電流采樣電阻

一、前言

現(xiàn)在手邊有兩款功率電阻，阻值5歐姆，功率5W。一種是精密電流取樣電阻。型號(hào)為 BWL。另外一種是繞線電阻。下面通過(guò)開(kāi)爾文電流夾子測(cè)量這兩款電阻的阻值，并通過(guò)熱風(fēng)槍測(cè)量它們的熱穩(wěn)定性。

二、電阻阻值

使用LCR表測(cè)量繞線電阻，電阻為5.036歐姆。再測(cè)量第二個(gè)繞線電阻，電阻為 5.030歐姆。接下來(lái)測(cè)量第三個(gè)繞線電阻，電阻為 5.019歐姆。接下來(lái)測(cè)量5W的精密電流取樣電阻。第一個(gè)電阻，阻值為 5.006歐姆。第二個(gè)電阻，阻值為5.003歐姆。第三個(gè)電阻，阻值為 5.001歐姆。第四個(gè)電阻，阻值仍然是5.001歐姆。一不做二不休，將手下第五只電阻再測(cè)量一下，阻值為 5.006歐姆。接下來(lái)測(cè)量這款小型取樣電阻。第一個(gè)電阻，阻值為 5.001歐姆。第二個(gè)電阻，阻值為5.002歐姆。第三個(gè)電阻，阻值為5.000歐姆。第四個(gè)電阻，阻值為 5.002歐姆。

繞線電阻：5.036、5.03、5.019取樣電阻（5W）：5.006、5.003、5.001、5.001、5.006取樣電阻（小型）：5.001、5.002、5.000、5.002

通過(guò)剛才的測(cè)量，可以看到 取樣電阻的阻值精度都遠(yuǎn)高于繞線電阻。而且小型的取樣電阻的精度更高，四個(gè)電阻的阻值之間，最大相差只有 2個(gè)毫歐。這個(gè)誤差已經(jīng)和所使用的 LCR 表的測(cè)量誤差基本相同了。

三、熱穩(wěn)定性

利用一個(gè)熱風(fēng)槍，對(duì)被測(cè)電阻進(jìn)行加熱。加熱溫度達(dá)到 100攝氏度左右。使用熱電偶測(cè)量電阻周圍空氣的溫度。記錄溫度上升和下降過(guò)程中，電阻阻值的變化。

測(cè)量電阻采用電流激勵(lì)方法。使用DH1766提供 50mA 恒流電流。利用 DM3058測(cè)量電阻兩端的電壓。通過(guò)電壓的變化，便可以評(píng)估電阻阻值的變化。記錄兩分鐘期間溫度上升和下降對(duì)應(yīng)的電壓變化。

首先測(cè)試?yán)@線電阻溫度引起電阻變化情況。先加熱一分鐘左右，記錄在這個(gè)過(guò)程中電阻兩端的電壓。然后在關(guān)閉熱風(fēng)槍，記錄降溫過(guò)程中對(duì)應(yīng)的電阻上電壓的變化?？梢钥吹綔囟葟氖覝厣仙?00攝氏度的過(guò)程中，電阻上的電壓變化了 0.8mV左右。

▲ 圖1.3.1 繞線電阻加熱與降溫過(guò)程中電阻的變化

??接下來(lái)測(cè)量5W精密電流采樣電阻的溫度特性。在整個(gè)加熱和降溫過(guò)程中，電壓變化了大約 0.35mV。

▲ 圖1.3.2 5W精密電流采樣電阻隨著溫度變化電壓變化

??測(cè)量小型的電流采樣電阻的溫度特性。先對(duì)電阻進(jìn)行一分鐘加熱，溫度上升到 100攝氏度。接下來(lái)關(guān)閉熱風(fēng)槍，溫度逐步下降。在此過(guò)程中，電阻仍然通過(guò) 50mA 的恒流。記錄整個(gè)過(guò)程中電阻兩端的電壓變化。它的電壓變化太奇怪了。居然隨著溫度上升，電阻兩端的電壓下降。這說(shuō)明這個(gè)電阻的溫度特性居然是負(fù)的。

▲ 圖1.3.3 小型電流采樣電阻隨著溫度變化對(duì)應(yīng)電壓的變化、

??對(duì)比三種功率電阻的溫度特性。繞線電阻和5W的電流采樣電阻都具有正的溫度系數(shù)，只有精密小型電流采樣電阻，他的溫度系數(shù)居然是負(fù)的。在溫度從室溫加熱到 100攝氏度的過(guò)程中，繞線電阻和小型采樣電阻的電阻變化比較大，而 5W的電流采樣電阻的變化只有它們的三分之一。

▲ 圖1.3.4 三個(gè)電阻對(duì)應(yīng)的溫度特性

※ 總??結(jié) ※

本文對(duì)三種功率電阻進(jìn)行了對(duì)比。通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量可以知道，專用的電流采樣電阻的精度高于普通的繞線電阻。但它們的溫度特性，說(shuō)實(shí)在的都是差不多的。通過(guò)熱風(fēng)槍的加熱，5W的電流采樣電阻溫度特性最為穩(wěn)定。而小型電流采樣電阻居然是負(fù)的溫度系數(shù)。

參考資料

[1]BWL精密電流取樣電阻: http://kwxcom.cn/PIC/201768114716734.pdf