现在手边有两款功率电阻,阻值5欧姆,功率5W。一种是精密电流取样电阻。型号为 BWL。另外一种是绕线电阻。下面通过开尔文电流夹子测量这两款电阻的阻值,并通过热风枪测量它们的热稳定性。
使用LCR表测量绕线电阻,电阻为5.036欧姆。再测量第二个绕线电阻,电阻为 5.030欧姆。接下来测量第三个绕线电阻,电阻为 5.019欧姆。接下来测量5W的精密电流取样电阻。第一个电阻,阻值为 5.006欧姆。第二个电阻,阻值为5.003欧姆。第三个电阻,阻值为 5.001欧姆。第四个电阻,阻值仍然是5.001欧姆。一不做二不休,将手下第五只电阻再测量一下,阻值为 5.006欧姆。接下来测量这款小型取样电阻。第一个电阻,阻值为 5.001欧姆。第二个电阻,阻值为5.002欧姆。第三个电阻,阻值为5.000欧姆。第四个电阻,阻值为 5.002欧姆。
通过刚才的测量,可以看到 取样电阻的阻值精度都远高于绕线电阻。而且小型的取样电阻的精度更高,四个电阻的阻值之间,最大相差只有 2个毫欧。这个误差已经和所使用的 LCR 表的测量误差基本相同了。
利用一个热风枪,对被测电阻进行加热。加热温度达到 100摄氏度左右。使用热电偶测量电阻周围空气的温度。记录温度上升和下降过程中,电阻阻值的变化。
测量电阻采用电流激励方法。使用DH1766提供 50mA 恒流电流。利用 DM3058测量电阻两端的电压。通过电压的变化,便可以评估电阻阻值的变化。记录两分钟期间温度上升和下降对应的电压变化。
首先测试绕线电阻温度引起电阻变化情况。先加热一分钟左右,记录在这个过程中电阻两端的电压。然后在关闭热风枪,记录降温过程中对应的电阻上电压的变化。可以看到温度从室温上升到100摄氏度的过程中,电阻上的电压变化了 0.8mV左右。
▲ 图1.3.1 绕线电阻加热与降温过程中电阻的变化
接下来测量5W精密电流采样电阻的温度特性。在整个加热和降温过程中,电压变化了大约 0.35mV。
▲ 图1.3.2 5W精密电流采样电阻随着温度变化电压变化
测量小型的电流采样电阻的温度特性。先对电阻进行一分钟加热,温度上升到 100摄氏度。接下来关闭热风枪,温度逐步下降。在此过程中,电阻仍然通过 50mA 的恒流。记录整个过程中电阻两端的电压变化。它的电压变化太奇怪了。居然随着温度上升,电阻两端的电压下降。这说明这个电阻的温度特性居然是负的。
▲ 图1.3.3 小型电流采样电阻随着温度变化对应电压的变化
对比三种功率电阻的温度特性。绕线电阻和5W的电流采样电阻都具有正的温度系数,只有精密小型电流采样电阻,他的温度系数居然是负的。在温度从室温加热到 100摄氏度的过程中,绕线电阻和小型采样电阻的电阻变化比较大,而 5W的电流采样电阻的变化只有它们的三分之一。
▲ 图1.3.4 三个电阻对应的温度特性
本文对三种功率电阻进行了对比。通过实验测量可以知道,专用的电流采样电阻的精度高于普通的绕线电阻。但它们的温度特性,说实在的都是差不多的。通过热风枪的加热,5W的电流采样电阻温度特性最为稳定。而小型电流采样电阻居然是负的温度系数。
BWL精密电流取样电阻: http://kwxcom.cn/PIC/201768114716734.pdf
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