10K en 1K "Home Made" Referentie weerstanden

Als je allebei de contactpunten op dezelfde temperatuur houdt dan werken de seeback-spanningen elkaar tegen. Je krijgt dan:
------A-B----weerstand-----B-A------

A en B zijn de verschillende metalen.

rbeckers

Overleden

Wat hygroscopisch materiaal tegen een wand en de onderkant van de 4mm bussen in het kastje van een plastic laklaagje voorzien.
De referentie weerstand zelf niet lakken.

blackdog

Golden Member

Hi,

Wat betreft de weerstand van de lijm die ik gebruik, dat kan ik nu niet meten, dit is te hoog.
Wat necessaryevil al zegt, je zal de temperatuur verschillen tussen de klemmen zo klein mogelijk moeten houden.
We hebben het wat mijn oventje betreft over een vermogen van minder dan 0,5-Watt in warme toestand.
Het is niet mijn bedoeling de oven tegen de achterzijde van de klemmen zonder isolatie te monteren.
Je mag er vanuit gaan dat ik hier over na heb gedacht. ;-)

Wat betreft de weerstanden beschermen tegen vocht, René ik heb andere info, mij werd b.v. op het hart gedrukt dat je de Vishay weerstanden,
en dat zijn de vierkante plastic modellen, het beste kan beschermen tegen vocht door ze met plastic spray te behandelen.
Die zelfde persoon heeft ook veel testen gedaan aan de Rhopoint weerstanden en vond deze erg goed.
Hij heeft deze testen gedaan in een klimaatkamer en deed de metingen differentieel.

Als ik weer wat tijd heb, zal ik de rest laten zien hoe ik de oventjes opbouw.
En ja, dat is met aandacht voor vocht en Heer Seebeck.

Verder blijkt uit metingen op het 10V DC bereik, dat de aansluitklemmen vaak de dominante factor is om iets binen zeg 5PPM te meten.
Gertjan, zoals jij al aangeeft is dat op het 1V bereik nog sterker, wat meestal de meetspanning is, 10x t.o.v. metingen op het 10V DC bereik.
De eene banaanstekker is de andere niet, verschillende dikte kabel met dus een andere thermische massa geeft al snel een effect dat ongewenst is.
Dit heb je aan de referentie weerstand kant, maar ook bij je DMM.

Hoe iemand de referentie weerstand ook bouwd, je bent veel tijd kwijt aan testen en er komt altijd een factor om de hoek kijken waar je nu net geen rekening mee hebt gehouden *grin*

Groet,
Bram

You have your way. I have my way. As for the right way, the correct way, and the only way, it does not exist.
miedema

Golden Member

Ha necessaryevil,

Dat had ik nog niet bedacht!
Een gerust stellende gedachte. Tenminste zolang die klemmen op dezelfde temperatuur zijn.....

Voorlopig denk ik voor de sense klemmen goud over messing te nemen. Dat is nauwelijks duurder dan standaard nikkel over messing, en scheelt naar schatting de helft. De peperdure tellurium-koper klemmen zijn me hier nog een brug te ver.

@rbeckers
Dat zijn ook mijn gedachten.
die weerstanden hebben tenslotte al een lak/coating. Wat voegt die extra laklaag dan toe, en wat is dan weer het risico van een onbekende parasitaire weerstand...

Ik probeer zo dicht mogelijk contactmateriaal te gebruiken, mischien helpt een laklaag inderdaad.
Een zakje Silica-Gel onderin staat nog op de short list. Maar, als je juist geïnteresseerd bent in het verloop over jaren, hoelang blijft dat werken? Moet ik een jaarlijkse service-beurt inplannen om het zakje weer in de oven te stoppen :-) Het idee is juist om dat doosje dicht te houden....

edit: Inmiddels had Blackdog alweer gepost...
Bram, goed om te horen dat je lijm een erg hoge weerstand heeft!
Geen verschil meetbaar tussen die 5 weerstanden voor- en na ingieten?
Interessante info over de vochtgevoeligheid van de weerstanden, daar wil ik wel meer over horen....

groet, Gertjan.

Ha heer miedema,

Heb u ook die draadgewonde weerstanden liggen anders kan je mijn inziens beter folie gebruiken is op alle fronten beter.
Volgens mij was het @flash2b die er een decade bankje mee gemaakt heeft.
Draadgewonde weerstanden hebben de laagste ruis (Ohmic-contact) maar zijn voor vocht zeer kwetsbaar.
Wat is precies de toepassing alleen voor het controleren van een voltmeter?

Groet Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.
flash2b

Special Member

Dat klopt, mijn topic daarover is Resistance Standard.

Dat resulteerde in 2 versies:

Versie 1:
Met behulp van Alpha Electronics Corp. (Vishay Precision Group) MA en MC series weerstanden in een kunststof behuizing

https://www.uploadarchief.net/files/download/dsc09358_cleaned.jpg

Versie 2:
Met behulp van TE connectivity (voorheen Tyco) UPF50 series weerstanden in een metalen behuizing.

https://www.uploadarchief.net/files/download/dsc09553_cleaned.jpg

Versie 1 is ook door Blackdog gemeten op de Agilent 3458A.

rbeckers

Overleden

Een goed doosje voor deze toepassing is luchtdicht.
Het droogmiddel is om veel van de waterdamp te binden. Als er geen lek is, dan hoeft het droogmiddel niet de oven in.

Een extra laklaag kan goed werken maar kan ook een extra onbekende drift introduceren. Er zijn ook andere mogelijkheden zoals de lucht vervangen door vacuüm of stikstof. ;)

flash2b

Special Member

Toch zie je bij bijvoorbeeld de Wekomm RS9010A referentie geen droogmiddel en geen stikstof of vacuüm.

Het schijnt dat de stand van de zon, het jaargetijde en de maan ook invloed heeft :+

Ha heer rbeckers,

Dat heb u goed maar met de folie weerstanden van @flash2b is dit niet nodig dus geen oliebad of een lucht compressie methode.
Maar zoals @blackdog aangeeft als je de materialen heb liggen dan zijn draadgewonde weerstanden bruikbaar maar je zult iets meer moeite moeten doen.

@ flash2b,

Hoe bevalt je decade bankje in de praktijk?

Groet Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.
miedema

Golden Member

Ha electron920,

Ik maak een referentie met deze Vishay Z foil weerstand.
Maar ik kreeg van Blackdog een stel van zijn Rhopoint draadgewonden weerstanden, dus maak ik daar óók een referentie mee. (eigenlijk meteen 2: 1k en 10k)

Maakt het meteen interessant om de verschillen te zien.

Doel is vooral om lange termijn veroudering / verloop te kunnen meten. Van de weerstanden zelf natuurlijk, maar vooral ook om mijn meters in de gaten te kunnen houden.

@flash2b
Het topic over jouw Resistance Standard kende ik nog niet. Met plezier gelezen.

In het algemeen over de opbouw van een weerstand standaard: een goede inspiratiebron is het topic "Teardown: Standard Resistors" op EEVblog. Een lange rij van voorbeelden hoe de fabrikanten het doen.

groet, Gertjan.

Ha heer miedema,

Even tussendoor ja dat zijn de goede en uiteraard wel appels met appels vergelijken dus niet een draadgewonde van .001% en een folie van .1% ;)

Groet Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.
miedema

Golden Member

Ha electron920,

Die tolerantie (en dus eigenlijk de absolute waarde) interesseert me eigenlijk minder....
Uiteindelijk gaat het er om de èchte waarde zo goed mogelijk te meten, en dan te zien in hoeverre die verloopt. (of de DMM verloopt, door de jaren heen)
De weerstand is dus niet bedoeld om een DMM te kalibreren.

Maar laat ik je niet ophouden, je hebt tenslotte belangrijker dingen te doen :-)

groet, Gertjan.

chuckie

Honourable Member

Ik lees ook graag mee, alhoewel dit voor mij ook wat te ver gaat...
Maar ik vraag me af, kunnen drukverschillen bij de banaan pluggen ook zorgen voor een aantal PPM verschuiving?
En dan niet direct beweging gerelateerd maar een soort van piezo effect?
Koper is wel geen kristal maar heeft wel een kristallijne structuur.
Of denk ik nu te ver door?

Ervaring is de naam voor de som der fouten die we gemaakt hebben--Oscar Wilde
blackdog

Golden Member

Hi chuckie,

Laat je vooral niet tegenhouden door het gevoel dat je te ver gaat.
Het effect dat je omschrijftken ik niet als zodanig, maar ik ben lerende ;-)

Ik kan je wel vertellen dat je echt regelmatig moet schoonmaken, en dan heb ik het over de banaan stekkers, bussen en de losse koperdraden als je die manier van verbinden gebruikt.

Voor precisie metingen staat het aantal PLC's meestal op een hoge waarde, dus een meetcyclus tussen de 2 en 20 seconde.
Even rommelen geeft alleen effect als het echt smering is of het piezo effect sterkt is.
Er zijn nog veel meer error effects, PPM metingen is echt moeilijk!

Voor de lezers, Gertjan was me net voor met de plaatjes op eevblog, maar hierbij nog wat datasheets.

De "goedkope" serie van IET
www.bramcam.nl/Diversen/SRL.pdf

Ze zeggen dat dit de beste weerstand is die er is, als iemand een betere kent, dan hoor ik dat graag.
www.bramcam.nl/Diversen/SR102,103,104.pdf

Groet,
Blackdog

You have your way. I have my way. As for the right way, the correct way, and the only way, it does not exist.

Ha blackdog,

Dat zijn mooie weerstanden (ZTC) opgebouwd uit serie en parallel combinatie van (NTC) en (PTC) zo kan je een weerstand waarde bereiken met bijna (ZTC).
Als je draadjes aan je weerstand moet solderen kan je het beste loodvrij gebruiken is mijn ervaring ik soldeer dan zilver nog beter is de draden aanknijpen met verzilverde busjes.

Groet Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.

Vier draads meting d.m.v. een 3458A DMM, 2,7PPM te hoog in waarde.

En zo mag je niet lezen/noteren (dat weet je zelf vast ook wel). Kijk naar de specs in de manual (heb je gedaan) en je ziet bij 2jr oud beduidend hogere afwijkingen tov bv. 24hr.

Wat je afleest is geen waarde maar een range met een zekere betrouwbaarheid;
afleeswaarde ±x,xx% met een betrouwbaarheid van y,yy%.

Bijvoorbeeld 10,0003 ±0,003% / 99,56%.

Bij meten krijg je alleen al in de meetapp. te maken met 3 meetverstoringen; nauwkeurigheidheid, precisie en resolutie.

Vanwaar de drang om op een exacte afleeswaarde te komen? Het is een referentie en referenties behoeven noodzakelijkerwijs niet altijd een mooie ronde waarde te hebben.

Take care to get what you like or you will be forced to like what you get
blackdog

Golden Member

Hi theove

Zoals je al aangeeft, denk ik ondertussen wel op de hoogte te zijn van bijna alle error's die er optreden bij metingen.
Door meerdere meetinstrumenten te gebruiken en door ervaring/testen kan je een grotere zekerheid krijgen. (binnen een bandbreedte)

Ik laat mijn meetinstrumenten meestal weer op "0" zetten (adjusteren bij kalibratie)
Daar ik anders gek wordt van de tabellen die ik moet gaan bijhouden om de gemeten waarden steeds te moeten verrekenen.
Dat weer op zeg 10.0000000V zetten van de 3458A is voor mij een stuk werkbaarder.
In de industrie plak je gewoon de drift in je script en je bent klaar, 10.000000 = 9,999999986V dit verrekend met de drift gemiddeld per maand.
Dan kan je ook nog de omgevings temperatuur hierin verwerken enz, zover ga ik niet, (nog niet :-) )

Het is mijn inziens zinnig als het kan, zo dicht mogelijk bij de gewenste waarde van je referentie object te komen.
Dit vooral bij de eerst oogopslag, het is iets anders al je in een kalibratie lab werkt :-)
Het leest nu eenmaal makelijker af, als ik één van mijn spanmnings referenties aansluit dat het 10.00000V is i.p.v. 10.00004V
Dan moet ik er alnog zeker twee PPM vanaf trekken i.v.m. de drift van deze meter na ruim 2 jaar van zijn laatste Kalibratie.

Ik heb in ieder geval niet de illusie dat de standaarden die ik hier hanteer, een vast gegeven zijn.
Er is een bepaalde bandbreedte van "zekerheid" die kan worden opgebouwd door het opdoen van kennis, veel testen en laten kalibreren.

Groet,
Blackdog

You have your way. I have my way. As for the right way, the correct way, and the only way, it does not exist.
miedema

Golden Member

Gister aan en uit gespeeld om de weerstanden van Blackdog te meten. Ik ben niet verder dan 1 weerstand gekomen....
Het valt niet mee om de laatste digit stabiel te krijgen. Dat lukt eigenlijk alleen als je lang wacht, met gesloten deuren. Opvallend is dan wel dat de temperatuur dan 5 graden kan dalen voordat de waarde 1 laatste digit (=10mΩ) daalt.

Eigenlijk kun je die weerstanden dus pas echt meten als ze in hun dichte, stabiele metalen bakje zitten :-)

Dit overziend heb ik eerst eens gekeken wat nu eigenlijk de nauwkeurigheid van m'n meter (Fluke 8846A) is....
Inmiddels is calibratie al weer meer dan een jaar terug. Toen gaf de meter voor 10kΩ 9,99985kΩ aan (0,15Ω te laag dus).
De nauwkeurigheid van de meter na 1 jaar is 0,01% + 0,001%. Dat geeft dus een onzekerheid op 10k van 1,1Ω. Kortom, die laatste 2 digits zijn eigenlijk zinloos....
(Zodra de weerstanden in hun bakjes zitten, en ik de drift van weerstand en/of meter wil bepalen worden die laatste digits natuurlijk wèl weer relevant)

M'n Vishay Z201 wordt gespecificeerd met een tolerantie van 0,005%.
Dat is dus ruim 20x nauwkeuriger als mijn meter op dit moment.
Wat ik dus ga doen is de standaard met de weerstanden van Blackdog in de buurt van die van de Vishay brengen. (en pas echt nauwkeurig meten als ze in hun bakje zitten)

Zo zal m'n Rhopoint standaard dichter bij de absolute 10kΩ zitten, en is het gedrag van de 2 ook makkelijker te vergelijken.

groet, Gertjan.

miedema

Golden Member

M'n Vishay Z-foil is al weer een paar dagen binnen. Natuurlijk meteen geprobeerd te meten :-)

Dat blijkt het best te gaan door de weerstand (met kelvin klemmen, en samen met een LM35 temperatuur sensor) in een envelop van dik noppenplastic te stoppen. Goed afgesloten duurt het dan minstens een uur voor de eindtemperatuur bereikt is, maar vervolgens blijft de meting uren lang stabiel.

De hele meetopstelling heb ik verhuist naar verschillende plekken in huis, waar de gewenste meettemperatuur heerst. Dan uren later terugkomen, en aflezen...

Zo had ik gisteravond het geheel verhuisd naar de trapkast, waar ook de stadsverwarming zit, en het heerlijk continue 25°C is.
En dit zag ik de volgende ochtend, en dat maakte meteen mijn dag goed:

http://www.miedema.dyndns.org/co/2017/r-standaard/IMG_9305_Vishay-Z-foil-1e-test-600pix.jpg

De bovenste meter geeft de temperatuur uit de LM35 aan: 24,88°C. En de 8846A geeft natuurlijk de weerstandswaarde aan: 9,99985 kΩ

En waarom wordt ik hier nu zo blij van? Dit is het weerstandsgedeelte van het Cal rapport van de 8846A:

http://www.miedema.dyndns.org/co/2017/r-standaard/Fluke-8846A-GJM-Cal-Certificate-600pix.png
klik plaatje voor grotere versie

Dat de gemeten waarde hetzelfde is als op het Calibratie rapport van inmiddels anderhalf jaar terug is een indicatie dat:
- De meter kennelijk erg weinig gedrift heeft in de afgelopen 1,5 jaar.
- Dat die Z-foil erg mooi in het midden van z'n tolerantie zit :-)

Het kan natuurlijk goed zijn dat beide afwijken, maar dezelfde kant op....
Maar de kans dat dat ver van de nominale waarden is lijkt me minder groot.

Ik heb zo ook bij hoge en lage temperaturen gemeten:
16,75°C geeft 9,99979 kΩ
31,12° geeft 9,99961 kΩ

En dat lijkt aardig te kloppen met de paraboolcurve die Vishay opgeeft.

Die temperaturen komen overigens van een LM35 die ik nog niet gecheckt heb, dat is een volgende stap. Op het moment ben ik tussen de bedrijven door een stel LM35 aan het testen op temperatuur.

groet, Gertjan.

rbeckers

Overleden

Dat is bijna te goed!

Maar je gebruikt die 10k om je kalibratie te controleren.
De noodzaak van een oven is voor deze weerstand dus vervallen?

miedema

Golden Member

Ha rbeckers,

Helemaal mee eens.... Als het zó mooi klopt, dan moet er ergens een adder onder het gras zitten :-)

Eerst maar eens zorgen dat die weerstand stabiel in z'n doos terecht komt, dan ga ik pas echt karakteriseren. Ook dan pas ga ik kijken of die afwijkingen bij lagere en hogere temperatuur mooi op de curve uit de datasheet liggen.

Dit was gewoon een eerste indruk. Maar wel een indruk die hoop geeft...

De oven aanpak is van oven expert Blackdog. Mijn aanpak is zonder oven, in een dikwandige doosje alles zo veel mogelijk op kamer temperatuur houden. Dan de (inwendige) temperatuur meten, en die evt. verrekenen.

Inmiddels weet ik overigens dat de LM35 die ik hier gebruikt heb, behoorlijk goed was.

groet!, Gertjan.

blackdog

Golden Member

Hi René,

Zover ik het begrepen had, gaat Gertjan een lijstje/tabel maken die hij bij de weerstand houd,
voor de variatie in de omgevings temperatuur.

Ik hoop wel dat hij meet met zijn Fluke in een stabiele omgeving, want die van mij zijn iets minder dan 1PPM/C op DC 10V.
En DC is makkelijker dan weerstands metingen daar er hierbij meer "error terms" zijn.

Groet,
Blackdog

You have your way. I have my way. As for the right way, the correct way, and the only way, it does not exist.
miedema

Golden Member

Ha Bram,

Voor zover heb je het goed begrepen :-)

M'n meter stond dus ook uren in dezelfde stabiele temperatuur (zonder tocht)
Maar natuurlijk klopt het dat je ook de tempco van de meter mee meet.....

Daarom is die 25°C byzonder. Dat is de nominale waarde van de spec van Vishay, maar het is ook de temperatuur van de Calibratie van de 8846A.

Tijdens het latere gebruik is die tempco van de meter minder interessant. Immers, het gaat om de drift van meter en/of weerstand, die tempco blijft gelijk.
Wel zal ik proberen om altijd bij ongeveer dezelfde temperatuur te meten. Dat doe ik bij m'n spanningsreferenties nu ook al.

groet, Gertjan.

Meestal wordt die 25°C toch in een bereik gegeven? Dus ±1 of soms zelfs ±3 of ± 5 °C.

Ik heb een kleine 3 jaar bij een bedrijf gewerkt waar de meter tijdens alle metingen stabiel moest zijn (alle metingen binnen 2 graden geloof ik) omdat die ook een tempco heeft. Anders was de meting niet geldig en kon je weer opnieuw beginnen. Vooral met temperatuursweeps voor de sensoren was dat erg tijdrovend.

Eigenlijk moet je de weerstand dus onder verschillende temperaturen meten terwijl de meter binnen een te definiëren aantal graden stabiel is. Én ook andersom. Tenzij je weet wat de afwijking is binnen dat bereik (met curve eigenlijk).

Wat blackdog eigenlijk zegt dus.

Ook kan je er met de LM35 een halve graad naast zitten, maar dat is absoluut, als je hem alleen gebruikt om te bekijken of de temperatuur stabiel is binnen een omgeving, kan je er redelijk mee uit de voeten denk ik. Als je dan weer temperaturen wil vergelijken uit bijvoorbeeld je cal rapport is het een ander verhaal.

Uiteraard ontzettend interessant!

Groet,
Giovanni

miedema

Golden Member

Ha Giovanni,

De specificatie van mijn 8846A voor het 10kΩ bereik is: 0,008%+0,001%, 90 dagen na cal, binnen een temperatuursbereik van 18°C tot 28°C
Die 0,008%+0,001% levert dus een onzekerheid van 90 laatste digits op.

Ik heb de temperatuurstabiliteit wel eens gemeten, en kwam daar op 0,5 laatste digit verloop per graad temperatuurs verschil. Vandaar dat Fluke specificeert 18-18°C: Die temperatuursdrift verdwijnt in de veel groter onzekerheid van de rest.

Wat betekend dat in de praktijk?
Als je de absolute waarde van die weerstand wilt bepalen, dan moet je die laatste 2 digits vergeten, Er is geen zekerheid dat die kloppen.
In mijn geval, met de extra info van de calibratie, en de spec van Vishay is er voldoende aanleiding om de 1 na laatste digit wat geloofwaardigheid te geven, de laatste blijft gebakken lucht :-)
En dat is de enige digit die verandert door de omgevingstemperatuur.... (binnen het beperkte kamer temperatuursgebied natuurlijk)

Een ander verhaal wordt het als ik de drift van die weerstand (of m'n meter...) wil vast leggen. Dan is die laatste digit natuurlijk wel belangrijk. Het gaat dan om een relatieve waarde.

Om m'n metingen zo consistent mogelijk te houden helpt het dan om zoveel mogelijk bij dezelfde temperatuur te meten. Met m'n spanningsreferenties doe ik dat altijd in de zomer, rond 23°C. Precies zoal jij deed.

Die LM35 is inderdaad niet zo nauwkeurig. Het elegante van mijn opzet is dat die LM35 permanent in het kastje van de weerstand zit. Je meet dus altijd met dezelfde afwijking. De TC curve verleg je dus alleen maar een halve graad naar links of rechts, en dat maakt weinig uit...

groet, Gertjan.