汽車電子系統(tǒng)中的電流傳感：選擇合適的電阻器

長期穩(wěn)定性對于任何傳感器都極為重要，因為即使在使用數(shù)年之后，用戶仍希望它能夠保持最初校準(zhǔn)的精度。這意味著電阻材料必須耐腐蝕，而且在使用壽命周期內(nèi)不得發(fā)生任何合金成分變化。介質(zhì)均勻的復(fù)合合金Manganin、Zeranin和Isaohm經(jīng)過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)腻憻头€(wěn)定處理從而達(dá)到熱力學(xué)基本狀態(tài)。這類的合金的穩(wěn)定性可以保持在ppm/年范圍內(nèi)，就像百余年來Isabellenhütte（伊薩公司）憑借其作為國際檢測定標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)電阻器向世人所展示和證實的一樣。

圖表中展示了在140°C溫度下工作超過1000小時的貼片電阻器的穩(wěn)定性曲線。大約-0.2%的輕微漂移是由于生產(chǎn)過程中微小變形所導(dǎo)致的柵格缺損的所引起的，并且說明元件進(jìn)一步趨于穩(wěn)定，也就是說穩(wěn)定性將變得更好。阻值漂移速度很大程度取決于溫度，因此溫度在+100℃時，這種漂移實際是檢測不出來的。



四端子連接技術(shù)

在低阻值電阻器的情況下端子及引線的影響是不能被忽略的，因此必須直接連接電阻材料兩端的附加端子來進(jìn)行電壓檢測。

示例說明有缺陷的電阻結(jié)構(gòu)和不恰當(dāng)?shù)牟季€設(shè)計會引起非常大的誤差。一個10mOhm兩端子繞線電阻，銅引線的電阻占據(jù)了總電阻的20%，而僅一小段4mm的銅引線便可使電阻產(chǎn)生100%的偏差。

盡管端子和引線的冗余電阻可以通過補(bǔ)償校準(zhǔn)來消除，但它對總電阻的溫度系數(shù)有著極大的影響。（如下圖所示）

盡管在本示例中，銅的比例極小，僅占2%（與上述示例中24%形成鮮明對比，TCR還是從接近零增至大約+80ppm/K。這意味著在產(chǎn)品規(guī)格書中給出所使用電阻材料TCR值的做法是絕對沒有價值的。

由電子束焊接的合成材料Cu-Manganin-Cu制造的電阻器實際上具有非常低的端子電阻，并且通過合適的布線設(shè)計，可以重新使用兩端子結(jié)構(gòu)電阻器，通過合理布板設(shè)計、焊接等實現(xiàn)四端子連接性能。但是，在設(shè)計布局過程中，務(wù)必注意電阻器中的電流通路不能觸及電壓連接線（電壓傳感線路）。如果可能，應(yīng)將傳感線路從電阻器內(nèi)部以微帶線的形式連接到端子。

高功率負(fù)荷

由于與銅相比，電阻材料的熱導(dǎo)性相對較弱，而且電阻器大多數(shù)使用厚度介于20-150μm之間的蝕刻結(jié)構(gòu)的合金箔，因此不可能通過電阻材料將功耗轉(zhuǎn)化成的熱量傳導(dǎo)到端子中。所以Isa-Plan系列電阻采用一種很薄的、導(dǎo)熱性強(qiáng)的粘合劑來將電阻合金箔粘在一種同樣具有良好導(dǎo)熱性的基板上（銅或鋁）。通過這種方式可以非常有效地將熱量通過基板和端子散發(fā)到外部，最終實現(xiàn)相對很低的熱內(nèi)阻（通常為10-30K/W）。

反過來，這種結(jié)構(gòu)的電阻可以在非常高的端子溫度下滿負(fù)荷工作，也就是說功率折減點在很高的溫度下才出現(xiàn)；同時電阻材料的最高溫度可以維持在較低水平，這就可以有效改善電阻的長期穩(wěn)定性和因溫度而引起的阻值變化。

使用復(fù)合材料的極低阻值電阻器，Manganin橫截面積及機(jī)械強(qiáng)度非常之大，以至于無需使用任何基板，這也就意味著電阻材料具有非常好的導(dǎo)熱性及相對低的熱內(nèi)阻。例如對于1毫歐的電阻，熱內(nèi)阻大約10K/W，對于100微歐的電阻，熱內(nèi)阻甚至只有1K/W。