Referentie weerstanden maken & karakteriseren

Heren,

Na een nachtje er over slapen heb ik besloten om de silicagel zakjes er weer uit te halen...

Belangijkste overweging:

Een referentie wordt meer waardevol naarmate hij ouder wordt. Door het door de jaren heen karakteriseren wordt het gedrag van de referentie steeds bekender, en dus ook voorspelbaarder.

In dat licht stop ik met die silicagel zakjes een tijdbom in m'n referenties....

Na verloop van tijd (1, 5, 10, 20 jaar??) zullen de zakjes door (zeer) langzaam binnendringend vocht verzadigd zijn, en zal langzaam de luchtvochtigheid in het bakje weer gaan stijgen.
Hierdoor heb ik geen idee meer wat ik nu eigenlijk aan het karakteriseren ben, veroudering of rh gevoeligheid...

Verder is door de recente bijdragen mij duidelijk gemaakt dat er ook een chemisch risico is. Door willekeurig beschikbare zakjes (veelal van Chinese afkomst) in de bakjes te doen, heb ik in feite geen idee wat er precies inzit.

Dat terwijl ik na het aflakken van de chassisdelen de bakjes een week open heb laten liggen om te voorkomen dat er restdampen in het bakje zouden achterblijven . Nu zitten er waarschijnlijk zouten in...

In het algemeen: hoe minder onbekenden / variabelen hoe beter.

En: Beter eerst zo basic mogelijk analyseren, en pas na gebleken problemen bijsturen.

Hoe groot zou de invloed zijn van dat verloop van luchtvochtigheid, als de silicagel weer verzadigd is, zijn op mijn jaarlijkse drift?

Ik verwacht dat de Econistors niet meer dan een paar ppm per jaar zullen verouderen (Hopelijk nog minder). Te meer omdat dit al behoorlijk oude weerstanden zijn. (28 jaar oud)

Op EEVblog heb ik wat verwijzingen gevonden (hier en hier) naar rh gedrag van de Econistors. De verschillende ervaringen zitten richting 2ppm/%RH.
De luchtvochtigheid op m'n kamer is 40...45%rh. Als dat in het bakje nu richting 0%rh gaat, dan zullen de weerstanden tot 80ppm dalen!!
En dus, op onvoorspelbaar moment in de toekomst, en met onvoorspelbaar tempo weer met 80ppm gaan stijgen.....
Dat is meer als de totale verwachte verouderingsdrift gedurende de rest van mijn leven!!! (hopelijk 20...30 jaar )
(Het lijkt er op dat mijn weerstanden de afgelopen 28 jaar 50ppm verouderd zijn)

Voor de korte termijn zal de afdichting van de bakjes, ook zonder silicagel, voldoende bescherming tegen luchtvochtigheid variatie geven. Ons huis is centraal verwarmd, en daardoor zijn de langere termijn (seizoens) schommelingen ook binnen de perken. Als al blijkt dat m'n bakjes daar niet dicht genoeg voor zijn.

Ik zal de luchtvochtigheid bij m'n weerstandsmetingen gaan noteren .

Tot slot: dat is het mooie van CO, er blijken altijd mede forumleden te zijn die thuis zijn op gebieden waar ik dat niet ben. Erg fijn

groet, Gertjan.

Ha Peter,

Ik heb alle chassisdelen 2x geseald met Plastic 70 blanke lak / conformal coating. Op sommige foto's van de binnen zijde van het deksel kun je dat wel zien glinsteren. Niet zo chique als de door jou gelinkte coating, maar zover ik kan testen erg goed lucht dicht.

Punt is dat het,ook in combinatie met de (op zich erg goede) pakking tussen doos en deksel, waarschijnlijk niet ècht hermetisch is.

En ik dus ook niet zeker weet hoe luchtdicht dit is op de hééle lange termijn..... (over 20 jaar....)
Vanwege die onzekerheid toch maar de silicagel er uit.
Zie de argumenten hierboven

(De silicagel zit er nog in, ik slaap er nog een nachtje over )

groet, Gertjan.

Ik had zaterdagavond een hele leuke verrassing

Ik vond een envelop op de mat van CO'er Ite, met daarin een setje mooie precisie weerstanden!

^{alle foto's klikbaar voor grote versie}

Hij vertelde dat hij mijn verhalen op CO waardeerde, en dat deze weerstanden naadloos in dit topic passen .
Heel erg aardig, en hartelijk dank!

Het is ook een mooi setje waarden: 2x 10kΩ, 2x 100kΩ en 2x 1MΩ:

Gezien de opgeplakte nummers zijn ze al eens geselecteerd en/of gekarakteriseerd. Jammer dat we die info nooit zullen weten...

Ik kon weinig vinden over deze weerstanden....
Er is 1 weerstand van JRL, Julie Rechearch Labs:

Van Julie is nog wel iets te vinden. Een website die alleen meldt dat Ohm Labs de zaken heeft over genomen. Zij zeggen de Julie weerstanden nog te kunnen leveren, maar mijn type is niet terug te vinden.....

Ik kon wel terugvinden dat JRL een high-end precisie weerstand fabrikant(je) was. Opgericht door Loebe Julie, een man met meerdere patenten. Niet alleen op het gebied van weerstanden, maar ook (buizen)opamps! Leuk artikel over Loebe Julie: "What's All This Julie Stuff, Anyhow?"

Maar helaas niets te vinden over mijn weerstand.......

De andere weerstanden zijn allemaal van het zelfde type:

Hier is letterlijk helemaal niets over te vinden....
"CAL-R" zou een fabrikant, of een model kunnen zijn.
"SP1005" een type aanduiding, of een datum code.

In ieder geval staan de belangrijkste specificaties op de weerstanden gestempeld: weerstandswaarde, tolerantie 0,01% en belastbaarheid 0,5W.

Ik neem aan dat die 10ppm op de tempco slaat.

Niet alle weerstanden hebben hetzelfde type opdruk:

Dit doet vermoeden dat ze mogelijk op een andere productie locatie, of op een ander tijdstip gemaakt zijn.
Aangezien de opschriften identiek zijn, betekend dat dat die "SP1005" gèèn datum code bevat.

Wat verder nog opvalt is dat de vergulde aansluitdraden van deze weerstanden vrij hard zijn. Ze zijn lastig te verbuigen. Terwijl m'n precisie weerstanden tot nu toe juist draden van zeer zacht koper hadden.

Dus.... eerst maar verder zoeken naar meer info over deze weerstanden. En als er iemand is die deze weerstanden herkent, en/of er meer van weet, dan hoor ik het graag!

Tot slot, Ite, zeer gewaardeerd! Nogmaals dank

groet, Gertjan.

Ik had Edwin G. Pettis een paar aanvullende vragen gesteld. Over dat merkwaardig stugge aansluitdraad, en over Julie Labs.
Dit is wat er terug kwam. (Loebe = Loebe Julie, oprichter en eigenaar van Julie Labs)
Bij het lezen in het achterhoofd houden dat Pettis zelf ook weerstanden fabriceert, en hij er een handje van heeft de concurentie wat te kleineren

Hello Gertjan,

The Cal-R resistors very likely used alloy 180 for the leads, this is a 22% Ni, 78% Cu alloy which several manufacturers used both as a resistor wire and as a lead material, the thought being that the alloy 180 was easier to weld to and you could also solder to (sort of because of the copper). This is much stiffer than pure copper and not that many resistor houses chose to use it, they tried quite a few other 'solutions'.

Loebe was something of a character, he was an exceptional engineer to be sure but he was also a bit out there when it came to claims about his resistors. One time he even claimed his resistors were better than the primary standards at NIST, of course they weren't that good. He made other claims which the military laughed off, rightly or wrongly about some of his resistor equipment. They were usually quite good but didn't quite reach the level of NIST's equipment.

His regular line of resistors of which you have some samples were about slightly above the average in quality, he did have some quality control problems at various times, employee turnover for one. There were a lot of different manufacturers competing for orders, Julie was relatively high priced compared to the crowd. When Julie retired some years back, the company continued pretty much as before until Julie died in 2015. The company sold off the instrument line and Julie's resistor standards as such but the regular resistor lines were discontinued as far as I know. This is another case of lack of documentation finding its way onto the internet, there are bits and pieces but not much else. I don't have much documentation on Julie except for a few of his patents. I believe Ohm-Labs Inc bought up most of JRL, I haven't gone there to see what they have posted yet. I see there is a data sheet of sorts on their website:

http://www.ohm-labs.com/pdfs/resistors/Resistors.pdf

Epoxy construction similar to others including myself, hermetic (I don't) and radial (not at this time). Roughly this is what many regular resistor data sheets will tell you, for more information you always have to ask and you don't always get the answer you're hoping for.

Hope this is some help.

Best regards,

Edwin

Wederom vrij algemeen, maar toch wel goed en leuk om te weten. Fijn dat het raadsel van dat extreem stugge aansluitdraad opgelost is.
De vraag is ook hoe zinvol data van zulke oude weerstanden zou zijn. Om te weten wat ze nu doen zal je ze toch zelf moeten weten

groet, Gertjan.

De Cal-R weerstanden komen bij mij vandaan.
Ze zijn volgens Gertjan wel iets verlopen de afgelopen 50? jaar.

Wie ook wel een paar van die antieke precisie weerstanden met goudgele pootjes wil kan mij een mailtje sturen. Als ik een SASE (self-addressed stamped envelope) met 2 postzegels erop krijg, dan stuur ik ze naar je op.
(zolang de voorraad strekt)

Ite

Op 5 april 2017 16:54:11 schreef 575:
De Cal-R weerstanden komen bij mij vandaan.
Ze zijn volgens Gertjan wel iets verlopen de afgelopen 50? jaar.

Ik ben benieuwd waar ze uit komen, ik zie een restant friemel in een van de fotos. Lijkt wel op een Anode dop van een buis.

Inderdaad nuttige informatie van Edwin Pettis. Ja het is anecdotaal bewijs maar toch nog interessant, korreltje zout kan ook geen kwaad . Ik werk ook in een omgeving met veel "oudjes" de vergrijzing slaat hard toe hier, 3 pensioneringen minimaal per jaar de komende 10 jaar geloof ik. Maar de hoeveelheid kennis/verhalen zijn wel erg interessant en je leert er weer wat van.
Maar er wordt veel nieuw volk aangetrokken en de mensen tegen pensioen gaan vaak een begeleidende rol spelen. Goed sorry voor het offtopic gemekker .

@blackdog:
Over dat LTZ topic op EEVBLOG forum metrology afdeling.
Ja daar zijn zoveel mensen die allerlei LTZ1000 borden maken die vaak sterk afwijken van de appnote van linear met fancy opamps/weerstandjes. De PCB's zien eruit alsof het abstracte kunstwerken zijn met allerlei guards traces, temperatuur equalisatie vlakken, cutouts.
En dan kijk je wat er in een hp3458a zit, gewoon een printje, met paar vishay foils en wat gaatjes en een kapje over de LTZ. Dat apparaat doet nog steeds 8.5 digits.
Er zit echt veel "voodoo" in die designs die niet onderdoet aan wat audiofielen doen. Geen empirisch bewijs dat modificatie X echt ook effect sorteert.

Denk moraal van het verhaal denk ik. Als je echt ppm level spul gaat maken/ontwerpen moet je alsnog een jaar een tiental of meer referenties laten rusten of thermisch/vochtigheid laten cyclen alle residuele stress of hogere orde effecten in kaart te brengen. Dan itereren over het design en opnieuw testen en kijken of je verandering effect sorteert. Niet gaan, zoals in software soms wordt genoemd, "shotgun debugging".

Zo, na even druk geweest te zijn met werk, nu weer wat tijd voor de hobby.

M'n weerstand bakjes zien er nu zo uit:

De silicagel zakjes zijn er uit, en voorlopig hebben de doosjes een luchtspleet. Als de weerstanden weer zijn bijgetrokken gaan de bakjes op een dag met een mooie gemiddelde luchtvochtigheid weer dicht

Afgelopen dinsdag had ik met Blackdog afgesproken om m'n weerstanden te meten met z'n 3458A. Die afspraak was nog van vòòr de silicagel complicaties, ik dacht toen nog dat de weerstanden dan wel stabiel zouden zijn

Ik heb de bakjes dichtgehouden tot na de meting bij Blackdog, zodat ik de weerstanden nog kon gebruiken als transfer-standaard, om de afwijking van mijn Fluke 8846A beter te bepalen.

Zo weet ik nu dat op het 10kΩ bereik mijn meter na de laatste cal 2 jaar terug 18 ppm omlaag gedrift is, en op het 1kΩ bereik 14,7ppm. Dat als de meter 24 uur heeft aangestaan, en bij een kamer temperatuur van 20,5°C.

Dat is flink meer dan de drift op het 10V DC bereik. Daar is dezelfde drift hooguit 1ppm. Een goede illustratie waar de afwijkingen in multimeters vandaan kunnen komen. Die 10V DC gaat zo ongeveer rechtstreeks de A/D converter in. Maar bij Ohms meet je een kleine spanning die versterkt moet worden, en die spanning wordt opgewekt door een stroombron, en die drift natuurlijk ook....
Overigens, denk nu niet: wat een prutmeter, het is 1 van de stabielste 6,5digit meters...

Verder heb ik ongeveer de weerstanden van Ite gemeten.
Ongeveer, want precies lukt pas als ze stabiel in een bakje zitten.... Wat je ook doet, bij losse weerstanden blijven de laatste digits wapperen....
Het is precies deze ervaring met de Econistors die geleidt heeft tot m'n aanpak met het bakje in een doos en huidige meetkabels.

Maar ongeveer kon ik ze natuurlijk wel meten:
10k Cal-R nr.6: 10.000,98Ω
10k Cal-R nr.46: 10.000,31Ω
100k Cal-R nr.4A: 100.008,4Ω
100k Cal-R nr.60: 100.006,2Ω
1M Cal-R nr. 6: 1.000.290Ω
995k Julie nr.25: 999.256Ω
995k Julie nr.25: 1.000.038Ω (met hulp serie weerstand)

De laatste digit(s) moet je dus met een korrel zout nemen... Maar de trend is duidelijk: ze zijn allemaal wat omhoog gedrift. Mij maakt dat niet uit. Ik vindt 10.002Ω net zo'n mooie waarde als 10.000Ω . Als die maar stabiel blijft!

Ik heb een heel snel testje op tempco gedaan na het weerstand meten door met m'n hete luchtbout op de laagste stand over de weerstand te spelen. De Cal-R weerstanden hebben een positieve coëfficiënt, en (natuurlijk hèèl grof) geschat in dezelfde orde van grootte als de Econistors. De Julie Labs lijkt een veel lagere tempco te hebben, en bovendien negatief. Nogmaals, dit is nog héél prematuur...

@ Blackdog
Als je bedoelt of ik me nu beter voel als op de dag bij jou, inderdaad, maar dat was niet zo moeilijk . Nog een beetje bijtrekken van m'n laatste klus, en dan ben ik wel weer boven Jan...

@ Squant
Ik denk dat je dat blauwe ding op de foto van de Julie weerstand bedoelt?
Dat is een kleine serie weerstand. Ooit door iemand erbij geplakt om van de 995k Julie precies 1M te maken. In het rijtje metingen hier boven heb ik de Julie gemeten met en zonder die blauwe weerstand.

@575
Ha Ite, mooi dat je ook anderen gelukkig wilt maken met je weerstanden.
Hopelijk krijgen we hier dan ook metingen van anderen te zien

@fred101
De zakjes zijn er uit, dus is het inmiddels een gepasseerd station....
Ik had het van te voren beter moeten doordenken. Alle onzekerheden hoe het met de zakjes in de toekomst zou uitpakken hoorden niet meer in mijn "goed maar basic", niet "het onderste uit de kan" filosofie achter de bakjes.
De prijs dat ik dat nu pas bedenk is dat ik een maand langer moet wachten voor de boel stabiel is....

groet, Gertjan.

Kleine update:
Inmiddels zijn mijn Econistor weerstanden weer begonnen aan de weg omhoog:

^{klik grafiek voor grotere versie}

Nadat ik de bakjes (afgelopen dinsdagmiddag, de 4e) op een kier heb gezet zijn de weerstandswaarden nog een dag blijven dalen. Geen idee waarom...
Maar daarna is de waarde weer gaan oplopen. Vandaag voor de 2e dag. Als dit tempo doorzet duurt het nog een paar weken voor we weer terug op nominaal zijn....

groet, Gertjan.

Dankzij Ite heb ik ook een mooie set CAL-R weerstanden ontvangen.

De set is 2x 10KΩ, 2x 100KΩ en 2x 1MΩ :

De gemeten waarden met behulp van mijn opgewarmde Fluke 8845A in 4W mode na controle van de 2 referentie weerstanden die door blackdog zijn geijkt (van boven naar onder)

10,00042KΩ (Label2)
10,00044KΩ (Label9)
100,0153KΩ (Label36)
100,0051KΩ (Label50)
1,000182MΩ (Label1)
1,000192MΩ (Label8)

Allemaal in spec dus en maar eentje wat minder als de rest.

De resultaten:

Slechts 3 stuks (2x 10KΩ en 1x 100KΩ in spec). Vooral die 10KΩ exemplaren zijn goed gebleven na al die jaren.

Wat mij opviel is dat deze weerstanden erg groot zijn. Het is op de foto niet te zien, maar het zijn grote 'jongens'.

Ik wil ze gebruiken om een 3^e Resistance Standard te gaan maken naar geheel eigen ontwerp. Nogmaals dank, Ite !

Edit:
Andere conclusie of 'in spec' van de weerstanden, lang leve Excel!

Hi,

Ook Ite heeft voor mij als Sinterklaas gespeeld, mijn dank, dit wordt zeer gewardeerd!

De samenstelling is iets anders op mijn verzoek.
1x 1Meg
2x 100K
6x 10K, zodat ik één of twee setjes kan selecteren.

De meetwaarden vandeze weerstanden komen wel komende week,
ik heb ze even snel gemeten met de TEK DMM4050 en volgens deze meter zijn ze binnen spec wat weerstandswaarde betreft.

Zondagavond boot ik de HP3458A weer, zodat ik ze maandag kan gaan meten.

Groet,
Bram

PS Mooie, aardige actie van je Ite

Ha Flash2b,

Gefeliciteerd met je weerstanden! Inderdaad erg aardig van Ite.

Ik ben benieuwd hoe je aan de door jou gemeten weerstand waarden komt.
Is dat gewoon wat je meter aangaf? Of heb je een correctie toegepast?
(b.v. aan de hand van een calibratie rapport, of door de door Blackdog gemeten weerstanden als transferstandaard te gebruiken)

Zoek eens uit aan de hand van de specificaties van je meter wat de onzekerheid is in je meetresultaat.

Wat versta je onder een "opgewarmde Fluke 8845A"? Ben toevallig net een test aan het doen....

Verder ben ik benieuwd wat je in je hoofd hebt voor je "3^e Resistance Standard te gaan maken naar geheel eigen ontwerp"

@blackdog
mooi setje!
Ook benieuwd wat jouw plannen zijn met die weerstanden....

hartelijke groet, Gertjan

Jullie hebben allemaal mazzel me met de 100K's en ik een beetje pech.

Het lijkt erop dat de CAL-R 1MΩ weerstanden allemaal buiten specs zijn gegaan, kwa waarde. Mijne zijn wel (bijna) gelijk dus prima bruikbaar.

Ik wil een spanning splitter ermee maken, en dan heb ik 2 (bijna) gelijke weerstanden nodig.

Ik heb de drift van mijn Fluke 8846A op het 10kΩ weerstandsbereik gemeten.

Toen ik begon met het meten van mijn weerstanden viel het me op dat m'n 8846A wel 10ppm kon driften van koud tot een paar uur aan, en daarna nog wel een paar ppm. Dat vond ik opvallend, omdat op het DC Volt bereik die drift nooit meer is dan een paar ppm van koud tot warm....

Belangrijke weerstandsmetingen heb ik sinds die observaties gedaan met een 24 uur opgewarmde meter. Niet heel handig natuurlijk. Maar als ik dat opwarmgedrag van m'n meter ken, dan kan ik er voor compenseren.

Dus die opstart drift maar eens gemeten. Ik heb de gemeten weerstandswaarde geplot vanaf aanzetten, en weerstand en kamertemperatuur zo constant mogelijk gehouden:

^{klik op grafiek voor grote versie}

Op 1 minuut heb ik de meter aangezet. Voor het gemak heb ik de weerstandswaarden omgerekend naar PPM afwijking. 1 ppm is gelijk aan 1 laatste digit op de meter (rode curve). De blauwe curve is de kamer temperatuur. Die heb ik dus net binnen 0,5°C constant weten te houden over 25 uur. Als sensor gebruikte ik een LM35, die 20cm onder de plank van de 8846A bungelde. Open en bloot, vandaar de beetje kriebelende curve.
De weerstandstemperatuur heb ik niet geplot, want ik weet inmiddels dat bij deze temperatuur de tempco van de gebruikte Vishay Z201 zo goed als nul is.

Het resultaat is veel beter dan ik verwacht had!
De meter drift vanaf koud 5ppm, en is na 3...4uur stabiel.
Dat dit veel beter is dan mijn eerdere ervaringen schrijf ik toe aan het feit dat indertijd (januari...februari) m'n kamer temperatuur 'sochtends 14..15°C was. Dat maakt kennelijk veel uit! Kennelijk geldt de spec van Fluke niet voor niets voor temperaturen tussen 18°C en 23°C...

Dat de waarde rond 8:00 uur aanstaan nog een digit zakt zou tempco gerelateerd kunnen zijn (ik schat de tempco van de meter hier op 1ppm/°C, maar dat heb ik (nog ) niet gemeten)
Dat de waarde rond 20:00 weer bijna een digit zakt is helemaal onverklaarbaar. Maar we hebben het hier over minder dan 1ppm, terwijl we volgens de specificatie van Fluke al 110ppm onzekerheid hebben. We zitten hier dus ook wel heel diep in de prut te turen....

Hier nog een keer de drift van de eerste 4 uur uitvergroot:

^{klik op grafiek voor grote versie}

De conclusie is dat je redelijk nauwkeurig weerstanden kunt meten na 1,5 uur, en voor maximale nauwkeurigheid de meter 4 uur aan moet staan. En dus dat je vooral moet zorgen dat de kamertemperatuur niet te laag is

En dat die kamer temperatuur constant is! Fluke specificeert buiten 18...23° een tempco van 7ppm/°C! (maar ik denk dus dat het binnen die 18°...23°C een stuk lager is...)

Toch erg leuk dat, naarmate je je spullen beter kunt karakteriseren, je er veel nauwkeuriger mee kunt meten dan de fabrieksspecificatie toestaat .

groet, Gertjan

De afgelopen week zijn er tussen het boekhouden door een paar weerstandsbakjes bijgekomen:

^{klik op de foto's voor grotere versies}

Het rechter bakje heeft afwijkende klemmen. Ik vond ze in Rosmalen, en denk dat ze van een Fluke 8800A afkomen. Het ziet er uit als goud over messing. Dat weet ik zo goed omdat bij nadere inspectie bleek dat er een zoutige kristallaag tussen de klemmen zat...
Lang verhaal kort: mooie klemmen voor weinig geld, maar ben wel ruim een halve dag aan het poetsen geweest voor ze weer goed bruikbaar waren

Het ontwerp is een beetje aangepast:

Links een nieuw bakje, rechts de vorige versie.
De massaklem staat nu in lijn met de LM35 aansluitingen. Hierdoor heb ik meer ruimte voor mijn vingers om de weerstandsaansluitingen stevig vast te draaien
Voorheen zat die massaklem op de standaard 19mm van de source-min klem, zodat ze met een shorting bar door te verbinden waren. Die functionaliteit gebruik ik niet meer. De kast-massa gaat nu aan de afscherming van m'n meetkabel, en bij de meter kan ik dan bedenken waar die massa aan vast moet.

Ook is er daardoor in het kastje ruimte om de draadsteunen voor de weerstand(en) verder uit elkaar te zetten:

Dat is zeer welkom voor de grote Cal-R en Julie weerstanden, temeer omdat ze zeer stijve aansluitdraden hebben, die je niet zomaar even in een lusje buigt... zo passen ze er met de volle (nog resterende) draadlengte in.

Ook de LM35 schakeling is wat anders opgebouwd om meer ruimte voor grote weerstanden vrij te houden. Wat daarbij helpt is dat ik geen rekening meer hoef te houden met ruimte voor de silicagel zakjes .
Daardoor kon ik nu ook hogere draadsteunen gebruiken. De breukvlakken waar ik die keramische draadsteunen heb ingekort heb ik afgelakt. Een aandachtspunt van rbeckers. Verder zijn ze geglazuurd, dus heb ik er vertrouwen in dat ze droog en zeer hoogohmig blijven.

In het ene bakje komt een 100kΩ CAL-R weerstand, in het andere bakje komt de 1MΩ Julie Labs. Zo krijg ik zowel 100k en 1M transfer standaards, en kan beide weerstand types aan de tand voelen.

groet, Gertjan.

Hi Gertjan,

Weer mooi gemaakt, maar een ding vind ik vreemd...
Waarom heb je geen bochtje aan beide zijde van de SP1005 weerstand opgenomen?

Trouwens, heb wat materiaal besteld om ook van dit soort doosjes te maken

Groet,
Bram

Ha Bram,

Het aansluitdraad van die weerstanden is erg stug/stijf. Ik heb de weerstanden er dus met minimaal verbuigen van die draden ingesoldeerd.
Zo ontstaat er minimale mechanische stress voor de weerstanden.

Andere reden voor een bochtje zou ontkoppeling van mechanische spanningen kunnen zijn... Het bakje is zeer stijf, en grote thermische gradiënts zijn niet te verwachten. (na de tempco meting dan )
De "Vtjes" waar je in soldeert in die keramische draadsteunen zitten een beetje lossig, dus die vangen nog wel wat op....

Ben benieuwd naar jouw versie van een weerstandsbakje...

groet! Gertjan.

Nu de Ite weerstanden in een bakje zitten heb ik ze beter kunnen meten
Dat ging een stuk beter dan de 1e poging met m'n budget Kelvin-clips. Nu was de laatste digit weer stabiel.

2 metingen, met een dag er tussen:

weerstand	      20-04-2017	22-04-2017
---------	      ----------	----------
100k Calr-R nr.60     100.004,6R	100.004,4R
995k Julie  nr.25     999.258  R	999.256  R

Beide weerstanden zijn dus ong. 2ppm gezakt. Dat kan het settelen in het bakje zijn, maar net zo goed gewoon de meter
Wel heb ik geprobeerd om beide metingen onder zoveel mogelijk identieke omstandigheden te doen. Zelfde temperatuur binnen 1 graad, meter 8 uur aan.

Deze weerstand metingen zijn gecorrigeerd voor de calibratie afwijking van m'n meter, maar andere correcties zijn nog geschat. Die weet ik pas als ik deze weerstanden als tranfer standaard heb gebruikt om andere (betere) meters met de mijne te vergelijken. En dat is pas zinvol als ik het temperatuursgedrag heb gemeten....
En de correctie van de tempco zelf natuurlijk....

Deze weerstanden wil ik ook gaan gebruiken om te experimenteren met het op nominale waarde brengen door een extra weerstand. Om 1M te maken van de 995k Julie labs zal wel meevallen, met ong. 750Ω in serie. Maar om die 100.004Ω Cal-R weer 100k te maken zal er iets van 2,5GΩ parallel moeten komen.... En Giga Ohm weerstanden zijn lastig: schaars, kosten al snel een tientje of meer, en hebben een tempco van honderden ppm/°C (hoewel die tempco wel los zal lopen, omdat die hele GigaOhm weerstand maar een paar ppm van de totale weerstand uitmaakt.)

De 955k Julie Labs in z'n bakje. Het witte draadje zit er als tijdelijke vervanger van de correctie weerstand naar 1MΩ

Voorlopig staan ook deze bakjes op een kier, net als de Econistor bakjes. Nog steeds komt er een laklucht uit. Dat zal nog wel een weekje duren. Daarna kunnen de bakjes dicht, en ga ik de tempco meten.
Als de weerstanden stabiel zijn in hun gesloten bakje ga ik de benodigde correctie weerstanden uitrekenen. Het zou mooi zijn als ik met die correctie weerstanden ook de tempco kan verbeteren. Maar daarvoor zal de invloed van die correctie weerstanden wel te klein zijn...

Nog een nachtje geslapen over de opmerking van Blackdog over de rechte aansluitdraden. Met een tang tussen weerstand en buigpunt zou ik natuurlijk best een Vtje in die draden kunnen buigen....
Maar ik heb toch besloten de weerstanden te laten zitten zoals ze nu zitten. Het sterke punt van deze weerstanden is juist dat ze zoals ze nu zijn lang gelegen hebben, en stabiel zijn. Hoe meer je er aan prutst hoe groter de kans dat je aan die stabiliteit weer afbreuk doet.

groet, Gertjan.

Ha heer miedema,

Mooi resultaat dat zijn toch draadgewonde weerstanden?
Als je 2.5GΩ moet hebben kan je bijna een condensator gebruiken
Ik heb wel weerstanden met hoge waarde maar 2.5GΩ zit er niet bij 1GΩ en 10GΩ deze weerstanden zijn gas gevuld en wilde ik in eerste instantie als ruis bron gebruiken.
Tijdens het corrigeren welke variabele neemt u dan mee temperatuur barometrische condities.

Groet Henk.

Ha electron920,

Dit zijn inderdaad draadgewonden weerstanden.

Ik meet de tempco, en corrigeer weerstandsmetingen daarna terug naar mijn standaard temperatuur (20°C). Barometrische condities probeer ik zoveel mogelijk buitengesloten te houden door de bakjes luchtdicht te maken. Deze zaken zijn eerder in dit topic al gedetailleerder aan bod gekomen.

Die 2,5GΩ zie ik inderdaad nog als een uitdaging . Ik moet er ook nog een nachtje over slapen of ik dat wel moet willen. Als referentie is het natuurlijk niet nodig. Aan precies en stabiel 100.004,5Ω heb ik net zoveel als aan precies 100.000,0Ω

Bij de Econistors had ik de luxe om uit meerder weerstanden te kunnen selecteren. En ben de beperkingen daarvan tegen gekomen....
Daarom nu leuk om te ondervinden waar de beperkingen zitten bij gebruik van correctie weerstanden.

rbeckers, dat was inderdaad ook een gedachte van me: als dat draad zo stijf is kun je er wel een Vtje in buigen, maar als het niet verbuigt bij wat uitzetten/krimpen, dan helpt het nog niet....
Wel had ik, weer kijkend naar bovenstaande foto van de Julie Labs weerstand, even een lusje kunnen leggen in het koperdraadje waarmee ik de erg korte aansluitdraad moest verlengen

groet, Gertjan

De bakjes met de weerstanden van Ite zitten alweer een tijdje dicht, en zijn stabiel.
Tijd dus om te gaan meten wat voor vlees we in de kuip hebben .

Om te beginnen de 100kΩ CAL-R (California Resistor) weerstand nr.60
De fabrikant heeft deze specs op z'n weerstand gedrukt:

De weerstandwaarde heb ik bepaald op 100.005,2 Ohm.
Dat getal steunt nu nog wel vooral op de 3458A van Blackdog. (want m'n correctie factoren voor mijn Fluke 8846A zijn òòk afgeleid van dezelfde 3458A)

Gister heb ik een tempco meting gedaan.
Het verloop van weerstand en temperatuur tegen de tijd:

^{klik op grafiek voor grote versie}

Rood is weer de weerstandswaarde, blauw de temperatuur.
Groen is de weerstandswaarde waar de gevonden tempco al is uitgerekend. We kunnen hier al zien dat die tempco niet lineair is..... (En dat die niet-lineairiteit boven 25° zit)

Hieruit heb ik de tempco curve afgeleid door de weerstandsverandering tegen de temperatuur te plotten:

^{klik op grafiek voor grote versie}

De tempco curve is geplot in rood. De verticale schaal is slechts 1ppm per divisie.
Nu kun je goed zien dat er vooral voor hogere temperaturen een kromming in zit. Ook hier had ik weer plezier van de groene curve waarin de tempco verrekend is. Door die curve te kantelen door verschillende tempco waarden te kiezen kon ik makkelijk zien welke tempco waarde het best past bij de voor mij belangrijke temperaturen.

Voor het stuk rond de 20 graden kom ik op 1,1 ppm/°C. Een hele mooie lage waarde!
En een heel stuk beter dan de 10ppm die de fabrikant beloofde...

Het schuine deel aan het begin van van de meting (groene lijn, links in de bovenste grafiek, en boven/naar links in de onderste grafiek) is het resultaat van mijn eigen onachtzaamheid...
Ik had verwacht dat de tempco hoger zou zijn, en was minder zorgvuldig... Wel had ik de avond te voren alles aangezet, zodat bij het begin van de meting alle temperaturen stabiel zouden zijn. Behalve de monitor van de meet PC... En die staat onder de Fluke 8846A. Wat je dus ziet de eerste 2,5 uur van de meting is de drift van de meter door de extra warmte van die monitor. Het is maar 1,5ppm, maar toch, door de lage tempco van de weerstand, duidelijk zichtbaar. Een schoonheidsfoutje....

We hebben hier dus te maken met een hele mooie weerstand!
De weerstandswaarde is nog ruim binnen spec, en dus weinig verlopen in al die jaren. Dat belooft een zeer lage lange termijndrift.
En de tempco is erg laag. Een factor 2...3 beter dan de Econistor weerstanden. Dat maakt een transfer standaard een stuk makkelijker en nauwkeuriger in gebruik.

Ik ga de weerstandswaarde corrigeren door een 2GΩ weerstand parallel te zetten. 2GΩ parallel aan 100.005Ω levert precies 100.000Ω op. Mooi dat dat zo uitkomt, want GigaOhm weerstanden zijn alleen in grote stappen van 1GΩ te koop....

Al het goed is levert dat een transfer standaard op die èrg dicht bij 100.000 Ohm zit en nog steeds mooi stabiel is

Natuurlijk is een transfer standaard van 100.005Ω net zo mooi en bruikbaar, maar ik vindt het wel leuk om ervaring met correctie weerstanden op te doen. Hier een parallelweerstand, en de Julie Labs 995k krijgt een serieweerstand naar 1MΩ

groet, Gertjan.

Ha rbeckers,

Ik ga niet verder dan die ene 2GΩ weerstand.
Verder gaan heeft ook geen enkele zin. Om te beginnen zit ik dan al ver binnen m'n meet onnauwkeurigheid. Verder gaat die 100k weerstand natuurlijk verder verouderen. Dus die nauwkeurigheid zou sowieso niet meer dan een momentopname zijn .

Volgens de 3458A (plus mijn correcties) is die 100k nu 100.005,2Ω. Parallel met een (ideale!) 2GΩ weerstand levert dat 100.000,2 Ohm op. Maar dat is allemaal erg theoretisch... Dat cijfer achter de komma blijft schommelen, calibratie van de 3458A, tolerantie, tempco en veroudering van die 2GΩ etc.

Het zal me niks verbazen als dezelfde weerstand gemeten bij Fred 5...10ppm hoger of lager blijkt te zijn....
En GigaOhm weerstanden zijn verre van ideaal.

Ook hier gaat het dus meer om te leren van het experiment dan het resultaat.
Zo langzamerhand krijg ik wel inzicht in de diverse factoren die meespelen in de nauwkeurigheid waarmee je een weerstand kunt bepalen.
De grens waarbinnen ik met enige zekerheid een weerstand kan meten zit in de buurt van 10ppm. Dat is dus een flinke factor lager dan bij een 10V DC referentie.

edit: De aanpassing met correctieweerstand is eenmalig. Daarna ga ik dan die combi karakteriseren. Als je later weer gaat corrigeren, dan heb je al snel geen idee meer welk verloop waar vandaan komt.

groet, Gertjan.

Gister heb ik een tempco meting gedaan van m'n Julie Labs 999,5kΩ weerstand.
Dus een goed moment om wat te zeggen over mijn bevindingen met de Julie Labs weerstand.
Dit is wat de fabrikant er aan specs opgedrukt heeft:

Hier geen vermelding van de tempco dus......

De weerstandswaarde, gemeten met de 3458A van Blackdog, blijft nu stabiel rond de 999.247 Ohm.
Wat daarbij opvalt is dat dit de eerste draadgewonden weerstand is waarbij ik zie dat hij ten opzichte van de nominale waarde omlaag gedrift is....
Verder zit ook deze weerstand nog ruim binnen zijn specificatie, wat alweer hoop geeft op lage drift op lange termijn .

Dan de tempco meting.
Hier de plot van weerstand en temperatuur tegen de tijd:

^{klik op grafiek voor grotere versie}

Rood is weer de weerstandswaarde, en blauw de temperatuur. Op het eerste gezicht gaat die weerstandswaarde mooi mee met de temperatuur veranderingen.
De groene lijn, de weerstandswaarde nadat de tempco verrekend is verraadt dat dat niet helemaal zo is.... Idealiter zou die lijn gewoon recht moeten zijn. Immers, als je de gemeten weerstandswaarde compenseert voor de tempco moet je toch steeds op dezelfde waarde uitkomen?
Niet dus..... Wat de groene lijn hier laat zien dat voor lage temperaturen de gekozen tempco nog te laag is (want de groene lijn gaat nog mee met de temperatuur verandering). En bij hoge temperaturen is de gekozen tempco te hoog.... Want de groene lijn beweegt tegengesteld aan de temperatuursverandering. Er wordt dus over gecompenseerd.....

Vervolgens heb ik de weerstandswaarde tegen de temperatuur geplot om weer tot de grafiek van de tempco te komen:

^{klik op grafiek voor grotere versie}

De tempco curve is geplot in rood. De verticale schaal is weer slechts 1ppm per divisie.
Nu kun je goed zien dat er een kromming in zit. De raaklijn bij lage temperaturen is steiler (=hogere tempco) dan bij hogere temperaturen (=lagere tempco).

In groen de curve waar de tempco al in verrekend is met de gekozen 1,6ppm/°C. Hij loopt dan mooi horizontaal tussen 19° en 25°C.

Ik kom voor deze weerstand dus op een tempco van 1,6ppm/°C.
Alweer een extreem lage waarde!
Het apparaat waar deze weerstanden oorspronkelijk uit komen moet iets bijzonders geweest zijn.....

Na het "debakel" van gister heb ik weer beter m'n best gedaan om de omgevingstemperaturen stabiel te houden. Dat dat goed gelukt is blijkt uit het feit dat begin en eindpunt van de tempco grafiek mooi op elkaar aansluiten. Ook loopt bij de bovenste grafiek de weerstandswaarde mooi horizontaal als de temperatuur ook horizontaal loopt. Geen drift van de meter dus.....

Die waarde van 999.247 Ohm vraagt natuurlijk om een serie weerstand om aan te vullen tot 1MΩ Dat lijkt een stuk makkelijker dan het GΩ's parallel zetten bij de Cal-R 100k. Of dat ook zo is kom ik wel achter .

groet, Gertjan.

Het proces om zo nauwkeurig mogelijke weerstanden te maken gaat niet altijd over rozen.....

Het bleef me niet lekker zitten dat de tempco van mijn 1k Econistor referentie een stuk slechter was dan de eerste, losse 2k weerstand die ik gemeten had.

Voor die eerste weerstand kwam ik hier op een tempco van 2,5ppm/°C.

Maar toen ik daarna van 2 andere Econistors uit dezelfde batch mijn 1k standaard samenstelde kwam ik uit op een hogere tempco van 3,4ppm/°C....
Terugbladerend zag ik dat ik die meting nog niet had laten zien, dus bij deze:

^{klik op grafiek voor grotere, beter leesbare versie}

Een mooie, rechte lijn. en ook weinig hysteresis. Maar wèl een hogere tempco dan die eerste Econistor, die ik als referentie heb gebruikt om m'n 1k en 10k Econistor standaards te bepalen....

Nu was die 1k referentie na een paar maanden inbedden nog net wat laag in waarde en moest toch nog een beetje bijgetuned worden.
Ik dacht: laat ik meteen 2 verse weerstanden nemen, en hopelijk wordt die tempco dan beter.

Die 1k was de eerste standaard die ik maakte. En met mijn huidige ervaring kan ik het mischien beter. Dus was ik nóg voorzichtige met solderen, met meer hitte afvoer m.b.v. klemmetjes. Ook kregen de weerstanden nu een dubbele lus in de aansluitdraad, zodat bijna de hele originele lengte bewaard bleef:

Na een weekje bleek deze weerstand stabiel, en was mooi een paar ppm hoger dan 1k. Dus weer de tempco gemeten:

^{klik op grafiek voor grotere, beter leesbare versie}

En wat zien we: de tempco is een stuk slechter geworden!
Ik heb bij beide grafieken de de verticale as dezelfde resolutie gegeven, zodat je het verschil in steilheid van de rode tempco curve goed kunt zien.
Met de groene curve, waar de tempco uitgerekend is heb ik weer zo goed mogelijk de tempco bepaald, (door die lijn zo horizontaal mogelijk te laten lopen op het belangrijke stuk)
Ik kom nu op 5,4ppm/°C..... Ruim 2x zo slecht als die eerste referentie Econistor.

Het lijkt er op dat er flinke exemplarische verschillen zitten in de tempco van mijn Econistors. Na een nachtje slapen heb ik besloten om nog maar een keer overnieuw te beginnen, nu met die eerste referentie Econistor als uitgangspunt. Daarvan weet ik tenminste dat z'n tempco laag is...

groet, Gertjan.

Ha rbeckers,

Ik neem aan dat je met "drift" de lange termijn drift bedoeld?

De drift door de stress van montage, en drift door temperatuursverandering is nu wel aardig zicht op.

Maar van de drift op langere termijn (veroudering) heb ik nog geen idee
Daarvoor zit die drift tot nu toe onder mijn meetresolutie.
En elke keer dat ik nog wat verander aan een weerstandsbakje (fijntunen, die silicagel) begint de teller voor de lange termijn drift opnieuw.

Vooralsnog ben ik nog bezig om m'n weerstanden te optimaliseren op de korte termijn. Ik verander pas wat als een weerstand een tijd stabiel is (weken).

Dat proces begint aan zijn eind te komen, waarna de bakjes definitief dicht gaan. Dan pas kan ik echt naar de verouderingsdrift gaan kijken.

De echte lange termijn drift zullen we dus de komende jaren moeten afwachten. Maar ik heb hoop op goed resultaat omdat de meeste weerstanden al decennia verouderd zijn, en dus hun meeste lange termijn drift al kwijt zijn .

groet, Gertjan.