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明明选了精度1%的电阻做分压采样,产品批量后电阻的精度却超过了1%,不是电阻的问题,原因居然是它

硬件那点事儿 来源:硬件那点事儿 作者:硬件那点事儿 2024-03-08 14:34 次阅读

很多硬件工程师在进行电阻选型时,往往只看电阻的精度是F还是J,有时候可能会出大问题。精度是电阻的重要参数之一,我们在进行电阻选型时,应该如何考虑电阻的精度呢?这取决于电阻在具体的电路所起到的作用,电阻一般有如下两种作用:

电阻的作用

1.电流限制:电阻通过限制电流的流动,起到对电路的电流进行调节的作用。例如,稳压二极管一般需要串联电阻使用,不可和电源直接并联。

2.电压分压:电阻在电路中可以作为电压分压器使用。比如我们想要采集某个电压信号,就需要通过电阻分压把电压信号转换成MCUADC能接受的电压范围之内。

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当电阻的作用是电流限制时,此时电阻的精度一般没有那么重要,我们在进行WCA计算时,只要确认好电阻在阻值下限的值不会使电路中的电流超过限流值即可,因为高精度的电阻价格一般更高,此时我们选用常规5%精度的电阻即可。

当电阻的作用是电压分压时,假定我们的目的是准确采集电压信号,此时我们一般需要使用1%甚至0.1%精度的电阻,因为电阻的误差会影响电压信号经电阻网络分压后的值。

那么有哪些因素会影响电阻的精度呢?

1.制造公差

电阻在生产中会进行激光切割,就是对每个电阻体进行阻值测定并用激光切割形成目标阻值,一般来说贴片电阻的批量生产的初始值是比目标阻值小的,此时通过在电阻体内加入切割工艺,使电流通路变窄,阻值就会变大。经过激光切割就会在电阻规格书规定的阻值误差范围内。

电阻的精度有相应的代码表示,比如F代表±1%,J代表±5%,但是需要注意的是精度代码对应的精度误差值只包括制造公差,是不包括其他因素导致的精度偏移的。

2.温度系数

电阻阻值实际上是会随温度变化而发生变化的。电阻规格书中会有一个指标电阻温度系数,也叫TCR,它表示电阻当温度改变1摄氏度时,电阻值的相对变化,单位为ppm/℃。电阻温度系数=(R-Ra)/Ra÷(T-Ta)×1000000;其中Ra表示基准温度条件下的阻值,一般是常温25℃下的阻值,Ta表示基准温度,一般是常温25℃,R一般表示电阻在产品中的某个温度条件下的阻值,T就是对应的温度。我们一般用这个公式在计算电阻在产品应用环境的温度上限或下限时的阻值偏差。

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举个例子,假定某贴片电阻的TCR是100ppm/℃,基准温度为25℃,电阻实际的温度上限是125℃,那么电阻在125℃时的阻值变化率是多少呢?

(125-25)*100/1000000=1%。

通过上面的计算我们发现电阻在125℃时的阻值变化率达到了惊人的1%,如果电阻制造公差是1%的话,此时温度对电阻精度的影响已经不可忽视了。

所以在计算考虑电阻阻值偏差时,务必要考虑温度的影响,特别是做电压或电流信号采集时,不然后果很严重哦。

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审核编辑 黄宇

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