List of Precision Resistors 精密电阻排行榜



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    一个好的精密电阻,必须具备老化小、温飘小、偏差小的特点,同时最好具备可靠性高、功率余量大温升小、噪音低、串联电感分布电容小、电压系数小、焊接、振动及拉伸不容易变化等。
    当然,与基准相关的最重要的参数,是老化,其次是温度系数。因此,以下这个排名最重要的根据就是老化,其次是温度系数。至于电阻上标的是1%、0.1%、还是0.01%,这个是偏差而已,并不直接代表“精密”程度。
    “老化”是什么?老化就是长期稳定性,也就是在常温常压下,放在货架子上,经过比较长的时间(比如1年),电阻的变化。老化因此也常用每年变化多少个ppm来表示。老化因此是一个不可逆的过程,就像人衰老一样,再也回复不到原来的了。
    “温飘”又是什么?温飘就是电阻的阻值随温度而变化。由于一般的电阻温飘不大,因此常用每度变化多少个ppm来表示,这就是温度系数。假如一个电阻的温度系数是+100ppm/℃,就是温度每升高1度,电阻增大0.01%。同样,负温度系数表示电阻的阻值随温度的升高而减少。说温度系数的时候有的时候省略后面的/℃,例如某电阻的温度系数是8ppm,意思就是8ppm/℃。
    国内市场上精密电阻其实很多,但鱼龙混杂,如何分辨出那些电阻是优秀电阻因此值得考虑呢?经过自己的大量购买、测试,得到了一些结果,今天以实物图片方式进行展示、排名。当然,以下排名,纯属个人意见,偏见遗漏难免,同一类电阻,因生产时代不同、厂家不同也可能有很大差异。另外,本排名不代表任何组织或利益集团,也不对由此而引起的后果负任何责任。

    第十名:普通金属膜
    以前红袍为多,现在一般为色环。精度一般1%-5%,温度系数50ppm附近,老化都不给出,大部分能在0.1%每年之内。
    这样的电阻由于厂家众多,成本很低,被广泛使用。购买时,注意挑选大厂的,千万不要用可靠性不高的或者是碳膜的。
    其实,以前1%算精密电阻了,现在可以不算了。但为了比较,还是列了出来。
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    第九名:高精度金属膜
    国产型号RJJ,第一个J代表金属膜,第二个J代表精密的意思。以前这样的电阻大多是红色的,而且体积较大(1W或2W),所以才称之为大红袍,精度可达0.1%。以下电阻,80代表生产年代(1980年),而0.1代表精度(0.1%)。
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    现在国产的RJJ,多为体积比较小的,也为0.1%,温度系数大约20ppm之内。这样的电阻称呼为红袍就可以了,因为体积一点也不大。
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    国外品牌的我这里有Vitrohm,个人比较喜欢,也是0.1%。温度系数实际为15ppm左右(最后黄圈代表<25ppm)。老化参数未知,但一般能在100ppm/a之内。
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    当然,最好的金属膜也许是这种Vishay ptf65了,密封材料很厚、很硬,外皮光滑晶亮,防潮性能好,价格也比较贵(约8元/只)
    体积小一些的是ptf56,与常见的“蓝亮”电阻外形类似,但价格和性能都差了好几倍。ptf56有0.01%的。
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    还有一种老国产的RJJ,居然是金封的!见于老的国产MF18万用表中。
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    第八名:非密封线绕
    国产很老的RXJ绕是用电阻丝在瓷骨架上绕制的,体积较大,后来为绕在电木片骨架上的小型。
    非密封的线绕,电阻丝直接暴露在空气中,尽管生产成本低,但容易受气候影响。在国产的早期仪器和万用表中常见。
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    这里要补充一点,有关线绕电阻线,大多是用精密锰铜漆包线。锰铜线的电阻温度系数很小,电阻率比较高,是比较理想的材料。以前有用康铜的,但康铜的热电动势很大,不适合用在精密的场合。现在还有一种叫做新康铜的,成本低、但也不很适合精密场合。
    在很小阻值的情况下,有人提到是否可以用铜丝、漆包线、电线来替代?结论是不可以的,因为铜的电阻温度系数非常大,达到4200ppm/C!因此铜电阻常用来测温或补偿。事实上,纯金属的电阻温度系数都非常大,只有几款电阻合金温度系数才小,同时电阻率大,才适合做线绕电阻。

    第七名:小型密封线绕
    小型密封线绕常见用薄铝外壳,两端用环氧密封。国内的常见的型号为RXJX(老型号)和RX71(新),也有RX12立式的。电阻小,势必在相同阻值下要采用细线,这样耐受功率和特性都会受到一定的影响,但线绕毕竟是线绕,要强于金属膜,更因为体积小,因此用途广泛。
    偏差一般是0.05%到0.5%。
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    即便都是RX71,体积也可能相差很大。RJ71有1W、0.5W、0.25W和0.125W之分。
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    第六名:环氧封装线绕
    环氧封装线绕,圆柱外壳和端部一般采用玻璃丝环氧材料制作,再采用环氧胶进行密封。国内常见RX11(老型号)和RX70(新)精密电阻,功率有0.25W(常见)、0.5W(较常见)、1W(偶见)、2W、3W。这是国产最好的量产电阻了,最高能到0.01%(定做的可以到0.005%),老化没有指标但一般能在25ppm/a典型值,温度系数好的可以<15ppm/C。主要用途是各种高精密仪器。尽管上面那种立式的也是环氧封装的,但体积太小性能不如,因此没放到这里。
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    RX9-20是高阻线绕电阻,有0.5W、1W、2W三种规格,新型号是RX-78。以下电阻能在10M上做到0.02%,也是相当不容易了。但由于高阻的线非常细,要绕很多圈,因此生产成本高、废品率高,大部分厂家不愿意伺候。
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    第五名:低温飘环氧封线绕
    常见有Fluke、MC和HP的,温度系数一般<5ppm/C,大部分是1-3ppm/C,老化也不大,大约<25ppm/a。这样的电阻必须用Evanohm线材才能做到低温飘,经常能在国外的高精度的仪器中见到。Evanohm线材不仅Alpha温度系数小,更主要的是Beta温度系数超小,一般是-0.03ppm/C2,是锰铜的1/20,因此曲线弯曲小,在较大范围内温度系数变化小。
    国内电阻尽管也有标1ppm附近的,但由于采用锰铜,曲线弯曲大,不能保证宽温度范围下的温度系数。因此这个指标虚的成分很大。
    比如锰铜的Beta温度系数一律是-0.6ppm/C2,也就是说,当20度时温度系数为0,那么21度时即为-0.6ppm/C,而22度就为-1.2ppm了。因此,标称<1ppm/C的只能在很窄的温度范围才有效。
    Fluke的这样的电阻,温度系数都是后来测试然后标在外壳上,N1就是-1ppm/C,P1.5就是+1.5ppm/C
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    英国MC是老牌高精密电阻的品牌,常见于老式高精度万用表和精密仪器中,后改为VM品牌。这类电阻,尽管没标温度系数,但实测也是非常小,类似Fluke的:
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    HP和是老牌电阻生产厂,很久之前(60年代)就采用Evanohm线材。这几个红塑电阻,有40年了,仍然不超差,而且温度系数也非常小:
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    第四名:塑封金属箔
    金属箔也就是块电阻,多以方型块的方式出现因此得名,是新一代的优于线绕的电阻,代表厂家为威世(Vishay)。
    温度系数一般都在5ppm/C以下,老化保证<25ppm。
    由于是采用Evanohm金属箔、因此性能优异、噪音也非常低。用类似IC制作的光刻工艺和良好的封装技术,使得分布电容、串联电感等参数都很理想,其它特性也非常优秀。
    国产的型号为RJ711,体积稍大,性能稍逊。
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    第三名:金封线绕
    与低温飘环氧封线绕类似,但采用金属+玻璃+可伐密封,这样就完全杜绝了外界潮湿和氧化的影响,电阻材料同样采用Evanohm,老化保证<10ppm。这样的电阻曾经一度统治了高精度仪器,能在Fluke计量仪器里和7位半、8位半万用表里经常看到。
    另外,金封线绕由于成本高,一律都是低温飘的,<5ppm/C。
    金封线绕最显著的特征,一个是外壳是金属,绝缘是玻璃/陶瓷,另一个是引线处都有膨胀的焊接点。这是因为,引线是从预埋的可伐合金管里穿出来后焊接密封的。
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    同是Fluke金封,体积可能相差很大
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    MC、VM、HP、AdvTr、JRL的金封
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    当然,在所有这些金封中,我最喜欢的是从Fluke 752A里面拆出来的120k,每一个电阻有自己的编号,温度系数非常小(<1ppm/C),老化很难观察出来。我用这些电阻做了10k、100k和1M标准电阻。
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    其实,也有国产的金封线绕,老化应该不错,能在高等级的电桥和电位差计里面见到。但是,也还是因为采用锰铜的原因,使得温度系数不好。

    第二名:金封金属箔
    金属箔电阻本身性能良好,再加上金封,不仅能把温漂做到1ppm/C之内,更能保证年老化<5ppm/a,这与很多标准电阻都可以媲美了。
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    这是一个大家族,Vishay自己就有很多种,一般均以VH开头。例如这种VHP3,老化性能也是<5ppm/a
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    金封金属箔也有不少别的厂家,比如美国的RCD公司,日本的AE、TDK,还有原法国的SFERNICE(现归Vishay)的RCHK系列。
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    第一名:高稳金封金属箔
    这是威世最近几年的新成果,比如典型的VHP202Z,能把温漂做到0.1ppm/C之内,同时保证10年老化2ppm,即便加速折算下来,第一的老化也不超过0.7ppm,堪称理想电阻。这样的指标,目前只有Vishay一家能做到。
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    VHP202Z内部
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    不过,最近对202Z做的一系列测试表明,Vishay在数据表里有误导行为。
    测试了一些202Z在常温下的温度系数,大多在0.2ppm/C到0.6ppm/C之间,典型值应该0.4ppm/C,而根本不是Vishay说的那么小
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    以下是3609对一个 4.8k的202Z的实际测试,TCR=0.48ppm/C
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    当然,也有介于二者之间的,比如老一些的VHP101,老化指标保证10年2ppm,但温度系数稍微逊色一些
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    再比如这种VHA518,根据最新的数据表,老化性能也是10年2ppm
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    总结图表
    总表(点击可见清晰大图)
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    总图
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    国内电阻合金材料国家标准
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    其它电阻

    高精度碳膜电阻
    在没有金属膜电阻的时代,或者由于金属膜电阻很贵,出了很多RTL型高精度碳膜电阻。当时电阻大部分是5%或者10%的,而RTL可以达到1%甚至0.5%。
    当然,碳膜电阻的温度系数很大(一般是-200ppm到-350ppm/C),这样的电阻常见于老仪器中(比如60、70年代的500型万用表)。
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    最后,看一个不常见的电阻:Fluke 81M金封线绕。
    这个是我见过的最高阻值的单体线绕电阻了,是从Fluke 5450A电阻校准仪里拆出来的,粗细类似5号电池但稍微长一些,重12.9克。想不出到底电阻丝有多细、有多长,是如何绕的。
    如果采用0.01mm的电阻丝(不少人说这样的电阻丝是不可能的,太细),经过计算(电阻率1.33),长度要4800米才能有81M,这样的电阻丝重3g,加上漆皮要6g,已经接近整个重量的一半了。
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    与5号电池比,几乎一样粗,直径14.3mm
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    补充,最近Aeon拆了个国产的9M线绕电阻,我测试了一下,线很细,直径不到0.01mm!谁说不可能来着?
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    标准电阻属于独立使用的,不属于电阻元件,因此没在这里对比。

    再补充,81M金封电阻内部:
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