“精密电阻器”一次通常指电阻值精确到 1% 或更低的电阻器。这个值并不是一成不变的;不同的生产商可能会设置不同的值,如 0.5% 或更低。不管怎样,百分比的清楚表述可能模糊不清。但是,这只是一个起点,因为对于精确度为 1% 的真实电阻,500 欧姆的电阻器仅在理想条件下保证在 495 欧姆和 505 欧姆之间。但是真实的设计必须确保真实条件下的功能。
温度和功率
电子设备通常不得不在高温环境下运行(见 在极端环境中,电阻经得起逆境的考验),因此,有必要知道您所选的电阻器在变化的环境中的运行情况。电阻温度系数 (TCR) 的单位为 ppm(百万分之一),表示当温度改变 1 度时,电阻值的相对变化。该值通常采用摄氏度,而不是华氏温度。与电阻温度系数 (TCR) 紧密相关的是电阻功率系数 (PCR),因为电阻器的温度变化与功率损耗有紧密联系。
电阻温度系数 (TCR) 引起的变化是可逆的;关闭电源且电阻器冷却至室温时,电阻器的值恢复正常。但是,在长期内,如果温度低于电阻器的运行温度,电阻器的值也可能产生永久性变化。这个效果随电阻器技术的不同而变化,且通常可依据生产商提供的信息对其进行预先预测。
电压
电阻的电压系数 (VCR) 是电阻在外加电压下发生的变化。这是完全不同的,因为在使用外加电压时,还会产生自动加热效应。VCR 为 100 ppm/V 的电阻器在发生 10V 电压变化时,电阻变化 0.1%,发生 100V 电压变化时,电阻变化 1%。
特别精密电阻器
精密电阻器与所有电阻器拥有的许多共同因素也许对于精密电阻器更重要,因为它们通常把容忍 10-20% 变化的应用计算在内,但可能破坏需要更高保真度的应用。
每个电阻器的额定功率通过损耗的最大功率来确定,但是所述的安全功率损耗可能会因电阻器温度偏离室温的差距而发生变化。任何精密电阻器的一张良好规格表都包括一张说明额定功率降低的图表。
电阻器噪音可以被认为是电阻器放射的微小、随机电气信号。对于一些测量低阶位模拟信号的设计,这是不可容忍的。同样,电阻器的值可能会随时间而变化,并对许多种类的环境应力起反应,这通常是功率损耗和热量造成的结果。
技术
今天的市场上有许多不同类型的电阻器(见 电阻器为设计人员提供多项选择),一些类型比其他电阻器更能满足高精度、高性能、高稳定性的具体要求。一般而言,精密薄膜电阻器在此的运行状态良好,金属箔电阻器的运行甚至更好。Vishay 的 Bulk Metal®Z-Foil 电阻器显示,在 -50℃~+125℃ 的温度范围内,电阻温度系数 (TCR) 可低至 1 ppm。
图 1:Vishay Bulk Metal®Z-Foil 电阻器(来源:Vishay Precision Group)
Vishay 的 Z201-1K0000 高精度电阻器系列可在 Arrow Electronics 上找到。数据表显示,对于通孔金属箔电阻器系列的电阻器,在 0℃~+60℃ 的温度范围内,温度系数 (TCR) 可低至 ±0.05 ppm/℃。
为一个精密电阻器制定规格是一项非常艰难的任务,而且它们并不便宜。设计人员需要完全理解成品需要承受的环境应力,并仔细研究信誉生产商提供的数据表。他或她必须避免制定过低或过高的规格。