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电阻器自发热影响分析和计算

来源:深圳市正阳兴电子科技有限公司 2017年04月20日

对于简化的比率计RTD系统的简化设计,需要考虑信号路径中电阻器自发热引起的误差,才能防止它们所导致的不希望出现的误差级。

该设计针对比率计测量设计,因此模数转换器(ADC)的最终转换结果直接取决于参考电阻器 RREF的绝对值。由于RREF上有激励电流经过,因此它会消耗电源并发热,从而可引起电阻变化,影响系统精确度。此外电阻器自发热影响在电流感应或功率 测量等众多其它应用中也很重要,其取决于电阻器绝对值,因为在电阻器消耗电源时它可能会改变阻值。

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电阻器的温度系数(或TC)规定了电阻器温度变化时电阻的变化范围。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提供不足 0.1ppm/°C 的TC。一般来说,较小表面安装组件(0201、0402、0603 等)在功率耗散方面效率较低,因此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定功率级通常小于 0.1W,但其温度会随功率耗散极其快速地变化。尽管电阻器产品说明书中通常不提供自发热系数。

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电阻器自发热影响的分析和计算

但通常都包含功率额定值下降曲线,您可通过该曲线反向计算出自发热系数。功率额定值下降曲线可在不超过最大指定温度情况下,针对环境温度规定电阻器的最大 功耗。另外,电阻器也不可能在100%额定耗散(TMAX_PWR100%)、85°C 下工作。您可通过该温度、最大工作温度以及电阻器的功率额定值计算出针对SH 的值。您现在可凭借计算得出的自发热系数确定热增加量,从而可使用公式计算功率耗散所引起的电阻变化。因此,您可根据电阻变化确定对最终系统精度的影响。 因此下次再设计需要高精度电阻器值的系统时,一定要考虑电阻器自发热因素!

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