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教你怎么正确核算电阻器自发热影响

教你如何正确计算电阻器自发热影响-电阻器自发热的计算是一个非常基本的概念,但很多工程师对它并不熟悉,或经常被他们忽略。

  电阻器自发热的核算是一个十分根本的概念,但许多工程师对它并不了解,或常常被他们疏忽。

  在我论述最近规划的高精度电阻式温度检测器 (RTD) 收集体系的原理时,我认识到了它的重要性。关于图 1 中的简化规划,需求考虑信号途径中电阻器自发热引起的差错,才干避免它们所导致的不期望呈现的差错级。

  

  图 1:简化的比率计 RTD 体系

  该规划针对比率计丈量规划,因而模数转化器 (ADC) 的终究转化成果直接取决于参阅电阻器 RREF的绝对值。由于 RREF上有鼓励电流经过,因而它会耗费电源并发热,然后可引起电阻改动,影响体系精确度。此外,电阻器自发热影响在电流感应或功率丈量等很多其它运用中也很重要,其取决于电阻器绝对值,由于在电阻器耗费电源时它可能会改动阻值。

  电阻器的温度系数(或 TC)规则了电阻器温度改动时电阻的改动规模。电阻器 TC 的单位一般是每摄氏度百万分之一(ppm/°C)。一个 1% 电阻器具有大约 +/-100ppm/°C 的 TC,而高精度金属箔电阻器则供给缺乏 0.1ppm/°C 的 TC。

  

  公式 1 和 公式 2 是温度从 25°C 到 125°C 改动时,怎么运用电阻器 TC 标准核算 1kΩ、±100ppm/°C 电阻器阻值 ΔRTC 改动的实例。

  一般来说,较小外表装置组件(0201、0402、0603 等)在功率耗散方面功率较低,因而具有极高的自发热系数 θSH,有时高达 1000°C/W 以上!这些较小电阻器的额外功率级一般小于 0.1W,但其温度会随功率耗散极端快速地改动。

  

  公式 3 可核算功率耗散所引起的电阻器温度增加量 ΔTSH。公式 4 将 ΔTSH 刺进公式 1 代替 ΔT,以确认 100°C/W 适度自发热和 0.5W 功率耗散状况下自发热所引起的电阻改动。

  虽然电阻器产品阐明书中一般不供给自发热系数,但一般都包括功率额外值下降曲线,您可经过该曲线反向核算出自发热系数。

  功率额外值下降曲线可在不超越最大指定温度状况下,针对环境温度规则电阻器的最大功耗。图 2 是 0.5W 电阻器的电阻器功率额外值下降曲线实例。

  

  图 2:0.5W 电阻器的功率额外值下降曲线

  您能够从图 2 的曲线中轻松确认最大作业温度 TMAX,也就是在额外耗散等于 0% 时 x 轴上的值。在所示实例中,最大作业温度是 150°C。

  别的,电阻器也不行能在 100% 额外耗散 (TMAX_PWR100%)、85°C 下作业。您可经过该温度、最大作业温度以及电阻器的功率额外值核算出针对 θSH 的值,公式如下。

  

  您现在可凭仗核算得出的自发热系数确认热增加量,然后可运用公式 3 和公式 4 核算功率耗散所引起的电阻改动。因而,您可依据电阻改动确认对终究体系精度的影响。

  因而下次再规划需求高精度电阻器值的体系时,一定要考虑电阻器自发热要素!

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