打算做几只标准电阻，请各位看看可行性

原帖由 lymex 于 2007-5-30 11:02 发表
热偶是线性的还是平方特性的还是什么特性的并不重要，只要单调就可以。
792A的原理是同时输入交流和等有效值直流，只要热平衡，则输入交流的有效值就等于参考直流的有效值。 ...

老兄,我提供一些资料,把热有效值的转换技术来个综述如何?

很不错的建议啊。

写综述太难了，而且我对热转换不太熟悉，要写只能先按照一个简介写。
无论如何可以先发给我看看：lymex@sina.com
谢谢！

看看中国计量科学院的不确定度是多少啊？

可行，但是电阻数量太多了一点吧？是不是对体积会造成影响？

中国计量科学院的电阻实物基准是国家副基准，不确定度是0.1ppm。但他们有量子基准，可以更好。要是去检定，人家也不可能直接用副基准给你检，最多给用工作基准，不确定度降低为0.5ppm。而我去送检也不会去拿这个，而是另外的传递基准。
（http://www.gfjl.org/thread-8327-1-1.html）

数量的确多了些，但多的好处是更稳定，单个变化而引入的总体变化减少到1/N。我其实还是用原来的外壳和原来的低热电势接线柱，只改变接法，固定使用，体积无问题。

放假期间，彻底拆了我的第一个752A，并做了计划中的电阻。
计划制作10k、100k和1M各一只，采用多只120k电阻串并联的方式，以期得到更好的稳定性和可预测性。仍然利用原来752A的内壳，安装在一个机壳里。       
        10k用12只120k并联，其中一个是119.8k，再串联一个线绕电阻进行微调
        100k用两组4只并联和一组3只并联，其中一个是119.8k，再串联一个（实际上为一组）电阻进行微调
        1M采用8只120k串联（960k），再串联一个3只120k的并联（40k）
1、先对752A里面的57只120k电阻进行测量。测量时采用3458A的100k档，并与SR104进行对比。由于100k档最多只能读到120k，稍有偏大则超界，因此测量时并联了一个9.9M，权重只有1.2%，最后减掉
2、计算。先计算因并联9.9k的变化，然后计算年老化。由于这些电阻已经过了23年，老化数值已经有很长积累，因此老化即便不大也可以轻易的发现出来
3、匹配。一共需要34只120k电阻，可以从容的在57只中挑选最好的和最合适的进行匹配，做到温度系数均<0.1ppm/C，老化不大于1.5ppm/年。
计算和匹配都是在Excel里面进行。

4、电阻体内壳的制作
原752A内部是大约10个120k成为1组，一共有4组，每组用比较厚的铝板（3mm厚基板和1.6mm上盖）进行电磁屏蔽和均热/热沉，这非常好，仍然加以利用。但原来的上盖为了安装方便留有耳朵，要去掉。右边的是没有去掉的，左边的已经去掉。

5、制作10k电阻单元。按照匹配计划从A-12单元拆掉不合适的3只电阻，补充进来5只。从接线上可以看出，12个120k都改成了并联，其中一个120k先串联了一个线绕后再并联。焊接时，尽量快速，并且用了两把沾了水的钳子夹住管脚，焊完后风冷，以便让电阻尽量少受热冲击。根据计算，这个10k电阻的温度系数是-0.04ppm/℃，老化为+1.0ppm/年。

6、制作100k电阻单元，11个电阻采用串并联，其中一个先串联了一阻0.1%的小电阻以便精确调整阻值。这组小电阻的权重很小，变化0.1%也对整体产生不到0.1ppm的影响。O1和O2是引线点（背面），有两组连接是在背面进行的。另外可以看到，为了进一步绝缘，电阻下面垫了一层透明绝缘物。事实上，原来的752A由于电阻也很高，已经充分考虑了绝缘，比如接线柱都和导线全是聚四氟的。但恐怕电阻的外壳金属与内部电阻体绝缘不够才采取此法。

7、制作1M电阻单元，采用8个120k串联（960k），再用3个120k并联成40k串联上去。选择这最后3个电阻使得整体正好为1M，因此没用补偿电阻。可以看到，为了充分绝缘，下面垫上了0.5mm厚的聚四氟，上面也一样。

8、电阻单元装配。三个电阻用螺丝和接线柱稳固的装配到一起，壳体是相通的，再把底座装上，也是相通的。但是，为了可靠的屏蔽，这部分应该悬浮起来与电阻和机壳都绝缘。因此，底座是从原来752A上面锯下来的一部分，上有绝缘螺丝座，与外壳固定后为电器绝缘。

9、装入成品金属机壳，并在六面填充绝缘绝热材料。这样做的好处是，外界温度的短暂变化（比如空气扰动）对内部温度影响很小。铝是热容很大的材料（比同重量的铜要大几倍），再加上隔热，因此温度将滞后很多。这样的做法只有在SR104内发现过。左下绿线为机壳引线（Case/Chassis/Ground），右下黑线接电阻体的内壳为保护（Guard）。

10、制作面板。这部分其实很费力气，划线、钻孔、扩孔、安装接线柱。还没有做标记，左边4个接线柱为10k，然后4个是100k和2个1M，最后两个是Guard和Case。
由于原来面板为铁板/钢板（这很好，可以防护磁场），厚度一般，因此增加了一层铝板，这样导热和均温好，减少温度梯度从而减少热电动势。
接线柱采用业界最高标准，镀金铜碲合金材料，Guildline生产。
引线是原来752A用的，是直径0.63mm单芯镀银铜线，外敷聚四氟乙烯绝缘。

11、成品。体积为225(W)x96(H)x187(D)，重量2660g。
初步测试结果，一切正常。
未来，还要加两个接线柱，内部增加热电偶，以便更准确的测量内部温度。
至于标准电阻最重要的三个参数：年老化、α和β温度系数，需要漫长的测试时间。我现在用Excel弄了一套方法，可以从一系列测量数据中，通过二元二次回归（实际上最后简化成三元一次回归），计算得到这三个参数。

12、后记，采用多个电阻串并联的优势：
A、温度系数可以后匹配，而且可以做到很小。一般来讲，一个电阻生产出来后，温度系数就不变了，有多大就是多大，想改小也不行。利用多个电阻串并联，就可以减少温度系数。比如有4个10k的，温度系数分别是-1、-2、+2和+2（单位是ppm/℃），那么，两串两并以后，温度系数就是之和的+1吗？不是的，通过计算，是+1的1/4即0.35ppm/℃。因此，选择10个一样的电阻，似的其温度系数之和为<1ppm/℃，实际理论温度系数就可以减少到0.1ppm/℃以下。
B、噪音可以减少。尽管线绕电阻的噪音比较小，但对于精密计量来将，噪音的表现在于读数的波动，越小越好。理论上，4个电阻进行串并联就可以把噪音减少到原来的1/2，9个串并联就可以把噪音减少到原来的1/3。
C、可预测性大大提高。所谓可预测性就是老化已知。电阻的老化其实不可怕，可怕的是我们不知道电阻究竟老化有多大。如果老化的方向和大小都是已知的，那么很容易在测量时给减去。这就是为什么国内外高准确度计量时一定要进行长期考核的原因。多个电阻的串并联，将大大减少因某个电阻的变化而导致的不确定性，大家成了一个整体，步调一致的向前走。
D、任何单个电阻的偶然微小变化，在整体上减少为N分之一（N=电阻串并联数目）。

当然，多个电阻的串并联的劣势是体积/重量/价格。但是，当单个器件已经做到极限，采用老化、筛选、匹配后，外部串并联几乎是唯一提高性能的方法了。


13、实际计量仪器采用串并联的例子：
A、Fluke 742A-10k，国内卖到3万多的电阻，计量常见/常用，内部采用4只39.992k并联，其中一只串联了一个小线绕进行微调。
B、Fluke 752A分压器，采用很多串并联的例子。比如3.6M是采用30只120k串联、120k本身是采用4只120k串并联（图见上面）。
C、Fluke 720A KVD是误差不大于0.1ppm的分压器，内部油槽里每个10k电阻，是近2.5k的电阻4只串联而成。

（续）实际计量仪器采用串并联的例子：
D、Fluke 5450A电阻校验仪，尽管指标不算很高，但仍大量然采用了串并联。
E、Datron 4902S分压器，整个分压是由100个单元组成的，而每个小的分压单元采用两个电阻并联。
F、esi SR1010电阻转移标准，里面是12只同阻值的电阻，可以在外部进行串并联。
G、国外某实验室自装的分压器，里面采用了大量的（厚膜？）电阻进行串并联。
H、我从一个人手里买了80多只Fluke 19.999k 0.005%线绕电阻，每一只都测量了温度系数并印在电阻上。这人说是从一个Fluke仪器里面拆下来的，是多个串并联。可惜我现在也不知道这是Fluke的什么仪器。


当然，采用多个电阻串并联的另外好处，是：
---可以提高耐受功率和减少发热（发热对标准电阻是致命的）
---对于高压电阻或高压分压，可以减低每只电阻的耐受电压，减低电压系数
---高阻抗的情况下，由于高阻电阻很难做好，采用多只较低阻抗的多只串联可以减少此矛盾。
---低阻抗的情况下，由于低阻电阻很难做好，采用多只较高阻抗的多只并联可以减少此矛盾。

[ 本帖最后由 lymex 于 2007-10-1 16:57 编辑 ]

汗
烧的可以
什么都拆了
现在自己做了
这样下去，怎么得了
10月中旬去大连开会哈哈。。不过是热工的

老大,你是一个真真的全才,频率、电阻、数表、基准电压源你的搞的好的一塌糊涂。真的是无底投地，有机会到大连要和你好好聊聊。

谢谢谢谢，非常欢迎admin和bgqjm来大连！
我现在家里搞的一团糟，因为重新规划，新房子在装修，专门弄了间实验室（现在与书房是合用的），到时候再上照片。

LZ 用 Vishay  VHP101 *4 做的性能更好的电阻，我觉得应该贴在这里：
http://www.gfjl.org/thread-11520-3-1.html
好强啊！ ：）

[ 本帖最后由 autopccopy 于 2008-5-11 19:38 编辑 ]

楼主能不能发一些图上来？我没见过752A，即使有估计也舍不得拆！
所以对于电阻的连接方式还是不太理解！


呵呵，看到了，对楼主的佩服简直无以复加！
我们如果有这样的标准，不要说改装了，拆开看都是舍不得的！

[ 本帖最后由 黄金戟 于 2008-4-21 23:10 编辑 ]

这个电阻测试了半年多了，把最近的测试曲线发上来。
纵向是阻值（变动），一格是1ppm。横轴是时间（月-日）。上面几根跳动的比较厉害的细线是温度曲线（每格1度）。
红粗线是IET SRX-10k，可以看到变动大体与温度相反但幅度要小，温度系数为-0.4ppm/C。
深蓝粗线是一只SR104，也有大约0.2ppm/C的温度系数
天蓝粗线是另一个SR104。
蓝粗线own5就是这个利用Fluke 752A拆机电阻做的，可见效果非常好，温度变化很小（<0.1ppm/C），老化在半年的时间内大约是0.2ppm，这样一年可以预计<0.5ppm，远超过了预期目标。
深红细线own4是利用4个VHP101制作的，效果也是非常好，温度系数约为0.1ppm/C，老化看不出来！
最下面的是Fluke 742A，尽管温度系数不大，但有一些小的波动，老化也有一些。

[ 本帖最后由 lymex 于 2008-6-15 00:21 编辑 ]

写的很好，学到很多东西，非常谢谢

我知道有一个地方可以：

NIST
www.nist.gov


他们提供1K DC Resistance 相对不确定度可以达到0.2ppm，不过收费很贵滴：1411($)
吓人吧？