半自动测量RX70精密电阻的温度-阻值关系

lasermonkey

  在某宝上买了一些0.01%精度的RX70电阻，官方给出的温度系数范围比较宽泛，感觉有必要测量一下。以5K电阻为例，和诸位老师分享一下我的测量过程。
  阻值用34465A六位半DMM做4线测量，因为手头没有可靠的温度取值方法，温度测量使用0.1摄氏度分度值的水银温度计，人工读数。每0.5度记录一次。为了确保温度计和被测试电阻等温，并控制降温速度便于精确观察，使用铝棒作为热容，温度计的水银泡用铜箔和Kapton胶带粘贴在铝棒上，缝隙填充导热硅脂。被测电阻放在铝棒槽内，引脚上套了氟塑料管绝缘。最后把整个测试装置包上泡沫片，贴好标签。

  把此装置加热到稍高于50度，在室温内降温，同时进行测量。实际测量过程中，水银线下降非常平缓，用放大镜观察刻度，很容易把读数误差控制在正负0.1摄氏度内。每当温度到达整度和半度刻度时，点击测量程序内的取值按钮，获取当前阻值。代码里硬编码了50度开始，0.5摄氏度步长的温度参数，所以只要看准温度计刻度，及时点击按钮，鼠标和手指头可靠一点儿，人肉读数引入的误差不会大于温度计本身误差和水银泡与电阻之间的温差导致的误差。

  为了对数据进行保存和绘制温度-阻值曲线，写了测量程序，使除了读温度计以外的工作统统自动化。测量程序在Jupyter下用Python编写，通过HiSLIP协议发送SCPI指令控制DMM取值（没买GPIB模块，USB线还不怎么够长，所以走LAN ）。受限于温度计最高52度的量程和室温，只测量50度到25度范围。取值完成后用matplotlib库绘制曲线。

  因为样本数量有限，黄色曲线使用B样条函数做了平滑，后面的蓝色曲线是原始数据，实际上二者几乎重叠。从图中可见，我手头上的5千欧电阻为负温度系数。在30设施度附近，温度系数为6ppm/C左右。本着一只羊也是赶，两只羊也是放的精神，测量程序里还写了把数据存入CSV文件，执行ACAL等功能。

washu

这种测试应该是全自动的。DMM 本身即可测量温度（如果不能，你应该让它能），只需要几个继电器，就能实现全自动测量。

lasermonkey

有几个电阻到货就发现超差，找老板退换过。。。

做个好梦

首席支持！实验辛苦了

puff

这个牛逼。

这么辛苦，做个恒温槽，再弄个扫描卡把

fsss007

不懂，这样靠谱吗？

lasermonkey

在DMM上测温我用的K型热电偶，3446x系列的内部测温点在前面板端子，cold junction被我装在了插头的金属柱里面，和插孔内的铜管尽可能等温。这玩意误差范围还没做过比对，不太确定，所以本次试验没有用。

lasermonkey

washu老师讲得对，需要尽可能减少人为错误。下次做类似测量时一定使用复用器或另一个取值装置。
另外，数据处理和可视化方面，matplotlib和scipy这两个库强烈建议大家使用。过几天再上一个数字示波器取样数据后处理和波形重建的帖。

longshort

光靠一层高温胶带不行，温度散失极快。加温以后应立即将整个热沉放入预先准备好的保温套中，这样才能比较从容地观察温度-阻值关系的变化。保温套可用泡沫塑料自己做一个，越厚越好。

llllllxing

精确测定了电阻的温度特性，就变成 温度传感器了，感谢分享

lasermonkey

多谢longshort提醒。有一定的隔热措施。本来在发泡纸外面还包了麦拉膜减少热辐射，但是冷却太慢。以后再做精密试验。不过以后也不见得买RX70了

lasermonkey

如图，做了保温措施。

washu

lasermonkey 发表于 2017-6-29 16:58
washu老师讲得对，需要尽可能减少人为错误。下次做类似测量时一定使用复用器或另一个取值装置。
另外，数 ...

其实如果用仪表测温还有个好处，就是你可以控温 你在空气中自然冷却，难免电阻体和温度计存在温度梯度。但你可以写一段程序，读取温度并控制电源的输出，让待测电阻保持某个温度一段时间，温度均匀后再测试，这样更好。

zodiac2

学习了，太过高端，不是我能玩的

lasermonkey

多谢各位出谋划策，有了进展我再发上来