精密電阻分類(lèi)及特性

　　其實(shí)，對于不是搞計量的不需要分的那么清楚，可以大體上認為高精密、高準確、低誤差等是一個(gè)意思。但是，對于“精度”一詞，可以分解成分解成三個(gè)要素：

　　溫度系數。溫度變化是電阻的大敵，溫度系數一般用ppm/℃表示，即溫度變化1度對應電阻變化百萬(wàn)分之幾。100ppm/℃就是0.01%/℃。

　　老化。也就是長(cháng)期穩定性，一般用ppm/年來(lái)表示，也有用%/年來(lái)表示的。出廠(chǎng)再怎么準確的電阻，如果老化大，那么很快就變了，也就失去高準確的意義了。

　　初始調整誤差，這個(gè)其實(shí)不太重要，知道偏差是多少，只要不變就沒(méi)關(guān)系，測量時(shí)可以修正。因此，在本文里沒(méi)做進(jìn)一不討論。

　　對于精度不太高的電阻，我們可以不分，籠統的說(shuō)某電阻精度是多少。比如0.1%精度的電阻，就是一個(gè)綜合誤差，實(shí)際上是說(shuō)，在常溫下（比如10℃-35℃）、1年之內，包括所有的誤差，應該仍然能保證電阻在0.1%之內。

　　但是，對于要求高的地方，電阻的具體特性將被測試，這樣才好選用。本文就將把常見(jiàn)的高精度電阻器按照溫度系數和老化兩個(gè)指標做一描述。

　　常見(jiàn)的精密電阻有三類(lèi)：金屬膜電阻、線(xiàn)繞電阻和塊電阻。

　　金屬膜電阻是最常見(jiàn)的，但好一些的為精密金屬膜電阻，特點(diǎn)是溫度系數不大，阻值比較穩定。但由于膜比較薄因此相對脆弱一些，螺旋切割和壓接部分容易出問(wèn)題。

　　線(xiàn)繞電阻也是很常用的，甚至一度是高準確設備的主打電阻。采用的電阻絲材料現在有三種：

　　--康銅，比較古老，耐熱但溫度系數不太好，與銅的熱電動(dòng)勢較高。

　　--錳銅，有精密錳銅，盡管熱但溫度不太高但溫度系數很小，與銅的熱電動(dòng)勢小，是廣泛采用的線(xiàn)繞電阻材料。

　　--Evanohm，被翻譯成埃佛諾姆，是一種鎳鉻鋁銅合金，也可以簡(jiǎn)稱(chēng)鎳鉻電阻合金，溫度系數最小，材料比較硬，焊接性能不太好。

　　塊電阻，又叫金屬箔電阻，國外廠(chǎng)家以Vishay為代表，是在陶瓷基片粘上合金電阻層然后無(wú)感光刻，不僅采用了鎳鉻電阻合金材料，而且陶瓷襯底做進(jìn)一步溫度補償，使得溫度系數非常小，很多能做到《1ppm/℃。國產(chǎn)的型號為RJ711，性能差一些。

　　以下為精密電阻分類(lèi)特性圖，基礎數據是基于自己多年的收集、積累、測試整理而成。橫軸為溫度系數，縱軸為老化率，因此，任何一個(gè)電阻都可以在這圖有一個(gè)位置，越靠近左下角表明電阻越好。

　　下面分別對這些典型電阻做一介紹。

　　普通金屬膜電阻，體積一般比較小，電阻膜比較薄，溫度系數和老化一般，除了高阻（》1M）和低阻抗（《5）以外，1%可以保證。

　　綠袍電阻。這是對80年代中后期出現的一種金屬膜電阻的稱(chēng)呼，因為外觀(guān)呈深綠色而得名，見(jiàn)于MF12和MF14萬(wàn)用表中。但根據自己的實(shí)測，性能一般，老化、偏差和溫度系數都與紅袍電阻相差很大。

　　紅袍電阻，代號RJJ，高穩定低溫度系數精密金屬膜，體積大，性能很好，經(jīng)過(guò)自己的測試，多年的電阻，老化很少有超過(guò)0.5%的，溫度系數都在30ppm/℃左右。請注意，紅袍電阻還有一種是普通精度的，代號RJ，性能一般。

　一般線(xiàn)繞電阻，采用錳銅或康銅電阻絲，非密封（只上漆），由于線(xiàn)徑一般比較粗因此老化指標不錯，但溫度系數不算太好，一般是15ppm/℃到35ppm/℃之間。

　　精密線(xiàn)繞，電阻絲一般采用精密錳銅，密封后穩定性得到提高，實(shí)際測試了大量的0.01%電阻，絕大多數數年后仍然能保持在0.02%之內。溫度系數也因為選材和工藝達到較高水平，大約是5ppm/℃到20ppm/℃之間。新品價(jià)格大約5元/只。

　?。硗?，國產(chǎn)還有一種高密封線(xiàn)繞，穩定性更好一些）

　　低TC（溫度系數）線(xiàn)繞電阻，常見(jiàn)于老式國外（比如Fluke）各種精密儀器中，采用鎳鉻電阻合金，溫度系數非常低，一般在1ppm/℃到5ppm/℃之間，有的電阻每一只都標明了實(shí)測溫度系數。老化也不大，基本在20ppm/年之內，二手價(jià)格大約10元/只。這樣的電阻進(jìn)行標定后，可以作為一般標準電阻來(lái)用。

　　全密封線(xiàn)繞，電阻絲材料同上，但采用金屬殼密封（引線(xiàn)是后焊接的）完全杜絕了潮濕和氧化因此穩定性很高，達到8ppm/年左右，溫度系數也大多在1ppm/℃之內，廣泛用于老一代高等級計量?jì)x器和標準電阻中，我有一篇專(zhuān)門(mén)的文章做過(guò)詳細介紹。二手價(jià)格大約50元/只。

　　塑封塊電阻。由于采用鎳鉻電阻合金和補償技術(shù)，溫度系數可以做的非常低，甚至《1ppm/℃。但該電阻由于密封不太好因此老化特性不是很好，只能保證25ppm/年，典型值12.5ppm/年。新品價(jià)格約50元/只，二手約20元/只。這樣的電阻也常常被音響發(fā)燒友采用，因為除了上述特性外，還具備超低噪音和無(wú)感等優(yōu)良特性。

　　金封塊電阻，這是目前最高等級的電阻，內部結構同上但采用金屬陶瓷密封（外形類(lèi)似晶振），徹底杜絕外界老化因素，同時(shí)零溫度系數技術(shù)使得溫度系數達到很難測量出來(lái)的程度。老化典型值2ppm/年，有的達到0.5ppm/年以下。新品價(jià)格大約400元/只，西方國家對我國實(shí)行封鎖，嚴禁進(jìn)口用于軍事目的，連8位半的萬(wàn)用表3458A也僅僅用了一只（做內部標準電阻）。

　　應該看到，即便是同一類(lèi)的電阻，不同廠(chǎng)家、不同時(shí)代的產(chǎn)品，差別也很大，這里只是盡量找一個(gè)典型的范圍而已。

　　附：指針萬(wàn)用表最好用什么電阻呢？

　　選擇電阻要看萬(wàn)用表的等級，一般采用等級的1/4或1/5，比如2.5級的選0.5%，1級的選0.2%或0.25%。

　　線(xiàn)繞的是最好的，穩定而且溫度系數小，但阻值高的很難做，因此大部分是低阻值的用線(xiàn)繞。唯一見(jiàn)有5M電阻仍然用線(xiàn)繞的是MF35。

　　電壓測量檔等需要3M到5M的高阻值電阻，一般只能選金屬膜的。而高阻高精度的金屬膜也比較難，需要高阻膜（這樣穩定性可能要變差）、大體積。傳統的紅袍RJJ精密金屬膜是很合適的。業(yè)余條件下如果很追求性能，可選用6環(huán)1M金屬膜0.1%的電阻多個(gè)進(jìn)行串聯(lián)。