Współczynnik temperaturowy rezystancji w pomiarze prądu

Podwyższona konstrukcja

Części zacisków Kelvina nie ograniczają się do płaskiej konstrukcji. Komponenty WSK1216 i WSLP2726 są przykładami rezystorów, w których zastosowano podwyższoną konstrukcję. Celem jest zaoszczędzenie miejsca na płytce, przy jednoczesnej maksymalizacji części rezystancji, którą zapewnia stop oporowy o niskim współczynniku temperaturowym rezystancji (TCR). Kombinacja maksymalizacji elementu rezystancyjnego i zakończenia Kelvina pozwala uzyskać rezystor o niskim współczynniku temperaturowym rezystancji (TCR) przy bardzo niskich wartościach rezystancji (zaledwie 0,0002Ω), małej powierzchni i wysokiej mocy znamionowej.

Konstrukcja platerowana a spawana

Zaciski skonstruowane przez nałożenie cienkiej warstwy miedzi na element rezystancyjny również wpłyną na współczynnik temperaturowy rezystancji (TCR) i powtarzalność pomiaru. Cienką warstwę miedzi można uzyskać poprzez konstrukcję platerowaną lub galwanizację. Platerowaną konstrukcję uzyskuje się poprzez walcowanie razem arkuszy miedzi i stopu oporowego pod ekstremalnym ciśnieniem w celu utworzenia jednolitego połączenia mechanicznego między tymi dwoma materiałami. W obu metodach konstrukcyjnych grubość warstwy miedzi wynosi zwykle kilka tysięcznych cala, co minimalizuje wpływ miedzi i zapewnia lepszy współczynnik temperaturowy rezystancji (TCR). Kompromis polega na tym, że wartość rezystora zmieni się nieznacznie po zamontowaniu na płytce, ponieważ cienka warstwa miedzi nie pozwala na równomierny rozkład przepływu prądu przez stop o wysokiej rezystancji. W niektórych przypadkach zmiana rezystancji po zamontowaniu na płytce może być znacznie większa niż wpływ współczynnika temperaturowego rezystancji (TCR) pomiędzy porównywanymi typami rezystorów. Więcej informacji na temat konstrukcji platerowanych można znaleźć pod adresem https://www.vishay.com/doc?30333.

Kolejny czynnik konstrukcyjny może odgrywać niewielką rolę w charakterystyce współczynnika temperaturowego rezystancji (TCR) rezystora, ponieważ właściwości miedzi i stopu oporowego mogą się kompensować, zapewniając bardzo niską charakterystykę współczynnika temperaturowego rezystancji (TCR). Aby zrozumieć pełną charakterystykę działania, konieczne mogą być szczegółowe badania współczynnika temperaturowego rezystancji (TCR) dla konkretnego rezystora.

Współczynnik temperaturowy rezystancji (TCR) w zastosowaniach (otoczenie i przyłożona moc)

Chociaż współczynnik temperaturowy rezystancji (TCR) zwykle rozpatruje się pod kątem tego, jak rezystor zmienia się w zależności od warunków środowiskowych lub otoczenia, należy wziąć pod uwagę inny wymiar - wzrost temperatury spowodowany przepływającą mocą. W wyniku przepływającej mocy rezystor nagrzewa się ze względu na zamianę energii elektrycznej na cieplną. Ten wzrost temperatury spowodowany przepływającą mocą jest również składnikiem związanym ze współczynnikiem temperaturowym rezystancji (TCR), czasami określanym jako współczynnik mocy rezystancji (PCR).

Współczynnik mocy rezystancji (PCR) stanowi kolejny aspekt zależny od konstrukcji, która opiera się na przewodzeniu ciepła przez element lub na wewnętrznym oporze cieplnym, Rthi. Rezystor, który ma bardzo niską rezystancję termiczną na płytce o wysokiej przewodności cieplnej pozwoli utrzymać niższą temperaturę rezystora. Przykładem może być rezystor WSHP2818, w którym duży miedziany zacisk i wewnętrzna konstrukcja zapewniają bardzo wydajną termicznie konstrukcję, co oznacza, że temperatura nie wzrośnie znacząco w stosunku do przyłożonej mocy.

Nie wszystkie arkusze danych są tworzone jednakowo

Porównywanie specyfikacji wielu producentów może być trudne, ponieważ istnieje wiele sposobów prezentowania współczynnika temperaturowego rezystancji (TCR). Niektórzy producenci wymieniają współczynnik temperaturowy rezystancji (TCR) elementu, który jest tylko częścią ogólnej charakterystyki produktu, ponieważ wpływ zakończeń jest ignorowany. Najważniejszym parametrem jest współczynnik temperaturowy rezystancji (TCR) komponentu, który uwzględnia wpływ zakończeń, czyli to jak rezystor będzie działał w konkretnym zastosowaniu.

W innych przypadkach charakterystyka współczynnika temperaturowego rezystancji (TCR) będzie prezentowana dla ograniczonego zakresu temperatur, np. od 20°C do 60°C, podczas gdy inne mogą przedstawiać te charakterystykę w szerszym zakresie roboczym, np. -55°C do +155°C. Kiedy porówna się takie rezystory, rezystor z parametrami określonymi dla ograniczonego zakresu temperatur będzie się wykazywał lepszymi parametrami niż rezystor z szerszym zakresem. Współczynnik temperaturowy rezystancji (TCR) jest zwykle nieliniowy i gorszy w zakresie temperatur ujemnych. Dostępne mogą być szczegółowe krzywe współczynnika temperaturowego rezystancji (TCR) specyficzne dla określonej konstrukcji rezystora i wartości rezystancji, ułatwiające projektowanie. Skontaktuj się z firmą Digi-Key lub Vishay Dale pod adresem www2bresistors@Vishay.com.

Wykresy na ilustracji 7, ukazują nieliniową charakterystykę współczynnika temperaturowego rezystancji (TCR) i ilustrują, jak dużą różnicę może wykazywać ten sam rezystor w innym zakresie temperatur.

Ilustracja 7: Przykład nieliniowej charakterystyki współczynnika temperaturowego rezystancji (TCR) i prezentacja różnicy charakterystyk rezystora w różnych zakresach temperatur. (Źródło ilustracji: Vishay Dale)

Jeśli w arkuszu danych podano współczynnik temperaturowy rezystancji (TCR) dla zakresu wartości rezystancji, mogą być dostępne lepsze parametry. Najniższa wartość rezystancji w danym zakresie wyznacza granicę zakresu ze względu na wpływ zakończeń. Rezystor o najwyższej wartości rezystancji w tym samym zakresie może mieć współczynnik temperaturowy rezystancji (TCR) bliższy zeru, ponieważ większa wartość rezystancji pochodzi ze stopu oporowego o niskim współczynniku temperaturowym rezystancji (TCR). W przypadku grubej warstwy jest to kombinacja zawartości srebra w warstwie oporowej i wpływu zakończenia. Inną kwestią wymagającą wyjaśnienia w odniesieniu do tego porównania wykresów jest to, że rezystory nie zawsze charakteryzują się takim kątem nachylenia, ponieważ niektóre charakterystyki mogą być bardziej płaskie, co zależy od interakcji współczynnika temperaturowego rezystancji (TCR) dla obu materiałów dla wartości rezystancji.

PORÓWNAWCZA LISTA KONTROLNA

Ta sekcja z założenia ma stanowić przewodnik porównawczy jednego współczynnika temperaturowego rezystancji (TCR) z jednego arkusza danych z innym w oparciu o szczegóły przedstawione w niniejszych uwagach dotyczących zastosowania.

1. Czy konstrukcje rezystorów są podobne?
2. Czy zacisk ma konstrukcję platerowaną, galwanizowaną czy jest z litej miedzi?
3. Czy w arkuszu danych podano współczynnik temperaturowy rezystancji (TCR) stopu oporowego czy parametr wydajności współczynnika temperaturowego rezystancji (TCR) komponentu (całkowity)? Nie zawsze jest to łatwe do ustalenia
4. Zakres temperatur
5. Czy zakres temperatur dla określonego współczynnika temperaturowego rezystancji (TCR) jest taki sam, na przykład od 20°C do 60°C, czy szerszy?
6. Czy podana wartość współczynnika temperaturowego rezystancji (TCR) jest porównywalna dla wszystkich wartości rezystancji?
7. Czy zastosowanie w projekcie zacisku Kelvina przyniosłoby korzyść i pozwoliło osiągnąć lepszy współczynnik temperaturowy rezystancji (TCR)?
8. Czy potrzebujesz bardziej szczegółowych danych do swoich projektów? www2bresistors@Vishay.com

Literatura:

(1) Źródło: Zandman, Simon, & Szwarc Resistor theory and technology 2002 str. 23-24

Dodatkowe zasoby

1. Omówienie: Rezystory do pomiaru prądu Power Metal Strip® przeznaczone do montażu powierzchniowego

Autor: Vishay Intertechnology, Inc.

Źródło ©: www.digikey.pl

Kontakt w Polsce

Arkadiusz Rataj

Sales Manager Central Eastern Europe & Turkey

Digi-Key Electronics Germany

0048 696 307 330

arkadiusz.rataj@digikey.com

poland.support@digikey.pl