摘要：Batemika測(cè)量公司用VHP101T密封箔電阻作為內(nèi)部參照電阻提高了UT－ONE系列測(cè)溫儀的精度。每年的阻值漂移從20ppm以上降到了5ppm以下。

背景：Valentin Batagelj是Batemika的經(jīng)理和首席工程師． Batemika專攻測(cè)溫法和溫度計(jì)量。主要為校準(zhǔn)和研發(fā)實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)高精度設(shè)備和測(cè)量軟件。其主要產(chǎn)品線是UT－ONE的測(cè)溫儀系列，精度高至幾千分之一攝氏度。

產(chǎn)品關(guān)鍵詞：

VHP101T 超高精度密封箔電阻

SMR3DZ 超高精度Z箔模塑貼片電阻

面臨的挑戰(zhàn)

鉑電阻測(cè)溫儀的精準(zhǔn)溫度測(cè)量需要極精確的阻值測(cè)量設(shè)備。為了達(dá)到0．001°C的精度，0°C時(shí)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Pt－100探頭需要在阻值上達(dá)到4ppm的精度。隨著現(xiàn)代24位sigma－delta模數(shù)轉(zhuǎn)換器的出現(xiàn)，此精度的實(shí)現(xiàn)變得簡單了，而如今主要的挑戰(zhàn)是保證短期和長期的漂移。

解決方案

Batemika早前開始了讀數(shù)總精度目標(biāo)在0．01°C以下的UT－ONE系列溫度計(jì)的開發(fā)。第一代UT－ONE設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)預(yù)計(jì)的有效分辨率和短期漂移，但困于無法實(shí)現(xiàn)預(yù)期的長期漂移參數(shù)。

圖1：Batemika UT－ONE B03A 3通道測(cè)溫儀

UT－ONE溫度計(jì)讀數(shù)的測(cè)量電路是基于4線比率式配置的24位sigma－delta模數(shù)轉(zhuǎn)換器。

圖2：測(cè)溫儀的簡化測(cè)量電路

該配置的優(yōu)點(diǎn)就是電流源的精度和低頻噪音不會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。長期漂移只由參考電阻和可編程放大器決定，但同時(shí)這兩者造成的漂移又無法區(qū)分開來。在早期的設(shè)計(jì)中，參考電阻為SMR3DZ箔電阻，其負(fù)載壽命為 50ppm（70°C，2000小時(shí)額定功率下）。

客戶預(yù)計(jì)電阻的穩(wěn)定性大概在10到20ppm每年。圖3所示的長期漂移結(jié)果印證了之前的預(yù)測(cè)。長期漂移有一個(gè)一年的周期性變化，可能與季節(jié)造成的濕度變化有關(guān)。漂移沒有一個(gè)特定的趨勢(shì)，也不會(huì)隨著年份而積累。

圖3：100Ω SMR3DZ電阻下UT－ONE測(cè)溫儀的長期阻值漂移

VPG箔電阻現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)工程師收到以上長期漂移結(jié)果，建議客戶將SMR3DZ模塑貼片箔電阻替換為VHP101T密封箔電阻來提高長期穩(wěn)定性。最后，客戶拿了一份VHP101T 100Ω的電阻樣品作為評(píng)估。

該電阻被安裝在一個(gè)小金屬盒內(nèi)，為電阻提供了良好的機(jī)械和電氣保護(hù)，將它和測(cè)溫儀組合起來作為檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。

圖4所示的結(jié)果顯示了該樣品的長期溫漂小于1ppm每年。

圖4：100Ω VHP101T下的長期阻值漂移

被VHP101T的性能所驚艷，Batemika打算替換UT－ONE內(nèi)的一個(gè)部件中的參考電阻為VHP101T。超過客戶預(yù)期的是，如圖5所示的長期漂移結(jié)果有了巨大的改進(jìn)。圖3和圖5相同比例尺的坐標(biāo)讓我們清楚地看到了對(duì)比。長期漂移從大于20ppm每年減少到了小于5ppm每年。VHP101T電阻也帶來了更好的短期穩(wěn)定性和更低的初始漂移，這就為客戶的質(zhì)量控制工藝帶來了更多的信心。Batemika現(xiàn)在只用VHP101T電阻作為測(cè)溫儀中的參考電阻，甚至翻新了一眾已有的零件。

圖5：100Ω VHP101T下UT－ONE測(cè)溫儀的長期阻值漂移

這個(gè)基于VPG箔電阻現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)工程師的建議？——產(chǎn)品的內(nèi)部參考電阻換成了威世箔電阻VHP101T密封金屬箔電阻，極大地提高了整個(gè)設(shè)備的長期穩(wěn)定性并對(duì)測(cè)量結(jié)果有了大程度的改進(jìn)，再次向客戶證明了箔電阻出色的長期穩(wěn)定性。