精密电阻排行榜

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 楼主 | 2009-11-10 23:35 | 显示全部楼层 |阅读模式
以下文章原创为精密电压基准达人lymex,来源为《38度基准论坛》,为了尊重原作者请转载时注明出处。

一个好的精密电阻,必须具备老化小、温飘小、偏差小的特点,同时最好具备可靠性高、功率余量大温升小、噪音低、串联电感分布电容小、电压系数小、焊接、振动及拉伸不容易变化等。
当然,与基准相关的最重要的参数,是老化,其次是温度系数。因此,以下这个排名最重要的根据就是老化,其次是温度系数。至于电阻上标的是1%、0.1%、还是0.01%,这个是偏差而已,并不直接代表“精密”程度。

“老化”是什么?老化就是长期稳定性,也就是在常温常压下,放在货架子上,经过比较长的时间(比如1年),电阻的变化。老化因此也常用每年变化多少个ppm来表示。老化因此是一个不可逆的过程,就像人衰老一样,再也回复不到原来的了。

“温飘”又是什么?温飘就是电阻的阻值随温度而变化。由于一般的电阻温飘不大,因此常用每度变化多少个ppm来表示,这就是温度系数。假如一个电阻的温度系数是+100ppm/℃,就是温度每升高1度,电阻增大0.01%。同样,负温度系数表示电阻的阻值随温度的升高而减少。说温度系数的时候有的时候省略后面的/℃,例如某电阻的温度系数是8ppm,意思就是8ppm/℃。

国内市场上精密电阻其实很多,但鱼龙混杂,如何分辨出那些电阻是优秀电阻因此值得考虑呢?经过自己的大量购买、测试,得到了一些结果,今天以实物图片方式进行展示、排名。当然,以下排名,纯属个人意见,偏见遗漏难免,同一类电阻,因生产时代不同、厂家不同也可能有很大差异。另外,本排名不代表任何组织或利益集团,也不对由此而引起的后果负任何责任。
 楼主 | 2009-11-10 23:36 | 显示全部楼层
本帖最后由 lyghj 于 2009-11-10 23:37 编辑

第十名:普通金属膜
以前红袍为多,现在一般为色环。精度一般1%-5%,温度系数50ppm附近,老化都不给出,大部分能在0.1%每年之内。
这样的电阻由于厂家众多,成本很低,被广泛使用。购买时,注意挑选大厂的,千万不要用可靠性不高的或者是碳膜的。
其实,以前1%算精密电阻了,现在可以不算了。但为了比较,还是列了出来。

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 楼主 | 2009-11-10 23:38 | 显示全部楼层
本帖最后由 lyghj 于 2009-11-10 23:59 编辑

第九名:高精度金属膜国产型号RJJ,第一个J代表金属膜,第二个J代表精密的意思。以前这样的电阻大多是红色的,而且体积较大(1W或2W),所以才称之为大红袍,精度可达0.1%。以下电阻,80代表生产年代(1980年),而0.1代表精度(0.1%)。
现在国产的RJJ,多为体积比较小的,也为0.1%,温度系数大约20ppm之内。这样的电阻称呼为红袍就可以了,因为体积一点也不大。

1M是这种RJJ能做的最大阻值

标识为1k  B,其中B代表0.1%


国外品牌的我这里有Vitrohm,个人比较喜欢,也是0.1%。温度系数实际为15ppm左右(最后黄圈代表<25ppm)。老化参数未知,但一般能在100ppm/a之内。


当然,最好的金属膜也许是这种Vishay ptf65了,密封材料很厚、很硬,外皮光滑晶亮,防潮性能好,价格也比较贵(约8元/只)
体积小一些的是ptf56,与常见的“蓝亮”电阻外形类似,但价格和性能都差了好几倍。ptf56有0.01%的。


还有一种老国产的RJJ,居然是金封的!见于老的国产MF18万用表中。




1968年的MF18,chnepal的表/图

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 楼主 | 2009-11-10 23:59 | 显示全部楼层
本帖最后由 lyghj 于 2009-11-11 00:12 编辑

第八名:非密封线绕

国产很老的RXJ绕是用电阻丝在瓷骨架上绕制的,体积较大,后来为绕在电木片骨架上的小型。
非密封的线绕,电阻丝直接暴露在空气中,尽管生产成本低,但容易受气候影响。在国产的早期仪器和万用表中常见。


以下电阻,也属于非密封线绕。外圈是纸,起标识、美观作用,不密封。这样的电阻常见于老式仪器中


这里要补充一点,有关线绕电阻线,大多是用精密锰铜漆包线。锰铜线的电阻温度系数很小,电阻率比较高,是比较理想的材料。以前有用康铜的,但康铜的热电动势很大,不适合用在精密的场合。现在还有一种叫做新康铜的,成本低、但也不很适合精密场合。

在很小阻值的情况下,有人提到是否可以用铜丝、漆包线、电线来替代?结论是不可以的,因为铜的电阻温度系数非常大,达到4200ppm/C!因此铜电阻常用来测温或补偿。事实上,纯金属的电阻温度系数都非常大,只有几款电阻合金温度系数才小,同时电阻率大,才适合做线绕电阻。

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 楼主 | 2009-11-11 00:00 | 显示全部楼层
本帖最后由 lyghj 于 2009-11-11 00:15 编辑

第七名:小型密封线绕

小型密封线绕常见用薄铝外壳,两端用环氧密封。国内的常见的型号为RXJX(老型号)和RX71(新),也有RX12立式的。电阻小,势必在相同阻值下要采用细线,这样耐受功率和特性都会受到一定的影响,但线绕毕竟是线绕,要强于金属膜,更因为体积小,因此用途广泛。偏差一般是0.05%到0.5%。


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


这种立式的,占地面积小,适合较高密度封装

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 楼主 | 2009-11-11 00:00 | 显示全部楼层
本帖最后由 lyghj 于 2009-11-11 00:16 编辑

第六名:环氧封装线绕

环氧封装线绕,圆柱外壳和端部一般采用玻璃丝环氧材料制作,再采用环氧胶进行密封。国内常见RX11(老型号)和RX70(新)精密电阻,功率有0.25W(常见)、0.5W(较常见)、1W(偶见)、2W、3W。这是国产最好的量产电阻了,最高能到0.01%(定做的可以到0.005%),老化没有指标但一般能在25ppm/a典型值,温度系数好的可以<15ppm/C。主要用途是各种高精密仪器。尽管上面那种立式的也是环氧封装的,但体积太小性能不如,因此没放到这里。



RX9-20是高阻线绕电阻,有0.5W、1W、2W三种规格,新型号是RX-78。以下电阻能在10M上做到0.02%,也是相当不容易了。但由于高阻的线非常细,要绕很多圈,因此生产成本高、废品率高,大部分厂家不愿意伺候。

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 楼主 | 2009-11-11 00:01 | 显示全部楼层
本帖最后由 lyghj 于 2009-11-11 00:18 编辑

第五名:低温飘环氧封线绕

常见有Fluke、MC和HP的,温度系数一般<5ppm/C,大部分是1-3ppm/C,老化也不大,大约<25ppm/a。这样的电阻必须用Evanohm线材才能做到低温飘,经常能在国外的高精度的仪器中见到。
国内电阻尽管也有标1ppm附近的,但由于采用锰铜,曲线弯曲大,不能保证宽温度范围下的温度系数。因此这个指标虚的成分很大。
比如锰铜的Beta温度系数一律是-0.6ppm/C2,也就是说,当20度时温度系数为0,那么21度时即为-0.6ppm/C,而22度就为-1.2ppm了。因此,标称<1ppm/C的只能在很窄的温度范围才有效。
Fluke的这样的电阻,温度系数都是后来测试然后标在外壳上,N1就是-1ppm/C,P1.5就是+1.5ppm/C


英国MC是老牌高精密电阻的品牌,常见于老式高精度万用表和精密仪器中,后改为VM品牌。这类电阻,尽管没标温度系数,但实测也是非常小,类似Fluke的:


HP和是老牌电阻生产厂,很久之前(60年代)就采用Evanohm线材。这几个红塑电阻,有40年了,仍然不超差,而且温度系数也非常小:
这4个HP老电阻实测温度系数为+1.2、+0.7、+0.8和-0.1ppm/C

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 楼主 | 2009-11-11 00:01 | 显示全部楼层
本帖最后由 lyghj 于 2009-11-11 00:20 编辑

第四名:塑封金属箔

金属箔也就是块电阻,多以方型块的方式出现因此得名,是新一代的优于线绕的电阻,代表厂家为威世(Vishay)。
温度系数一般都在5ppm/C以下,老化保证<25ppm。
由于是采用Evanohm金属箔、因此性能优异、噪音也非常低。用类似IC制作的光刻工艺和良好的封装技术,使得分布电容、串联电感等参数都很理想,其它特性也非常优秀。
国产的型号为RJ711,体积稍大,性能稍逊。



Vishay金属箔电阻内部结构

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 楼主 | 2009-11-11 00:01 | 显示全部楼层
本帖最后由 lyghj 于 2009-11-11 00:25 编辑

第三名:金封线绕

与低温飘环氧封线绕类似,但采用金属+玻璃+可伐密封,这样就完全杜绝了外界潮湿和氧化的影响,老化保证<10ppm。这样的电阻曾经一度统治了高精度仪器,能在Fluke计量仪器里和7位半、8位半万用表里经常看到。
另外,金封线绕由于成本高,一律都是低温飘的,<5ppm/C。
金封线绕最显著的特征,一个是外壳是金属,绝缘是玻璃/陶瓷,另一个是引线处都有膨胀的焊接点。这是因为,引线是从预埋的可伐合金管里穿出来后焊接密封的。


同是Fluke金封,体积可能相差很大


MC、VM、HP、AdvTr、JRL的金封





当然,在所有这些金封中,我最喜欢的是从Fluke 752A里面拆出来的120k,每一个电阻有自己的编号,温度系数非常小(<1ppm/C),老化很难观察出来。我用这些电阻做了10k、100k和1M标准电阻。



其实,也有国产的金封线绕,老化应该不错,能在高等级的电桥和电位差计里面见到。但是,也还是因为采用锰铜的原因,使得温度系数不好。

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 楼主 | 2009-11-11 00:01 | 显示全部楼层
本帖最后由 lyghj 于 2009-11-11 00:28 编辑

第二名:金封金属箔

金属箔电阻本身性能良好,再加上金封,不仅能把温漂做到1ppm/C之内,更能保证年老化<5ppm/a,这与很多标准电阻都可以媲美了。


这是一个大家族,Vishay自己就有很多种,一般均以VH开头。例如这种VHP3,老化性能也是<5ppm/a


金封 金属箔也有不少别的厂家,比如美国的RCD公司,日本的AE、TDK,还有原法国的SFERNICE(现归Vishay)的RCHK系列。
TDK的金封金属箔,比Vishay的大



日本Alpha Electronics(简称AE)的

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 楼主 | 2009-11-11 00:01 | 显示全部楼层
本帖最后由 lyghj 于 2009-11-11 00:33 编辑

第一名:高稳金封金属箔

这是威世最近几年的新成果,比如典型的VHP202Z,能把温漂做到0.1ppm/C之内,同时保证10年老化2ppm,即便加速折算下来,第一年的老化也不超过0.7ppm,堪称理想电阻。这样的指标,目前只有Vishay一家能做到。


VHP202Z内部




当然,也有介于二者之间的,比如老一些的VHP101,老化指标保证10年2ppm,但温度系数稍微逊色一些


再比如这种VHA518,根据最新的数据表,老化性能也是10年2ppm




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 楼主 | 2009-11-11 00:02 | 显示全部楼层
本帖最后由 lyghj 于 2009-11-11 00:03 编辑

总表

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 楼主 | 2009-11-11 00:04 | 显示全部楼层
本帖最后由 lyghj 于 2009-11-11 00:34 编辑

其它电阻

高精度碳膜电阻
在没有金属膜电阻的时代,或者由于金属膜电阻很贵,出了很多RTL型高精度碳膜电阻。当时电阻大部分是5%或者10%的,而RTL可以达到1%甚至0.5%。
当然,碳膜电阻的温度系数很大(一般是-200ppm到-350ppm/C),这样的电阻常见于老仪器中(比如60、70年代的500型万用表)。


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 楼主 | 2009-11-11 00:04 | 显示全部楼层
本帖最后由 lyghj 于 2009-11-11 00:36 编辑

假冒电阻

假冒高精度电阻
一种所谓进口AMA航天级0.01%精密电阻,上面的Acurate Resistance都写错,实际上是几只金属膜电阻串并联而成。
造假的人也许认为把阻值凑准确了,就达到了高精度。殊不知,金属膜电阻的老化和温飘,与精密线绕相差甚远,不可能通过几只串并联来取得。



假冒金属箔
内部为两个小的普通电阻并联

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 楼主 | 2009-11-11 00:04 | 显示全部楼层
最后,看一个不常见的电阻:Fluke 81M金封线绕
 楼主 | 2009-11-11 00:05 | 显示全部楼层
最后,看一个不常见的电阻:Fluke 81M金封线绕。这个是我见过的最高阻值的单体线绕电阻了,是从Fluke 5450A电阻校准仪里拆出来的,粗细类似5号电池但稍微常一些,重12.9克。想不出到底电阻丝有多细、有多长,是如何绕的。 如果采用0.01mm的电阻丝(不少人说这样的电阻丝是不可能的,太细),经过计算(电阻率1.33),长度要4800米才能有81M,这样的电阻丝重3g,加上漆皮要6g,已经接近整个重量的一半了。


全文完。

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| 2009-11-11 00:28 | 显示全部楼层
呵呵,牛贴,帮顶~
| 2009-11-11 08:19 | 显示全部楼层
强人 ~!
| 2009-11-11 08:42 | 显示全部楼层
很多我们没见过,也可能一辈子也用不到,有没有流行的:)
| 2009-11-11 08:44 | 显示全部楼层
这个帖子太强了——楼主无私的精神很让我敬佩,不可不看!
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