• 【硬件】标准阻值的由来


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    1.标准电阻阻值

    为了大规模的生产电阻,国际电工委员会( IEC:International Electrotechnical Commission )在1952年决定为电阻的阻值制定一个规范,并将它们发布在IEC 60063:1963标准中。这些标准值不仅适用于电阻,同样适用于电容,电感等其他器件,这些标准值虽然在1952年才发布,但是法国军事工程师Charles Renard早在19世纪70年代就已经提出了相关的几何级数的概念。


    2.决定电阻标准阻值的关键因素

    决定电阻标准阻值的关键因素——电阻精度(误差)
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    3.电阻阻值按照线性取值

    先举个例子,比如我们想要生产一批电阻,阻值按线性增长的方式进行定义,误差是20%:
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    我们取1Ω,2Ω,3Ω,4Ω…这样几个电阻,同时计算出它的偏差范围,然后按照线性排列:

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    你会发现电阻的阻值越大,它的偏差也就越大,不同阻值的电阻之间会因为误差有重叠的部分,如上图中的3Ω电阻和4Ω电阻重叠部分的电阻我们该如何划分?

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    4.电阻阻值按照对数取值

    如果按照线性标准规定阻值,在生产制造和使用中都会带来麻烦。为了使阻值不同的电阻因误差不产生重叠,我们是否可以根据误差采取下面这种理想的阻值定义方法呢?

    我们直接以20%的误差从1Ω开始计算各个电阻的阻值,使他们在允许的误差范围内恰好“不重叠”,计算结果如下:
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    这是理想的电阻阻值,如果按照这套标准来定义标准电阻的阻值,那么现在大家看到的标准阻值表可能就是下面这个样子:
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    把这些阻值用曲线的形式表示出来:
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    很显然,这是一个指数函数,而且通过这种方法计算电阻阻值的通式很容易写出来:
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    上面通式中的1.5是根据电阻精度(误差)20%计算出来的,1是初始阻值。

    为了让标准电阻的阻值分布的更均匀,更方便记忆和使用,聪明的工程师就想到了以10为底数将指数进行N等分的取值方法。

    还是以精度(误差)为20%的电阻为例,如何等分才能最接近上面的理想情况呢?

    假设进行N等分,可以直接通过计算得出N:

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    所以说,如果我们要确定1Ω到10Ω的标准电阻阻值,就可以直接通过下面的公式计算了:
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    1. d为起始电阻值,d=1,10,100,1k,10k…
    2. N为指数等分数量,根据精度计算,N=6(20%),N=12(10%),N=24(5%),N=48(2%),N=96(1%),N=192(0.5%)…
    3. i=0,1,…,N-1

    假设我们要确定阻值在1Ω到10Ω的电阻阻值,假设误差为20%,通过上面的公式计算出的阻值为:

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    然后把它们放在同一刻度上排列:
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    通过对比计算阻值和标准阻值,我们可以发现他们基本上是一致的。

    再来看一组10Ω到100Ω之间的标准阻值的电阻分布(20%),他们的阻值基本上是覆盖了整个区域。
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    看到这相信大家对电阻标准阻值的定义有了一个清晰直观的认识,精度越高,按指数等分的越多,而且这个公式同样适用于电容,电感和其他器件。


    5.不同精度下标准电阻阻值表

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    部分图片引用自B站UP主《创客中芯》
    参考资料:https://eepower.com/resistor-guide/resistor-standards-and-codes/resistor-values/#
    标准电阻阻值表:https://www.smpspowersupply.com/Standard_Decade_Value_Table.pdf

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  • 原文地址:https://blog.csdn.net/xiaopikadi/article/details/125493457