音響電阻實測對比分析

admin @ 2014-03-19 , reply:0

音響電阻實測對比分析
 音響電阻實測對比分析

   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後果負任何責任。


    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、串聯電感分佈電容小、電壓係數小、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,其次是溫度係數。因此,以下這個排名最重要的根據就是老化,其次是溫度係數。至於電阻上標的是1%、0.1%、還是0.01%,這個是偏差而已,並不直接代表“精密”程度。


“老化”是什麼?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”又是什麼?溫飄就是電阻的阻值隨溫度而變化。由於一般的電阻溫飄不大,因此常用每度變化多少個ppm來表示,這就是溫度係數。假如一個電阻的溫度係數是+100ppm/℃,就是溫度每升高1度,電阻增大0.01%。同樣,負溫度係數表示電阻的阻值隨溫度的升高而減少。說溫度係數的時候有的時候省略後面的/℃,例如某電阻的溫度係數是8ppm,意思就是8ppm/℃。


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%,溫度係數50ppm附近,老化都不給出,大部分能在0.1%每年之內。


這樣的電阻由於廠家眾多,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%,溫度係數大約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%


國外品牌的我這裡有Vitrohm,個人比較喜歡,也是0.1%。溫度係數實際為15ppm左右(最後黃圈代表<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!見於老的國產MF18萬用表中。


1968年的MF18,chnepal的表/圖


第八名:非密封線繞電阻


國產很老的RXJ繞是用電阻絲在瓷骨架上繞制的,體積較大,後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,儘管生產成本低,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,也屬於非密封線繞。外圈是紙,起標識、美觀作用,不密封。這樣的電阻常見於老式儀器中


這裡要補充一點,有關線繞電阻線,大多是用精密錳銅漆包線。錳銅線的電阻溫度係數很小,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,因為銅的電阻溫度係數非常大,達到4200ppm/C!因此銅電阻常用來測溫或補償。事實上,純金屬的電阻溫度係數都非常大,只有幾款電阻合金溫度係數才小,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採用細線,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,要強於金屬膜,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,佔地面積小,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採用玻璃絲環氧材料製作,再採用環氧膠進行密封。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,溫度係數好的可以<15ppm/C。主要用途是各種高精密儀器。儘管上面那種立式的也是環氧封裝的,但體積太小性能不如,因此沒放到這裡。


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。但由於高阻的線非常細,要繞很多圈,因此生產成本高、廢品率高,大部分廠家不願意伺候。


第五名:低溫飄環氧封線繞


常見有Fluke、MC和HP的,溫度係數一般<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。


國內電阻儘管也有標1ppm附近的,但由於採用錳銅,曲線彎曲大,不能保證寬溫度範圍下的溫度係數。因此這個指標虛的成分很大。


比如錳銅的Beta溫度係數一律是-0.6ppm/C2,也就是說,當20度時溫度係數為0,那麼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範圍才有效。


Fluke的這樣的電阻,溫度係數都是後來測試然後標在外殼上,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,常見於老式高精度萬用表和精密儀器中,后改為VM品牌。這類電阻,儘管沒標溫度係數,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)就採用Evanohm線材。這幾個紅塑電阻,有40年了,仍然不超差,而且溫度係數也非常小:


這4個HP老電阻實測溫度係數為+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,是新一代的優於線繞的電阻,代錶廠家為威世(Vishay)。


溫度係數一般都在5ppm/C以下,老化保證<25ppm。


由於是採用Evanohm金屬箔、因此性能優異、噪音也非常低。用類似IC製作的光刻工藝和良好的封裝技術,使得分佈電容、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,但採用金屬+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位半萬用表裡經常看到。


另外,金封線繞由於成本高,一律都是低溫飄的,<5ppm/C。


金封線繞最顯著的特徵,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裡面拆出來的120k,每一個電阻有自己的編號,溫度係數非常小(<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裡面見到。但是,也還是因為採用錳銅的原因,使得溫度係數不好。


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,也有介於二者之間的,比如老一些的VHP101,老化指標保證10年2ppm,但溫度係數稍微遜色一些


再比如這種VHA518,根據最新的數據表,老化性能也是10年2ppm





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