прецизионные резисторы что это такое

Что необходимо знать о резисторах?

Резистор: кусочек материала, сопротивляющийся прохождению электрического тока. К обоим концам присоединены клеммы. И всё. Что может быть проще?

Оказывается, что это совсем не просто. Температура, ёмкость, индуктивность и другие параметры играют роль в превращении резистора в довольно сложный компонент. И использовать его в схемах можно по-разному, но мы сконцентрируемся на разных видах резисторов фиксированного номинала, на том, как их делают и как они могут пригодиться в разных случаях.

Начнём с самого простого и старого.

Углеродные композиционные резисторы

Углеродный композит в проигрывателе

Их часто называют «старыми» резисторами. Они широко применялись в 1960-х, но с появлением других типов резисторов и благодаря достаточно большой себестоимости, их использование сейчас ограничено. Они состоят из смеси керамического порошка с углеродом, связанных при помощи смолы. Углерод хорошо проводит ток, и чем больше его в смеси, тем меньше сопротивление. Провода присоединяются с концов. Они покрываются краской или пластиком, служащими изоляцией, а сопротивление и допуск обозначаются цветными полосками.

Сопротивление таких резисторов можно перманентно изменить, подвергнув их высокой влажности, высокому напряжению или перегреву. Допуск составляет 5% или более. Это просто твёрдый цилиндр с хорошими высокочастотными характеристиками. Также они хорошо переносят перегрев, несмотря на свой малый размер, и всё ещё используются в блоках питания и сварочных контроллерах.

Однако их возраст не остановил меня от использования мешка таких резисторов, купленных мною в комиссионке с целью изготовления различных сопротивлений, которые были нужны мне для моего проекта муз. проигрывателя 555. На фото как раз моя поделка.

Углеродно-плёночные резисторы

Производятся нанесением слоя чистого углерода на керамический цилиндр и последующего удаления углерода с целью формирования спирали. Итог покрывается кремнием. Толщина слоя и ширина оставшегося углерода управляют сопротивлением, а допуск таких резисторов бывает от 2%, лучше, чем у предыдущих. Благодаря чистому углероду сопротивление меньше меняется с температурой.

Температурный коэффициент сопротивления углеродно-плёночных резисторов составляет от 200 до 500 ppm/C – миллионных долей на градус Цельсия. 200 ppm/C значит, что с каждым градусом сопротивление не изменится больше, чем на 200 Ом на каждый МОм общего сопротивления. В процентах это можно выразить как 0,02%/C. Если температура изменится на 80 С, при показателе 200 ppm/C сопротивление резистора поменяется на 1,6%, или на 16 кОм.

Такие резисторы выпускаются номиналом от 1 Ом до 10 кОм, мощностью от 1/16 Вт до 5 Вт и выдерживают напряжения в несколько киловольт. Обычно используются в высоковольтных блоках питания, рентгеновских аппаратах, лазерах и радарах.

Металлическая плёнка

Металлическая плёнка делается схожим с углеродной образом, путём размещения металлического слоя (часто это никель хром) на керамике, с последующим вырезанием спирали. Согласно документации от производителя Vishay, после присоединения клемм спираль раньше обрабатывали шлифовкой, но сейчас для этого используют лазеры. Результат покрывается лаком и помечается цветовой кодировкой или текстом.

Сопротивление резисторов из металлической плёнки меняется меньше, чем у углеродно-плёночных. ТКС находится в районе 50-100 ppm/C. 50 ppm/C аналогичны 0,005%/C. Использовав аналогичный приведённому выше пример с резистором в 1 МОм, изменение температуры на 80 С приведёт в случае резистора 50 ppm/C к изменению сопротивления на 0,4%, или на 4 кОм.

Допуск у них меньше, порядка 0,1%. Также обладают хорошими шумовыми характеристиками, низкой нелинейностью и хорошей стабильностью по времени, и используются для множества целей.

Плёнка из оксида металла

Случай схож с металлической плёнкой, только обычно используется оксид олова с примесью оксида сурьмы. Ведут себя такие резисторы лучше, чем углеродные или металлические плёнки, если говорить о напряжении, перегрузках, скачках и высоких температурах. Резисторы на углеродной плёнке работают до 200 С, на металлической – до 250-300 С, а резисторы на плёнке из оксида – до 450 С. При этом их стабильность весьма хромает.

Проволочные резисторы

Производятся намоткой провода на пластиковый, керамический или стекловолоконный цилиндр. Поскольку провод можно отрезать довольно точно, номинал их сопротивления можно выбрать с большой точностью с допуском не хуже 0,1%. Чтобы получить резистор с высоким сопротивлением, нужно использовать очень тонкий и длинный провод. Провод можно сделать тоньше для меньшей мощности или толще для большей мощности. Его можно изготавливать из большого числа металлов и сплавов, включая никель хром, медь, серебро, хромистой стали и вольфрама.

Разрабатываются с прицелом на возможность работы при высоких температурах: вольфрамовые выдерживают температуры до 1700 С, серебряные – от 0 до 150 С. ТКС у высокоточных проволочных резисторов составляет порядка 5 ppm/C. У резисторов, предназначенных для высоких мощностей, ТКС выше.

Работают на мощностях от 0,5 Вт до 1000 Вт. Резисторы на несколько сотен Вт могут быть покрыты высокотемпературным кремнием или стекловидной эмалью. Для увеличения теплоотвода могут быть оборудованы алюминиевым кожухом с пластинами, работающими как радиатор.

Виды намотки

Поскольку это практически катушки, у них присутствует индуктивность и ёмкость, из-за чего на высоких частотах они ведут себя плохо. Для уменьшения этих эффектов применяются различные хитрые схемы намотки, например, бифилярная, намотка на плоском носителе, и намотка Аэртона-Перри.

У бифилярной намотки отсутствует индукция, но высокая ёмкость. Намотка на плоском и тонком носителе сближает провода и уменьшает индукцию. Намотка Аэртона-Перри, благодаря тому, что провода идут в разных направлениях и находятся близко друг от друга, уменьшает самоиндукцию и ёмкость, поскольку в местах пересечения напряжение одинаково.

Потенциометры делают на основе проволочных резисторов благодаря их надёжности. Также они используются в прерывателях и предохранителях. Их индукцию можно увеличить и использовать их как датчики тока, измеряя индуктивное сопротивление.

Фольговые резисторы

Используют фольгу толщиной в несколько микрон, обычно из никель хрома с добавлениями, расположенную на керамической подложке. Они наиболее стабильные и точные из всех, даром что существуют с 1960-х. Необходимое сопротивление достигается фототравлением фольги. Не имеют индуктивности, обладают низкой ёмкостью, хорошей стабильностью и быстрой тепловой стабилизацией. Допуск может быть в пределах 0,001%.

ТКС составляет 1 ppm/C. При изменении температуры на 80 С мегаомный резистор поменяет сопротивление всего на 0.008% или 80 Ом. Интересен способ, которым достигается подобная точность. При увеличении температуры увеличивается и сопротивление. Но резистор делается так, что увеличение температуры приводит к сжатию фольги, из-за чего сопротивление падает. Суммарный эффект приводит к тому, что сопротивление почти не меняется.

Хорошо подходят для аудиопроектов с токами высоких частот. Также подходят для проектов, требующих высокую точность, например, электронных весов. Естественно, используются в областях, где ожидаются большие колебания температуры.

Толстоплёночные и тонкоплёночные резисторы

В основном применяются для поверхностного монтажа. Плёнка в толстоплёночных резисторах в 1000 раз толще, чем в тонкоплёночных. Это самые дешёвые резисторы, так как толстая плёнка дешевле.

Тонкооплёночные резисторы изготавливаются ионным напылением никель хрома на изолирующую подложку. Затем применяется фототравление, абразивная или лазерная чистка. Толстоплёночные изготавливаются печатью по трафарету. Плёнка представляет собой смесь связующего вещества, носителя и оксида металла. В конце процесса применяется абразивная или лазерная чистка.

Допуск тонкоплёночных резисторов находится на уровне 0,1%, а ТКС – от 5 до 50 ppm/C. У толстоплёночных допуск бывает 1%, а ТКС — 50 до 200 ppm/C. Тонкоплёночные резисторы меньше шумят.

Тонкоплёночные резисторы применяются там, где требуется высокая точность. Толстоплёночные можно использовать практически везде – в некоторых ПК можно насчитать до 1000 толстоплёночных резисторов поверхностного монтажа.

Существуют и другие виды резисторов постоянного номинала, но в ящичках для резисторов вы, скорее всего, встретите один перечисленных.

Источник

ПРЕЦИЗИОННЫЕ РЕЗИСТОРЫ

В местном магазине «Радиолюбитель», к слову старейшем в городе, есть отдел, а точнее прилавок который зовётся «радиоразбор», тоже самое, что «авторазбор» у автомобилистов. Вот там и попалась на глаза неказистая текстолитовая плата, изготовленная в середине прошлого века, и уж не как не позже. Внимание привлёк резистор С5-5В-1Вт номиналом 1 кОм с допуском 0,05%.

Такой резистор захочешь, так побегаешь – поищешь, а когда нужно и не найдёшь. А тут дело случая – надо брать, цена сплошной бонус – 25 рублей. На плате ещё какие-то электронные компоненты, по виду больше похожие на конденсаторы, но маркировка не знакомая и не понятная. Ну да не в них дело.

Принёс домой, стал рассматривать и вникать. С резистором в 1 кОм всё понятно: прецизионный, постоянный, проволочный, выводной, для постоянного и переменного тока мощностью 1 Вт, с допуском по точности 0,05%. В хозяйстве очень пригодится как эталонный. Использовать по-другому недопустимая роскошь для любителя, да и не нужная. Парочка так же прецизионных, постоянных, но не проволочных С2-14 номиналом 549 кОм уже менее интересна, нет надёжи на их допуск и всё тут. Попытался разобраться с крупными компонентами в стеклянном корпусе под маркировкой МРХ, забил в поисковик и выяснилось, что это старинные прецизионные резисторы с допуском отклонения от номинала 0,5% (в этом конкретном случаеРазобрал платку на составляющие и получил, для дальнейшего использования, желаемое + кучку полезностей коих на современных платах не найдёшь.

К купленному на AliExpress китайскому мультиметру Mastech MY62 отношение было всегда двойственное. С одной стороны никаких объективных нареканий, а с другой отсутствия полного доверия к его показаниям. Мало ли они что там понаписали в приложенном паспорте – руководстве пользователя. С первого по пятый пределы измерения сопротивления погрешность измерения 0,8%, шестой 1% и седьмой 5%. А тут представился случай как минимум удостовериться в этом, имея теперь резисторы с допуском не хуже 0,5%. Причём этим резисторам можно верить.

К сожалению, проверить предел «200» (200 Ом) не представилось возможным, подходящего номинала среди резисторов МРХ нет и не будет, их выпуск начинался с 10 кОм, зато приобретённый С5-5В в 1 кОм с допуском в 0,05% на пределе «2k» показал весьма отрадный результат. Даже и не надеялся на такое.

На пределе «20k» уже резистор МРХ подтверждает точность измерения сопротивления мультиметром не хуже 0,5%.

На четвёртом пределе «200k» уже сразу три резистора разного номинала «бьют в яблочко». По сути, далее, на следующих пределах измерения в радиолюбительских конструкциях достаточно высокая точность уже и не нужна.

Вот и в подтверждение моих слов предел «2М» вместо 898 кОм выдаёт 895 кОм, недостача 3 кОм или 0,3%. Учитывая, что производитель указывает здесь 1% всё равно хороший результат.

Шестой предел «20М» ожидаемо выдаёт погрешность. Вместо 4М99 в наличии 4М96, пропало 30 кОм – 0,6%. А 8М98 недобрали 60 кОм – почти 0,7%. Но это вместо заявленных 5%.

Для справки

Прецизионные резисторы применяют в точной измерительной аппаратуре и ответственных цепях аппаратуры специального назначения, а также как элементы магазинов сопротивлений, в цепях делителей и шунтов повышенной точности и в качестве различных датчиков и нагрузок схем.

Прецизионные резисторы могут быть проволочными и непроволочными. В обоих случаях для обеспечения их высокой точности выполняют технологическую подгонку под заданный допуск номинального сопротивления. В первом случае изменяют число витков при намотке, а во втором – юстируют токопроводящий элемент, например дополнительно нарезая витки на каркасе. Чтобы обеспечить высокую стабильность прецизионных резисторов, используют разные способы. В непроволочных резисторах уменьшают перегрев токопроводящего слоя, увеличивая поверхность теплоотдачи, резисторы подвергают длительной электротермотренировке.

Очевидно что эти меры не являются наиболее рациональными, поэтому в настоящее время используется лишь ограниченное количество непроволочных прецизионных резисторов: из ранее выпущенных типов – УЛИ (углеродистые лакированные для измерительной техники) и БЛП (бороуглеродистые лакированные прецизионные) и выпускаемые в настоящее время С2-13, С2-14.

В качестве прецизионных резисторов наиболее часто используют проволочные, которые изготовляют из проволоки, имеющей положительный малый температурный коэффициент удельного сопротивления, а также не изменяющей своих свойств в процессе старения и слабо подверженной действию окружающей среды.

Основными недостатками проволочных резисторов являются довольно высокая стоимость, большие габариты и часто ограниченный частотный диапазон.

Вывод

При этом отдаю себе отчет, что измерения производил не по максимально возможному сопротивлению указанных пределов. Тем не менее есть теперь достаточно высокая степень доверия к показаниям мультиметра Mastech. Вот такую пользу уже принесли древние резисторы обладателем, которых и стал-то случайно. Автор Babay iz Barnaula.

Форум по обсуждению материала ПРЕЦИЗИОННЫЕ РЕЗИСТОРЫ

Схема устройства цветодинамического сопровождения музыки, выполненного на базе драйвера LED индикатора LM3914.

Схема автоматического контроллера включения освещения в прихожей или во дворе. Основа: CD4001B и BT136-600D.

Изучим разные типы датчиков приближения и объекты, которые они могут обнаруживать.

Источник

Прецизионные резисторы что это такое

9zip.ru Инструкции Презиционные резисторы

Проволочные прецизионные резисторы освоены промышленностью, в значительной мере разработаны вопросы их конструирования. Отметим, что проволочным прецизионным резисторам присущи некоторые недостатки — сложность технологического цикла изготовления резистивных элементов (РЭ), значительная их индуктивность и емкость. Кроме того, проволочные потенциометры обладают ограниченной разрешающей способностью и ресурсом. Эти особенности проволочных резисторов и потенциометров ограничивают их использование в ряде электронных схем и устройств.

Дальнейшее развитие электроники, радиоэлектроники и измерительной техники, повышение требований к чувствительности и точности аппаратуры потребовали значительного расширения производства прецизионных непроволочных резисторов, а также создания новых типов прецизионных резисторов и потенциометров для установки, регулирования и подстройки режимов электронных цепей.

Создание нового типа прецизионного резистора или потенциометра — это решение совокупности технических задач по синтезу проводящих и изолирующих материалов, расчету и проектированию элементов конструкции и определению оптимальных технологических режимов.

В последние годы как в нашей стране, так и за рубежом проведены научные исследования и конструкторско-технологические разработки по созданию новых видов прецизионных постоянных резисторов и потенциометров. Однако, как уже отмечалось, наиболее полно в технической литературе освещены вопросы конструирования и технологии производства проволочных прецизионных резисторов. Что касается прецизионных непроволочных резисторов и потенциометров, то можно указать лишь несколько работ, в которых частично рассмотрены технология их производства и основные электрические характеристики.

Публикации по данной теме в периодической печати носят отрывочный характер и недостаточно отражают вопросы проектирования, расчета основных электрических параметров и технологии выполнения прецизионных резисторов и потенциометров. Вместе с тем для инженерно-технических работников, занимающихся проектированием и производством прецизионных резисторов и потенциометров, необходимо иметь систематизированный материал по их конструированию, производству и применению.

Конструирование прецизионных резисторов, как и других изделий электронной техники, представляет собой многоступенчатый процесс. На каждом этапе разработчиками выполняются опытные образцы, параметры которых исследуются и сравниваются на соответствие с заданными в техническом задании на изделие. В тех случаях, когда указанного соответствия нет, производятся анализ причин отклонений параметров от заданных значений и доработка опытного образца. Это циклически повторяется до тех пор, пока изделие не станет удовлетворять поставленным требованиям. В данной главе изложены методы расчета параметров прецизионных резисторов, позволяющие оценить характеристики изделий на начальной стадии проектирования, а следовательно, и ускорить процесс конструирования.

Сопротивление является основным параметром прецизионного резистора, зависящим от конфигурации резистивного элемента (РЭ) и неподвижных контактов, электрофизических свойств резистивного материала. Если форма РЭ отличается от прямоугольной, то могут возникнуть трудности при вычислении его сопротивления.

В настоящем параграфе будет выведено уравнение, описывающее распределение потенциала в РЭ произвольной конфигурации, рассмотрены аналитические и численные методы расчета сопротивления, приведены соотношения для определения сопротивления РЭ наиболее часто встречающихся конфигураций.

Вследствие того, что наиболее широкое распространение в качестве прецизионных получили тонкослойные резисторы, все основные соотношения будут выведены для двумерного случая. Те ситуации, когда распространение результатов на объемный РЭ вызывает трудности, будут специально оговорены.

Температурным коэффициентом сопротивления резистора (ТКС) называется относительное изменение его сопротивления при изменении температуры окружающей среды на 1°С. ТКС характеризует обратимые изменения сопротивления вследствие изменения температуры окружающей среды.

Разнообразие материалов, применяемых при изготовлении презиционных резисторов, а также технологических режимов их производства обусловливают различный и сложный характер зависимости сопротивления от температуры.

Сопротивление проводящего материала и его температурная зависимость определяются концентрацией носителей тока, их подвижностью, а также структурой проводящего слоя (монокристаллической, поликристал-лической, гранулярной). Современный уровень физических представлений позволяет количественно рассмотреть вопрос о проводимости и ТКС только для монокристаллических полупроводниковых материалов, таких, как германий, кремний, антимонид индия, для остальных материалов, используемых для изготовления РЭ прецизионных резисторов, возможно лишь качественное рассмотрение, позволяющее дать рекомендации по снижению ТКС.

Новым классом потенциометров являются бесконтактные потенциометры с магнитным управлением, в которых управляющая и управляемая цепи в отличие от обычных потенциометров электрически независимы. Изменение сопротивления в такого рода приборах осуществляется за счет изменения сопротивления полупроводникового материала под действием магнитного поля. В качестве материала для РЭ потенциометров с магнитным управлением используется антимонид индия с электронным типом проводимости. Вследствие малой ширины запрещенной зоны InSb в рабочем диапазоне температур может наступить собственная проводимость, что приводит к необходимости учета температурной зависимости концентрации носителей при расчете удельного объемного сопротивления и ТКр.

Сплавы, металлы и окислы металлов используются для изготовления РЭ тонкослойных металлизированных и металлоокисных резисторов. Сопротивление металлов и сплавов в тонких пленках имеет аномально большое значение, что вызвано рядом факторов, первым из которых является, как указывалось выше, появление несовершенств структуры в процессе нанесения пленки. Во-вторых, при уменьшении толщины пленки начинает сказываться рассеяние электронов на ее поверхности.

В качестве проводящих материалов непроволочных резисторов широкое распространение получили гетерогенные многофазные системы — композиции, состоящие из компонентов (фаз) с различными проводимостями и другими электрофизическими свойствами. Удельное сопротивление и ТКр композиций зависят не только от удельных сопротивлений и ТКр отдельных компонентов и условий формирования проводящего слоя, но и от соотношения коэффициентов линейного расширения проводящего слоя и подложки. Общее удельное сопротивление композиции складывается из сопротивления проводящих частиц и сопротивлений контактных переходов между ними.

Хочешь почитать ещё про инструкции? Вот что наиболее популярно на этой неделе:
Самодельная акустическая система
Замена транзисторов Амфитона на импортные
Простой генератор звуковой частоты

Источник

SMD-резисторы: устройство и назначение

Резистор – пассивный элемент электрических цепей, обладающий определенным сопротивлением. С его помощью в электронике и электротехнике ограничивают ток или получают необходимые параметры напряжения. SMD-резисторы – это мелкие электронные компоненты, разработанные для поверхностного монтажа на печатную плату.

Содержание статьи

Ранее при сборке радиоэлектронной аппаратуры осуществлялся навесной монтаж элементов или их продевание в печатную плату через предусмотренные отверстия. SMD-резисторы изготавливаются с контактными выводами, с помощью которых крепятся непосредственно на токопроводящую дорожку электронной схемы. Процесс может быть частично или полностью автоматизирован.

Характеристики

Такие миниатюрные резисторы прекрасно подходят для поверхностного монтажа. Маркировка позволяет узнать типоразмер, мощность и сопротивление изделия.

По форме СМД-резисторы бывают прямоугольными, квадратными, круглыми, овальными, профиль – низкий. Низкопрофильные элементы размещаются на плате очень компактно и существенно экономят полезную площадь.

SMD-резисторы классифицируют по ряду параметров, таких как:

Типовые размеры SMD-резисторов

Размеры и форму этих деталей определяет нормативный документ JEDEC. На корпус наносится маркировка, которая сообщает о длине и ширине резистора в дюймах. Это наиболее распространенный вариант, используемый производителями, поставщиками, продавцами.

Например, маркировка 0804 означает, что длина детали равна 0,08 дюйма, а ширина – 0,04 дюйма. В системе СИ размеры указываются в миллиметрах. Для перевода в миллиметры дюймы умножают на 2,54. Обозначение резистора 0804 в системе СИ – 2010. Длина – 2,0 мм, ширина – 1,0 мм.

Для подбора нужного вида детали, расшифровки кодов можно воспользоваться калькулятором SMD-резисторов или специальной программой «Резистор». С их помощью можно узнать номинальное сопротивление имеющегося резистора или, наоборот, выяснить, как выглядит маркирорвка для нужного номинала.

Каждый размер SMD-резистора имеет определенную максимальную рассеиваемую мощность.

Типы маркировки SMD-резисторов

Резисторы для поверхностного монтажа – детали очень маленьких размеров, поэтому стандартная система, применяемая на проволочных сопротивлениях, для данного случая не подходит. Детали 0402 не маркируются, а резисторы остальных типоразмеров обозначаются различными, специально для них разработанными способами. Выбор конкретного варианта зависит от типоразмера и допуска.

Маркировка из трех или четырех цифр

Резисторы с допусками 2 %, 5 %, 10 % всех типоразмеров имеют обозначения, в которых первые две или три цифры характеризуют численное значение номинального сопротивления. Последняя – это множитель, показывающий, в какую степень необходимо возвести 10, чтобы получить окончательный результат. Например, 103 означает номинал 10 000 Ом или 10 кОм.

В обозначении резисторов с номинальным сопротивлением менее 10 Ом используется буква R, которая ставится на месте десятичной запятой. Например, 0R5 – обозначает номинальное сопротивление 0,5 Ом.

Маркировка из двух цифр и одной буквы

Этот вариант применяется для прецизионных (очень точных деталей с допуском по сопротивлению 1 % и менее), которые отличаются очень маленькими габаритами. Их маркируют в соответствии со стандартом EIA-96.

Такая маркировка состоит из двух элементов:

Маркировка с цифрами в начале и буквой после них может использоваться для деталей с допусками 2 %, 5 %, 10 %. Расшифровка таких маркировок осуществляется по таблицам.

Что такое SMD-резистор – внутреннее устройство

Данный прибор состоит из керамической подложки с нанесенным на нее резистивным слоем из определенного материала и контактных площадок, а также защитного покрытия (полимер, смола, стекло). Сопротивление слоя зависит от типа материала и его толщины. Разные составляющие элементы могут быть выполнены из хрома, никеля, олова, оксидов рутения, серебра или палладия, а также различных сплавов.

В конструкцию СМД-резистора входят:

Состав резистивного слоя, характер его обработки, технология нанесения на подложку чаще всего являются ноу-хау производителя и держатся в строжайшей тайне.

Применение SMD-резисторов

Такие изделия позволяют эффективно решать различные задачи:

Технология поверхностного монтажа SMD-резисторов

Монтаж поверхностных резисторов в любительских мастерских осуществляется с помощью фена, а в производственных условиях происходит в специальных печах.

Этапы монтажа деталей на плату в серийном и массовом производстве:

Качество проверяют визуальным осмотром, в ходе которого определяют отсутствующие детали и степень очистки.

Разработка и внедрение технологии поверхностного монтажа (SMT) позволили автоматизировать процесс сборки плат и ускорить его, сделать проще, дешевле и эффективней. На практике может встречаться гибрид технологий поверхностного и сквозного монтажа.

Применение резисторов поверхностного монтажа положительно сказывается на массе и размерах радиоэлектронных устройств, на их частотных параметрах.

Источник