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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Temperaturkoeffizient von Widerständen


Autor: Thomas Finke (thomas-hn) Benutzerseite
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Hallo,

in Datenblättern von Widerständen (z.B. einem 56k SMD-Widerstand) steht 
ein Temperaturkoeffizient von "+/- 10ppm/°C".

Wie muss ich denn dieses +/- interpretieren? Der Widerstand läuft doch 
bei Temperaturerhöhung entweder nach oben ODER nach unten weg und nicht 
nach oben UND unten?!?

Ich habe nun schon einige Datenblätter von Widerständen 
unterschiedlicher Hersteller angeschaut und es kommt immer dieses +/- 
vor.

Vielen Dank,

Thomas

: Verschoben durch Admin
Autor: Juergen (Gast)
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Das wird von Widerstand zu Widerstand verschieden sein.

Autor: Thomas Finke (thomas-hn) Benutzerseite
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Juergen wrote:
> Das wird von Widerstand zu Widerstand verschieden sein.

Wenn das Datenblatt aber beispielsweise für Metallschichtwiderstände ist 
(Metalle haben einen positiven T.-Koeffizienten), dann sollte ja alle 
Widerstände einen positiven Koeffizienten haben???

Autor: Bernd G. (Firma: LWL flex SSI) (berndg)
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Diese Angabe gilt für die ganze Serie eines Herstellers. Der konkrete 
Widerstand läuft immer nur in eine Richtung weg (abhängig vom 
Wertebereich, für den ein konkretes Material eingestzt wird).
Innerhalb der Serie können durchaus verschiedene Material- (Metall-) 
Sorten eingesetzt sein.

Autor: Thomas Finke (thomas-hn) Benutzerseite
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Bernd G. wrote:
> Diese Angabe gilt für die ganze Serie eines Herstellers. Der konkrete
> Widerstand läuft immer nur in eine Richtung weg (abhängig vom
> Wertebereich, für den ein konkretes Material eingestzt wird).
> Innerhalb der Serie können durchaus verschiedene Material- (Metall-)
> Sorten eingesetzt sein.

Und woher bekomme ich dann die Information wie sich ein bestimmtes 
Modell (also der von mir verwendete Widerstand) über die Temperatur 
verhalten wird?

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Thomas Finke wrote:
> Juergen wrote:
>> Das wird von Widerstand zu Widerstand verschieden sein.
>
> Wenn das Datenblatt aber beispielsweise für Metallschichtwiderstände ist
> (Metalle haben einen positiven T.-Koeffizienten), dann sollte ja alle
> Widerstände einen positiven Koeffizienten haben???

Nun hast man aber in derartigen Widerständen oft/fast immer Legierungen 
vorliegen.

Die Firma Burster spezifiert z.B. +/- 5ppm bei Zeranin

Je nach Toleranz der Legierung driften also einige Widerstände in 
Richtung höherer Werten mit steigender Temperatur.
Be ieinigne fallen die Widerstnadswerte.

Und damit es noch a bisserl komplizierter wird: Das Verhalten ist über 
eine größere Temperaturspanne nicht gleich. Du kannst  durchaus zwischen 
0...10 C positiv und 40...50 Grad Celsius negatives, also 
unterschiedliches Vorzeichen haben. Und das bei ein und demselben 
Widerstand.



> Und woher bekomme ich dann die Information wie sich ein bestimmtes
> Modell (also der von mir verwendete Widerstand) über die Temperatur
> verhalten wird?

wie wäre es wenn Du das machst was wir alle in solchen Fällen machen: 
Beim Hersteller anfragen?


hth,
Andrew

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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Bernd G. wrote:
> Diese Angabe gilt für die ganze Serie eines Herstellers. Der konkrete
> Widerstand läuft immer nur in eine Richtung weg (abhängig vom
> Wertebereich, für den ein konkretes Material eingestzt wird).
> Innerhalb der Serie können durchaus verschiedene Material- (Metall-)
> Sorten eingesetzt sein.
Hmmm, glaubst Du das selber, was Du da geschrieben hast? Erstens haben 
zumindest Metalle durchweg einen positiven TK des Widerstandes, und 
zweitens glaube ich kaum, dass an sich gleiche Widerstände verkauft 
werden, von denen die Hälfte bei Temperaturerhöhung nach oben und die 
andere Hälfte nach unten abhaut...

Materialien mit Halbleiterverhalten können einen negativen TK haben, 
aber Metalle (auch Legierungen) eigentlich nicht...

Mir persönlich ist diese Kennzeichnung ebenfalls schleierhaft...

Andrew Taylor wrote:
> Die Firma Burster spezifiert z.B. +/- 5ppm bei Zeranin
Das wäre auch eine falsche Angabe! Wo ist hier der Temperaturbezug?

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Johannes M. wrote:
> Bernd G. wrote:
>> Diese Angabe gilt für die ganze Serie eines Herstellers. Der konkrete
>> Widerstand läuft immer nur in eine Richtung weg (abhängig vom
>> Wertebereich, für den ein konkretes Material eingestzt wird).
>> Innerhalb der Serie können durchaus verschiedene Material- (Metall-)
>> Sorten eingesetzt sein.
> Hmmm, glaubst Du das selber, was Du da geschrieben hast? Erstens haben
> zumindest Metalle durchweg einen positiven TK des Widerstandes,

Reine Metalle :da paßt es.
Bei Legierungen paßt es schon nicht mehr.

> und
> zweitens glaube ich kaum, dass an sich gleiche Widerstände verkauft
> werden, von denen die Hälfte bei Temperaturerhöhung nach oben und die
> andere Hälfte nach unten abhaut...

Dein Glauben wird erschüttert: Hol Dir z.B. mal eine Katalog von Burster 
Präzisons(mess)technik. Die geben genau derartige Daten wieder.

>
> Mir persönlich ist diese Kennzeichnung ebenfalls schleierhaft...

lies s.o.



hth,
Andrew

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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Andrew Taylor wrote:
> Dein Glauben wird erschüttert: Hol Dir z.B. mal eine Katalog von Burster
> Präzisons(mess)technik. Die geben genau derartige Daten wieder.
Wenn die Daten genau so da drinstehen, wie von Dir oben wiedergegeben, 
dann ist die Firma für mich nicht ernstzunehmen... (siehe Nachtrag in 
meinem obigen Posting)

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Johannes M. wrote:
>> Andrew Taylor wrote:
>> Die Firma Burster spezifiert z.B. +/- 5ppm bei Zeranin
> Das wäre auch eine falsche Angabe! Wo ist hier der Temperaturbezug?


Die Angabe ist richtig, da es der Größtwert  der Toleranz ist der sich 
aus dem für diesen Widerstand zulässigen Temperaturbereich ergibt.
Details zur Gültigkeit, etc. kannst Du am angebenen Ort nachlesen.

hth,
Andrew

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Johannes M. wrote:
> Andrew Taylor wrote:
>> Dein Glauben wird erschüttert: Hol Dir z.B. mal eine Katalog von Burster
>> Präzisons(mess)technik. Die geben genau derartige Daten wieder.
> Wenn die Daten genau so da drinstehen, wie von Dir oben wiedergegeben,
> dann ist die Firma für mich nicht ernstzunehmen... (siehe Nachtrag in
> meinem obigen Posting)

Dann kann man Dir nicht helfen. Die Daten sind absolut korrekt.

Auch ernstzunehmende Physikquellen geben z.B. bei Konstantan
Konstantan (Cu84Ni4Mn12) ±0,04 · 10-3  den linearen Term an.

Du siehst auch hier ein wechselndes Vorzeichen.

Zeranin ist eine von der Firma  Isabellenhütte (?) weiter entwickelte 
Legierung , angelehnt an Konst.

LOL: Burster als nicht ernstzunehmende Firma. Das ist wirklich stark.


cnr,
Andrew

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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Andrew Taylor wrote:
> Johannes M. wrote:
> Dann kann man Dir nicht helfen. Die Daten sind absolut korrekt.
In dem Zusammenhang zumindest unvollständig, denn es fehlt die Angabe, 
worauf sich die +-5ppm temperaturmäßig beziehen...

Zum Thema Zeranin (und zu Deiner Beruhigung): Ich habe mir mal das 
Datenblatt des Werkstoffes angesehen
http://www.isabellenhuette.de/pdf/WIDER_LEG/DE/ZER...
Offensichtlich gibt es bei diesen Legierungen in einem bestimmten 
Temperaturbereich tatsächlich eine Verringerung des Widerstandes mit 
steigender Temperatur. Wieder was gelernt...

Autor: Bernd G. (Firma: LWL flex SSI) (berndg)
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> Wieder was gelernt...

Gute Besserung, Johannes.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Johannes M. wrote:
> Andrew Taylor wrote:
>> Johannes M. wrote:
>> Dann kann man Dir nicht helfen. Die Daten sind absolut korrekt.
> In dem Zusammenhang zumindest unvollständig, denn es fehlt die Angabe,
> worauf sich die +-5ppm temperaturmäßig beziehen...

s.o.

>
> Zum Thema Zeranin (und zu Deiner Beruhigung): Ich habe mir mal das
> Datenblatt des Werkstoffes angesehen
> http://www.isabellenhuette.de/pdf/WIDER_LEG/DE/ZER...
> Offensichtlich gibt es bei diesen Legierungen in einem bestimmten
> Temperaturbereich tatsächlich eine Verringerung des Widerstandes mit
> steigender Temperatur. Wieder was gelernt...

Schön, das Du es einsiehst. Mach Du es Nächstes Mal so: erst lesen, dann 
labern.

Autor: Ralf Ohmberger (Gast)
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Burster ist durchaus ernst zu nehmen und liefert ehrlich spezifizierte 
Produkte. Zeranin ist eine der stabilsten Legierung, diese bifilar 
gewickelten Zeranin Draht Wickel Widerstände werden hauptsächlich für 
den Bereich DC Kalibration eingesetzt sowie für Präzisionsmessungen auf 
niedrigen Frequenzen. Diese Messungen spielen sich oft im Bereich 
Raumtemperatur ab. Willst Du die Extremwerte/Eigenschaften bei 
ungemütlichen Temperaturen/Anwendungen wissen solltest Du dort mal 
anfragen. Zeranin wird als Legierung z.B. von der Isabellenhütte 
hergestellt und selbst der TK dieser Legierung ist "Chargenabhängig" 
d.h. manchmal ist ein Guss besser oder schlechter, d.h. der 
Widerstandswickler ist von der gelieferten Metallqualität abhängig. Und 
es gibt weltweit nicht viele die Zeranin als Rohmaterial herstellen. Der 
Vorteil von Wickelwiderständen ist auch man bekommt sie auf's Ohm genau 
gewickelt, was das extra kostet weis ich nicht.

Die angegebenen +/-5ppm Zeranin beziehen sich sogar auf die schlechter 
gelungenen, es sind daher oft einige besser als angegeben. Hinzu kommt 
noch selbst baugleiche Widerstände sind oft unterschiedlich zueinander 
in TK und Alterung!!!!!!!! Die besten und stabilsten davon (wochenlang) 
aus einer Serie ausselektiert und ausgealtert dienen als 
Widerstandsnormale in der Metrologie, dazu werden sie noch in mechanisch 
aufwendig konstruierten Gehäusen aufgebaut. Zeranin ist ein 
ausgezeichneter Widerstandswerkstoff in der Präzisionsmesstechnik.

Metallfilmwiderstände können je nach Wert unterschiedliche TK's 
aufweisen, zumeist jedoch nach oben, bei manchen Temperaturen/Werten 
kann es jedoch auch fallen. Die Steilheit, Alterung und das Vorzeichen 
des TK über Temperatur kann abenteuerlich sein bezogen auf höchste 
Präzision.

Die sicherste Methode um mit recht billigen Widerständen ans gewünschte 
Präzisionsziel zu gelangen ist ausschließlich selber Exemplare ausmessen 
über Temperatur und diese auszualtern. Genaue und aussagekräftige 
Datenblattangaben für jeden Wert sind selten und auch vom Hersteller nur 
mit "Beziehungen" zu bekommen, da die kaum Lust haben in ihren nicht 
veröffentlichten Messungen nach Werten zu kramen, wenn es anders läuft 
sind es positive Ausnahmen.

Das gleiche Problem hatten wir schon mit dem TK von NPO Kondensatoren, 
da hat sich der Hersteller auch schwer getan und nur begonnen Messungen 
auszugraben, da wir jährlich ettliche Rollen von seinen Produkten 
kauften.

Die einfachere aber teure Methode ist es z.B. auf Bulk Metal Foil 
Widerstände umzusteigen, die sind auch umfangreicher spezifiert aber ab 
ca. 10-15 Euro/St. geht's in den unteren Klassen erst los nach oben 
mehrere hundert auch kein Problem. Lieferzeiten ca. 6 Wochen! Als 
Normalbürger ein  ätzendes Galama die irgendwo auf den Wert genau zu 
kriegen, abtörnende Geschichte.

Dann gibt es von KOA z.B. sehr gute und kleine Widerstände in 0.1% 5ppm 
als 0603, 0805. 1206 SMD, derzeit gut drin in der 
Dünnschichttechnologie, aber fast nur über Distributoren erhältlich. Als 
Hausnummer ca. ein Euro/Stück bezogen auf eine Rolle.

Die üblichen bedrahteten 0.1% Widerstände in den 
Elektronikversandhäusern sind auch im TK gar nicht mal schlecht, 
erhältlich und bezahlbar.

Kommt halt drauf an was man genau machen will, das ist die entscheidende 
Frage.

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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Andrew Taylor wrote:
> Schön, das Du es einsiehst. Mach Du es Nächstes Mal so: erst lesen, dann
> labern.
Oh, der Herr beschuldigt mich des Laberns! Wie nett...

Du hast sicher noch nie "laut" überlegt und hinterher festgestellt, dass 
irgendwo ein Denkfehler war oder Dir ein Detail bzw. ein konkreter 
Ausnahmefall nicht bekannt war...

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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Ralf Ohmberger wrote:
> Burster ist durchaus ernst zu nehmen und liefert ehrlich spezifizierte
> Produkte.
Mein Kommentar oben war auch nicht ganz ernst gemeint und bezog sich 
(wie oben angedeutet) darauf, dass es sich selbst in solchen Kreisen 
eingebürgert hat, Einheiten teilweise wegzulassen, so dass die Werte, 
aus dem Zusammenhang gerissen, kaum noch Sinn machen...

> Metallfilmwiderstände können je nach Wert unterschiedliche TK's
> aufweisen, zumeist jedoch nach oben,
Das war auch mein Kenntnisstand (und bei den meisten Legierungen scheint 
das auch tatsächlich der Fall zu sein)

> bei manchen Temperaturen/Werten
> kann es jedoch auch fallen.
Genau, v.a. bei manchen Temperaturen. Offensichtlich tritt der 
Vorzeichenwechsel des (ohnehin schon niedrigen) TK i.d.R. in einem 
relativ engen Temperaturbereich auf, außerhalb davon überwiegt dann 
wieder der insgesamt steigende TK. Ich denke, die Kunst der ganzen Sache 
liegt darin, eine Legierung zu finden, bei der der Bereich der 
"Einsattelung" des Widerstandsverlaufs, in dem die relative Änderung 
besonders gering ist, in genau dem Temperaturbereich liegt, der für die 
Anwendung interessant ist.

Zumindest gleiche Widerstände (also aus dem gleichen Material) sollten 
sich dabei zumindest gleich verhalten, weshalb ich Bernds Aussage von 
oben, auf die sich meine erste Stellungnahme bezog, zumindest für 
missverständlich halte...

Autor: Thomas Finke (thomas-hn) Benutzerseite
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Gerade von einem Widerstandhersteller bekommen:

---------
Thank you for contacting Tyco Electronics.

You have identified an error on our specifications.
The temperature coefficient of resistance of our resistors should be 
expressed as for example 10 ppm/ deg C. with no '+/-'.
We will endeavour to correct that error in due course.
Our resistors are typically positive TCR but we do not necessarily 
specify them as such. The TCR is an indication of the stability of the 
resistor.
We do offer temperature sensitive resistors for applications requiring a 
change of resistance with temperature.
---------

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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Andrew Taylor wrote:
> Auch ernstzunehmende Physikquellen geben z.B. bei Konstantan
> Konstantan (Cu84Ni4Mn12) ±0,04 · 10-3  den linearen Term an.
Fiel mir grad noch auf: Welche ernstzunehmende Physik-Quelle nennt eine 
Legierung mit der Zusammensetzung Konstantan ? Das, was Du da angibst, 
ist Manganin. Konstantan hat einen erheblich höheren Nickelanteil (um 44 
%)! Vielleicht solltest Du doch auch mal Deine Quellen überprüfen...

> Zeranin ist eine von der Firma  Isabellenhütte (?) weiter entwickelte
> Legierung , angelehnt an Konst.
Auch das ist aus o.g. Gründen nicht korrekt (ich lasse mich gerne 
belehren, aber in diesem Fall habe ich bereits mehrere Quellen zu Rate 
gezogen, die allesamt das selbe behaupten; in diesem Falle scheinen 
sogar die Angaben bei Wikipedia zu stimmen...)

Autor: Chris B. (cbb)
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Ausgrab:

Habe eine Frage zu den TK von Widerständen.
Ich brauche zur R berechnung den ausgangswiderstand bei bsp. 20°C.
Dann des alpha (TK) und noch delta T dann kann ich rechnen.

Ich habe in einem Datenblatt für Widerstände zur Berechnung eines 
Widerstandes aber nur TK50 angegeben, was soll das bedeuten?
Wie kann ich damit rechnen?

grüße

Autor: Chris B. (cbb)
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Ok, habs gefunden.
Es handelt sich um ppm/K.
Also normal zu rechnen denke ich?

grüße

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Bei der Präzision von Widerständen wird immer vergessen, daß die 
Lötbelastung zu erheblichen Wertänderungen führen kann. Außerdem kann 
bei einer nur kurzen thermischen Überlastung bereits der Grundstock für 
erhebliche Langzeitdrift gelegt werden. Die Oberflächentemperatur sollte 
im Betrieb nicht über 40°C liegen.

Kai Klaas

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