10k电阻基准测试结果（长期更新）

lymex

序

有关电阻的帖子及测试的帖子已经不少了，例如：
精密电阻分类特性 https://bbs.38hot.net/read.php?tid=139
如何精确的测量小电阻 https://bbs.38hot.net/read.php?tid=233
精密电阻排行榜 https://bbs.38hot.net/read.php?tid=291
DIY 1GΩ 标准电阻 https://bbs.38hot.net/read.php?tid=305
高位表的真欧姆  https://bbs.38hot.net/read.php?tid=382

但是，作为最常见、最有用的10k标准电阻，还没有一个专门的帖子，更没有一个综合性的测试结果的总结。本帖就是想要达到这个目的，用数据、表格和图形的方式，罗列并对比不同的10k电阻的各种特性，更主要的是能够作为一个长期的跟踪帖，逐渐展现被测电阻的稳定性指标。

通过测试，也可以总结、改进测试方法，理解和熟练使用测试工具，发现、制作更好的标准电阻，补充、完善标准电阻的相关基础知识。

这是一个长期不断更新的帖子。不仅经常会有新的电阻的到来的追加测试数据，更主要的是现有电阻的定期对比更新，这样才能看出长期稳定性来。

lymex

主要测试内容和测试方法

1、温度系数
温度系数是描述电阻是如何受温度影响的。一般在不太大的温度范围下，电阻随温度的变化可以近似为一个二次曲线，表示为R=R0(1+αt + βt^2)，其总α为一次项系数而β为二次项系数。但常规上为了计算方便，有一个非0度的基准温度例如我国是20度，这样公式变化成：
R = R20 * ( 1 + α20*(t-20) + β*(t-20)^2 )
其中R20是电阻在20度下的阻值，α20是在20度下的一次项系数。

当温度变化范围很小，或者二次项系数很小，那么可以忽略二次项系数，只考虑一次项，这样公式就可以简化为：
R = R20 * ( 1 + α * (t-20))

测量电阻的温度系数，传统上采用多点恒温法。至少选择三个温度点，分别恒温，测得3个电阻值，列出2元1次方程，就可以公式就可以计算出α和β来。选择多个温度点时，用最小二乘法来解决问题。

这种测试方法需要恒温箱+控制，同时测试时间很长，再加上被测试点很有限，因此其“性价比”很差。前段时间逐步完善的一种“变温方法”测试方法，采用冷热箱+扫描器+基准对比，采集温度变化全过程中的的全部信号，不仅可以看到任何一个温度点的阻值，还可以通过平均的方法大大减少测试的不确定度。
参考帖：
温度系数及测试方法 https://bbs.38hot.net/read.php?tid=1193
精确测试标准电阻SR104的温度系数 https://bbs.38hot.net/read.php?tid=1352
结果用类似这种方法表示：



2、长期稳定性
方法：对比
参考帖：
电阻基准测试用无电源4线扫描器 https://bbs.38hot.net/read.php?tid=4041
测量开关和扫描器  https://bbs.38hot.net/read.php?tid=1016
结果用类似这种方法表示：



3、测试对比方法
采用专用10k Warshawsky电桥（四跨线电桥）、16路扫描器、冷热箱
（图或照片）


4、测试所能达到的精度
其实，到了高精度的场合，都采用对比，而且不说“精度”。
以上方法能够达到的不确定度，
阻值的对比：0.03ppm
α温度系数：0.02ppm/C
β温度系数：0.002ppm/C2


其它参考：

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主要测试对象和目的

1、商品的标准电阻
商品的标准电阻具有可靠度高（有时也不然）、性能指标（也看来源）、专业而正规的特点。但是，也不可避免的具有价格昂贵、取得不宜的劣势。
主要测试目的：考核。是否好？是否值？是否离散？是否可以改进？

10k的商品标准电阻可以分成自恒温、油浸、空气三种。

MI 恒温电阻4304AF

L&N 4214-10k油浸电阻

  

高联9334 “空气”电阻

2、DIY的标准电阻
DIY标准电阻把商品电阻的劣势变成了自己的优势，具有价格相对便宜、容易获得的特点，同时，DIY的过程也能学到很多知识，也是一种追求。做的好的DIY，可以在主要指标上逼近甚至超过商品的标准电阻。
范围包括自己的和别人的。
主要测试目的：能否赶上商品基准？哪里需要改进。
这个是mytek 的DIY




3、电阻元素/电阻芯
主要测试目的：是否满足指标？是否有资格做标准电阻？离散性如何？分类与匹配。
能作为标准电阻的芯阻，至少要金封的。常见的包括金封线绕，例如

IET SRX-10k内部采用金封线绕

  

Fluke 742A-10k内部采用金封线绕4只并联

或者采用金封金属箔

AE ASR103采用AE金封金属箔

Transmille的标准电阻3000RS

采用Vishay金封金属箔

lymex

电阻芯温度系数

0、电阻分类
首先，按照优质空气电阻电阻的制作原则，按照温度系数对电阻进行分类：
β<0.010且α<0.10的，超级电阻，很少有电阻芯可以达到，商品的空气标准电阻也没见有达到的，只有通过组合DIY才能达到。
β<0.033且α<0.10的，优秀电阻，有一些电阻芯可以达到，商品的空气标准电阻基本可以达到。
β<0.033且α<1.00的，优质电阻，很多Evanohm的电阻可以达到，例如大部分VHP101、VHP202Z，部分Fluke金封线绕也可以达到
β<0.033且α<5.00的，可调教电阻，绝大多数的用Evanohm为材料的电阻满足这个条件，而α偏大的，也可以通过补偿的方式来大部分抵消
0.033<β<0.10的，属于普通电阻，无论α如何
β>=0.1的，曲线弯曲的比较大，不适合做空气电阻，因此归类于差。


其次，看一下各种可能的电阻芯的温度系数
1、国产RX70精密线绕电阻
以前一直认为是采用锰铜材料，但测试了几个温度系数后，发现可能并非如此，β不大，甚至很小。


   



2、镍铬基/Evanohm线绕电阻

  


3、金属箔电阻



      


4、对比锰铜材料的电阻
国产标准电阻BZ3是锰铜的，温度系数大，只能用在温度变化很小的油槽中。下图把BZ3的温度曲线和金属箔电阻芯的曲线做到一起，可以直观的比较。


  

备注：α系数即温度曲线的一次项系数，单位ppm/C，β系数即温度曲线的二次项系数，单位ppm/C2。
常见电阻材料有锰铜和镍铬基（类似国外的Evanohm），前者温度系数比较大，β一般为-0.6ppm/C2附近，而后者温度系数比较小，β一般为-0.03ppm/C2，为前者的1/20。
空气电阻即为放置在普通恒温甚至普通房间的电阻，因此要求温度系数低。传统的标准电阻由于温度系数大，需要浸泡在油槽里、保持恒温，才好使用。

lymex

商品标准电阻的温度系数
商品10k电阻有两款最为有名，一款是Fluke 742A，另一款为esi SR104。
先看一下能找到的742A，其温度系数的出厂测试值都是多少：


再看看SR104的
  

lymex

DIY标准电阻的温度系数

lymex

各标准电阻的长期稳定性

lymex

【 全文完 】

jj3055

期待中。。。。。。。
lymex老大有没有各种AE电阻，我可以提供。

amrogue

期待，学习//

changlu

坐前排，慢慢学习！

lymex

引用第8楼jj3055于2010-08-07  19:34发表的  :
期待中。。。。。。。
lymex老大有没有各种AE电阻，我可以提供。

AE电阻我很少，但貌似AE电阻不好搞到批量的吧？我测试的主要目的：
1、考核各种DIY成品电阻，等我的方法和路子走顺后，免费对达到一定水平、带有外壳、带有接线柱的DIY电阻进行测试、对比、标定。
2、测试各种优质电阻元素，一个是考察是否可以作为DIY电阻的芯，另一个是批量分类和匹配。

三只眼闲人

席地而坐。

jj3055

引用第11楼lymex于2010-08-07  20:05发表的  :

AE电阻我很少，但貌似AE电阻不好搞到批量的吧？我测试的主要目的：
1、考核各种DIY成品电阻，等我的方法和路子走顺后，免费对达到一定水平、带有外壳、带有接线柱的DIY电阻进行测试、对比、标定。
2、测试各种优质电阻元素，一个是考察是否可以作为DIY电阻的芯，另一个是批量分类和匹配。

原来是做为基准的优质电阻，呵呵。理解错了。

我的都是拆机的普通AE电阻，一般都是XT，XQ的，我有1400个，同批号的也可以挑出几百个，黑色的蓝色的都有。这些做电阻基准都是不行的，如果你需要测试的话，我可以提供材料。

我用FLUKE的绿皮线绕做了一个10K基准，N和P配对，自己没有条件测试，不知道有没有达到测试的条件，呵呵[s:45]

lymex

能作为标准电阻的芯阻，至少要金封的。我以前用Fluke绿皮塑封做过两个，最近测试下来感觉不太好。

lilith

也用 Fluke 绿皮做的路过



刚开始和借 JJ 的 VHP101 一致，经过冷冻 - 暴晒的几次高低温循环后， 现在 -7ppm 趋于稳定。

zoo

引用第16楼lilith于2010-08-07  21:58发表的  :
也用 Fluke 绿皮做的路过



刚开始和借 JJ 的 VHP101 一致，经过冷冻 - 暴晒的几次高低温循环后， 现在 -7ppm 趋于稳定。
.......

哈哈，下次团购202z的时候通知你！

zy_sh_npk

恩，学习了！

独往独来

赞一个，这才是做学问！

轩尼诗

学习。

xltluck

[s:31]

lilith

引用第17楼zoo于2010-08-07  22:29发表的  :


哈哈，下次团购202z的时候通知你！

啥时再有团购计划？

弄得到 VHP202 就不用搞绿皮这麻烦东西了。今天更改了调整电阻的连接方式，让它增大了 8ppm 这样，再去冷冻下

dudong1120

想自己DIY一套标准电阻，但是金封很难遇到，不知道可不可以用塑料块用统计方法串并联达到。塑料块可以达到2PPM温漂和25PPM年老化，如果筛选后串并联，应该可以达到1PPM温漂和小于10PPM老化，虽然达不到商品电阻基准，但是作为自己用应该可以了，不知道此方法可行不可行。望老大指点

gdxy

学习

lymex

引用第24楼dudong1120于2010-08-08  19:15发表的  :
想自己DIY一套标准电阻，但是金封很难遇到，不知道可不可以用塑料块用统计方法串并联达到。塑料块可以达到2PPM温漂和25PPM年老化，如果筛选后串并联，应该可以达到1PPM温漂和小于10PPM老化，虽然达不到商品电阻基准，但是作为自己用应该可以了，不知道此方法可行不可行。望老大指点

如果要求不高，完全可以。电阻芯可以用4到8个混联，可以达到1ppm温漂和10ppm年稳。最好选一下，剔出那些温漂偏大和阻值偏离标称值较大的。

zsxlh

记住老大说的语录：温度系数；长期稳定性。谢谢！

hu_lin

后续呢？长期测试

pengchln

记住老大说的，認真学习