原创 电阻的精度详细分析

2010-2-16 15:07 1880 5 8 分类: 消费电子

在最坏情况分析中,电阻的精度应该如何考虑?

首先我们借鉴一下Ray Kendall, P.E.的介绍:
Linear parts
Linear parts, including resistors, capacitors, and inductors, have a single primary characteristic to model. Different factors affecting the worst case value are usually considered to be independent of one another (temperature is independent of tolerance, etc.). Statistical mathematics shows that the most realistic way to combine the effects of independent factors is by using the root-sum-square (RSS) method instead of just summing them. The RSS method can be applied by the following formula, where T represents the calculated worst case tolerance due to all factors and t1, t2, t3 etc. represent the independent tolerance factors due to initial tolerance, temperature, aging, etc.

1.jpg


其中可以把Tol认为是标称的精度,温度误差为独立的误差,其他的误差都是和制造 和使用环境有关的,属于不确定因素
下面来看一个例子:

2.jpg


因此我们在预计,实际的误差最大应该是多少,有哪些部分是可以通过校验去除的,有 哪些可能短时间内变化,有哪些在长期变化。

 

美国军标中关于电阻的精度定义如下,我觉得可以修正一下。

3.jpg


实 际上我对以上的算法有所怀疑的,因为本身TC的定义是和温度成比例的。
以KOA的RK73H为例,我觉得可以修正一下,加入温度循环和脉冲冲击, 还有焊接带来的误差。

4.jpg


这 里的误差可以分几部分:
1.出厂既有的误差:
初始误差,这个分布一般按照正态分布的,形状大概如下:

5.jpg


第 二部分是模块出厂后的误差,包括
焊接误差,高温暴露这两项,因为在加工的时候不可避免的要暴露在高温下。
第三部分是老化和环境引起误差, 模块在使用过程中逐渐积累的,包括寿命,潮湿,低温运行,短时间过载,热冲击,脉冲干扰,温度循环,这部分是无法控制的。
第四部分就是温度系数, 因为它是随着环境温度改变的。

我们可以发现,第一部分和第二部分都是可以在模块出厂校正的时候读取的。最简单的一个方法,如下图所示:

6.jpg


在常温下,5VLDO的输出比较稳定,且MCU的漏电流较小,因此通过固定电压的 采集,可直接取得电阻的配对精度。

7.jpg


我们可以发现,实际上经过校正后,相当一部分的误差被校正了,所以实际的误差相对要 小很多。且如果用极端值去考虑的话,我们也需要把温度作为独立的参数去考虑,而不是将最高温度和最低温度下的误差混在一起。
不过这样做的结果就是 运算和公式复杂了很多,可能不一定能很快速的得出结果。

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文章评论3条评论)

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用户1012555 2010-6-23 08:05

现象是这样,怎么办呢?

用户1522876 2010-3-22 14:45

good

用户1289612 2010-3-22 12:59

非常好,欢迎这样的文章,确实能让我有所提高

用户1201772 2010-3-22 09:25

hao
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