電阻器是所有電子電路的基本元件,所以你應該詳細地予以考慮。電阻器規(guī)定有購買容差p,你可以用百分比來度量p,常見的容差實例有0.5%、1%、2%、5%和10%。購買容差保證在你得到電阻器時其阻值在標稱值之內。一只電阻器的阻值在你購買時通常接近其極限值,這是因為許多制造商在為電阻器容差嚴格分級時選擇并消除分布中心,以便按更嚴格的容差等級銷售。
在裝配過程中,諸如焊接等外部應力都會使電阻器阻值改變。因此,在完工的裝配件出廠之前,電阻器阻值變化可能會超過購買容差。因為溫度、老化、壓力、濕度、裝配、陽光和灰塵等的外部應力都會改變元件的成分、尺寸和表面特性,所以元件值在其生命周期內會不斷變化。在工作過程中元件值的變化稱為漂移容差d,也以百分比來度量。
表1示出了估算的電阻器容差。注意,購買容差是與漂移容差不相關的,因為你可以通過微調來降低或消除購買容差,而漂移容差是在正常工作時發(fā)生的,除非在測量前系統(tǒng)進行校準,否則就會引起差錯。某些電阻器的漂移容差大于購買容差。
電阻器的制造工藝和工作環(huán)境決定漂移容差。因為過大的漂移會導致廢品,所以制造商們都采用穩(wěn)定而可控的方法和抗漂移材料來制作容差嚴格的電阻器。在工廠中將漂移降低到最小的嚴格工藝和材料控制技術,在現(xiàn)場卻不能將漂移降至最小。表1中的漂移容差在-25℃~+85℃的環(huán)境溫度及合理外應力作用下是最壞情況的容差。除非制造商另有說明,溫度漂移是不可預測的,電阻器阻值可能會由于溫度的升高而增大或減小。在采用較低漂移容差之前,設計師應該向電阻器制造商咨詢。
電阻器通常用r1或r2表示。遵照這個命名法,你可以用(1±t)r1來計算最終的電阻器阻值,以得到最壞情況的電阻器阻值,其中t是用小數表示的總容差。你可以使用加/減符號,因為容差的極性取決于外部條件、制作方法、材料和內部應力。你在計算時應該假設最壞情況的容差極性。你必須將各個電阻器容差表示為正的或負的,利用無論哪一個容差都能得到最壞情況的計算結果,除非數據表說明所有的電阻器都以指定的方向漂移。在計算r1=10 kω、容差為5%的絕對最壞情況的最大值時,你應該使用(1+0.01(5)+0.01(5))r1=1.1r1=11 kω。而該電阻器的絕對最壞情況的最小值為(1-0.01p-0.01d)r1=(1-0.05-0.05)r1=9kω。
本文沒有詳細討論電容器容差的計算,你可以采用相同的方法對待電容器容差。由于各制造商用來制作電容器的方法差別很大,各類電容器之間的容差差別也比電阻器大得多。電解電容器的購買容差通常為80%,-20%,而有些玻璃電容器和npo陶瓷電容器的購買容差則為1%。一般而言,最好將所有電容器容差增大至三倍,除非制造商的產品說明書另有不同建議。這種做法從保守的角度來看是錯誤的,不過在你不了解情況時就是一種很好的判斷方法。