verschil koolstof- en SMD-weerstanden

Ik weet dat een SMD compacter is dan een koolstofweerstand, maar bij mijn voorbeeld worden deze door elkaar gebruikt.
Daarom mijn vraag, wat zijn de verschillen, buiten de compactheid? Er is namelijk plaats genoeg voor gewone koolstofweerstanden.

Alvast bedankt

maartenbakker

Golden Member

Een SMD-weerstand kan ook gewoon koolfilm zijn.

Je hebt dus eigenlijk twee losse vraagstukken in één:

- Bouwvorm (SMD, through-hole)
- Weerstandsoort (koolcomposiet, koolfilm, metaalfilm, draadgewonden)

"The mind is a funny thing. Sometimes it needs a good whack on the side of the head to jar things loose."

Nou zijn koolweerstanden (5%) niet meer echt van deze tijd. De 1% metaalfilm daartegen wel. SMD weerstanden zijn ook te krijgen in diverse cases, 1206, 0805, 0402, 0201 en zelfs 01005. De laatste valt niets aan te zien, en voelt als een korreltje zand :-)

Webshop voor Electronic Prototype | http://eProto.nl/
MAH

Golden Member

Ook al is er plaats genoeg, het is waarschijnlijk goedkoper om smd te plaatsen. Dit is natuurlijk wat afhankelijk van het product.

Every machine is a smoke machine if you operate it wrong enough

Er zijn ook verschillen in:
- werkspanning: smd-weerstanden (zeker de kleinere) zijn niet geschikt voor hoge spanningen. Daarom zie je in netvoedingen nog vrij veel through-hole weerstanden.
- max vermogen: de kleinere afmetingen van SMD-weerstanden maken, dat ze minder vermogen kunnen dissiperen dan through-hole weerstanden (al zijn er ook SMD-versies die meer vermogen kwijt kunnen)
- montage: een SMD-weerstand kan eenvoudiger en met minder productiestappen geplaatst en gesoldeerd worden, dan through-hole componenten.

Hoeben

Special Member

Zelfs in ouderwetse koolstofweerstanden zijn er nog 2 types. De opgedampte en de massieve (die branden lekker).

De composietweerstandeen van 0,5 watt konden worden "bij"geslepen. Zo heb ik eens een meter gezien uit bouwdoos van Maxwell Pannerden bij Venlo, die had een 1000 volt bereik en de meter was 1 mA volle schaaluitslag.

Weerstand dus 1 Mohm nodig, en dat was een voor de helft weggeslepen composiet van 0,5 W

Die meter schakelde ook shunts van weerstanddraad, zodanig dat als je van 1A naar 100 mA schakelde met een pertinax draaischakelaar, die verbreek voor maak was, de meter even shuntloos was

fred101

Golden Member

Je hebt mbt kool meerdere soorten, de bekendste carbon composiet en carbon film weerstanden. Dat is through hole. SMD is meestal thick of thinfilm en dat zijn "metaal" weerstanden

Als je carbon composiet (CC) bedoeld dan zitten ze waarschijnlijk op een plek waar grote transients voorkomen. Deze dingen zijn verder redelijk antiek. CC was tot de jaren 60/70 de meest gebruikte weerstand.
Tegenwoordig schijnt het ding een cultstatus te hebben bij een bepaald type audioliefhebber. Ze kunnen fors verlopen, hebben een hoog tempco en vaak een forse tolerantie. De zijn eigenlijk alleen goed om impulsen te verwerken en gedragen zich door de bouw enigzins capacitief.
Dit is natuurlijk vrij zwart wit, er waren ook goede CC weerstanden. In oude meetapparatuur (bv oude Tektronix of HP scoops etc) zit veel CC en daar ben ik nog niet vaak verlopen waarden tegen gekomen. In twee Fender versterkers heb ik ze echt allemaal moeten vervangen, er zat er niet 1 meer binnen de tolerantie. Ik denk dat het te maken heeft met de gebruikte vulstof/lijm. Voor meetapparatuur zal vast een andere kwaliteit (en prijs) gebruikt zijn.

Zie: http://en.wikipedia.org/wiki/Resistor

Wil je er echt meer van weten download dan ergens Analog SEEKrets van L. Green. Dan kun je je uitleven op alle soorten en hun gedrag/sterke/zwakke punten. Maar ook veel weerstand fabrikanten hebben mooie publicaties over weerstanden.

www.pa4tim.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook oud en exotisch

Op 17 april 2015 16:22:07 schreef Fox2:
Er zijn ook verschillen in:
- werkspanning: smd-weerstanden (zeker de kleinere) zijn niet geschikt voor hoge spanningen. Daarom zie je in netvoedingen nog vrij veel through-hole weerstanden.

In werkspanningen zit niet zoveel verschil als je zou denken. De trough-hole 0,25 W types kunnen vaak ook niet meer dan 200 a 300 V verdragen.
Daarentegen heb ik hier nog twee SMD weerstanden in 2512 behuizing liggen die een werkspanning van 2500 V hebben en 25 kV piekspanning kunnen verdragen. Het vermogen is niet al te groot: 2 W, maar wel ultra stabiel: 25 ppm/K en 0,1% tolerantie.

2512... da's ook nogal een knoepert van een package! Een "gewoon" 0603tje haalt dat echt niet.

"We cannot solve our problems with the same thinking we used when we created them" - Albert Einstein
fred101

Golden Member

Ik heb laatst voor een klant een isolatie tester standaard gemaakt met weerstanden tot 5Gohm die geen probleem met 1kV hebben. Voor de waarden onder 1M was dat nog best lastig. Ik wilde een laag tempco (25ppm ), lage lekstroom en laag spannings coëfficiënt.( heb ik getest van 10V tot 1000V)
Voor de hogere waarden , vanaf 1M, was het geen probleem. De 5G mag zelfs 10kV hebben. Bij lage waarden loopt er al snel te veel stroom. Maar ik vond ook wel betere weerstanden maar daar hing een nog al fors prijskaartje aan. En zeker als hij op alle punten goed moest zijn.

Gewone standaard TH 0,25 wattertjes zijn meestal tot iets van 400V. Veel standaard smd spul gaat maar tot 40 a 50V. Maar dat lift bij beide natuurlijk aan de bouw wijze, waarde en maat.

Maar ik wist niet dat er SMD spul was met de specs zoals Freddy geeft. Heb je een merk/type/serie. Ik zou denken dat de aansluitingen te dicht bij elkaar liggen bij hoog-ohmige weerstanden (en dan nog lekstroom problemen) en er snel te veel stroom loopt bij 25kV en laagohmige weerstanden. 1kV over een 1k ohm geeft 1A en 1000W, dat is best heftig.

www.pa4tim.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook oud en exotisch

De weerstand waar ik het over had is van Stackpole Electronics HVC serie. Het betreft een HVC2515 10 MΩ 25 ppm 0,1%. Goedkoop zijn ze niet: 15 euro per stuk bij Digikey.
De 25 kV kan alleen gehaald worden als de aansluitingen goed ingepot zijn.

Het belangrijkste verschil tussen kool(film) en metaal(film) weerstanden is het verschil in temperatuurcoeficient.
Bij metaalfilm is die positief, de weerstand wordt hoger als die warmer wordt.
Bij koolstof is die negatief, de weerstand wordt dus lager bij stijgende temperatuur, en bovendien is het effect sterker dan bij metaal.
Je kunt dus niet klakkeloos een koolfilm vervangen door een metaalfilm als die deel uit maakt van b.v. een spannningdeling.

fred101

Golden Member

Metaal kan ook heel groot zijn. Ik heb net een Siemens decade gerepareerd. Daar zit 10 kilo aan 0,01% draadweerstanden in. Omdat sommige van de gerepareerde nu een klein stukje draad miste wilde ik dat compenseren. Ik had nog een onbekende 10 ohm weerstand, gemaakt van 1m met stof geïsoleerd metaaldraad. Het leek op het draad wat in oude multimeters wordt gebruikt. De weerstand was 10,0 ohm. Hier 17cm van gebruikt. Net na het solderen was de weerstand bijna de dubbele waarde. Dat zakte naar 1,7 ohm maar zelfs de warmte van mijn vinger was genoeg voor enorme verschillen. Ik had helaas geen sloopbare precisie-draadweerstanden van 0 ppm/C tempco.
Leek wel een PTC (maar ik bedenk me nu, mogelijk was dat ook het geval ;-) )

[Bericht gewijzigd door fred101 op 19 april 2015 09:48:38 (16%)]

www.pa4tim.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook oud en exotisch

@Fred: waarschijnlijk is het geen gewoon weerstandsdraad geweest, dat heeft hooguit 0,1% per graad K.
PTC draad heeft tot 0,5% per graad K.

Speciaal voor ijkweerstanden gebruikte men Constantaandraad, dat blijft zeer stabiel over een groot temperatuurbereik.
Ook in de moderne metaalfilm SMD worden legeringen gebruikt die behoorlijk stabiel zijn

fred101

Golden Member

Deze Siemens (ex-Holland Signaal) Gebruikt Manganin draad

www.pa4tim.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook oud en exotisch

Niet alleen de weerstandtemperatuurcoëfficiënt is van belang, maar ook de seebeckcoëfficiënt. Bij het ontwerp van mijn DIY-Wattmeter kon ik niet anders dan de zekering naast de shunt plaatsen. Nu hebben zekeringen de eigenschap om warm te worden en daardoor werd ontstond er een temperatuurverschil tussen beide shunt aansluitingen van 3 °C. Dit resulteerde bij het gebruik van een constantaanweerstand in een thermoelektrischespanning van 120 μV. Bij gebruik van manganien werd dit een stuk beter: 4 μV. Maar het is lastig om hiermee een goede verbinding met koper te maken. Na lang zoeken heb ik kant en klare shuntweerstand gevonden die het nog beter doet.

Het is lastig om te compenseren voor thermoelekrische effecten. De contactweerstand van de zekering in de houder is variabel, het is afhankelijk van de stroom inclusief thermische traagheden. De enige optie is om ook de temperatuur van beide aansluitingen te meten. Soms is het zelfs handiger om gewoon koper te gebruiken en dan de temperatuur van het koper te meten om te compenseren voor de weerstandtemperatuurcoëfficiënt. Een andere optie is gebruik maken van een twee weerstanden elektrisch in serie geplaatst, en thermisch parallel gepositioneerd om de thermoelektriche spanningen te vereffenen..

Hoeben

Special Member

Het is veel handiger ervoor te zorgen dat beide aansluitingen met Seebeck (thermokoppel) effect gewoon dezelfde temperatuur hebben. Bijvoorbeeld door ze dicht bij elkaar te zetten in een thermisch geleidende behuizing (keramiek). Waar je koper op koper hebt is er geen probleem, alleen de overgangen koper-whatever en de whatever-koper tellen. Geef die dezelfde temperatuur.