携的,是空气的。

  3、校准 Calibration

  提供电阻基准校准万用表或者校准仪。作为一个标准阻值,用来对其他电阻的衡量。

  4、收藏 Collection

  好的标准电阻通常具有一定的收藏价值。

EIA定义

  EIA定义了几个系列的电阻值,分别是E3 E6 E12 E24 E48 E96 E192,E后面的数字代表从100到1000总共有几个阻值,其它电阻值按10的指数乘除得到,如4.7Ω、4.7KΩ等。所有系列的精度定义及值如下所示:

  E3 50% 精度(已不再使用)

  E6 20% 精度

  E12 10% 精度

  E24 5% 精度

  E48 2% 精度

  E96 1% 精度

  E192 0.5%, 0.25%, 0.1% 和更高精度

  我们选用电阻的时候,应该尽量用兼容低精度系列的,比如E6,E12等,这样可以方便采购,价格便宜,供货周期短。兼容低精度不是说一定要用10%或20%的精度,你可以选用1%,5%精度的,但从E6,E12等系列中有的阻值去选。有些网站可以在线计算,只要输入期望的电阻值和要哪个精度系列就可以自动计算出你所要的标准电阻值。

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