Distribusi nilai komponen dengan toleransi yang diberikan?


12

Misalkan saya memiliki koleksi bagian-bagian dengan nilai nominal yang sama dan beberapa toleransi, katakanlah 50 Ohm 1% toleransi toleransi. Distribusi nilai komponen aktual apa yang dapat saya harapkan? Saya bisa membayangkan beberapa definisi:

  • Bagian mengikuti distribusi normal dengan standar deviasi 0,5 Ohm
  • 95% bagian akan berada dalam 0,5 Ohm dari nilai nominal
  • 100% bagian akan berada dalam 0,5 Ohm dari nilai nominal
  • ...

Apa definisi teknis sebenarnya dari toleransi komponen?

Alasan saya untuk bertanya adalah bahwa saya ingin mensimulasikan banyak contoh rangkaian tertentu, setiap kali memilih nilai komponen 'realistis', untuk menentukan variasi apa dalam kinerja rangkaian akhir yang dapat saya harapkan, berdasarkan pada toleransi komponen pasif yang mendasarinya.

Jawaban:


6

Anda tidak dapat membuat asumsi tentang distribusi dalam rentang yang ditentukan. 50 Ω ± 1% berarti persis seperti itu. Karena 1% dari 50 Ω adalah 500 mΩ, pabrikan mengatakan bahwa setiap resistor yang Anda dapatkan adalah dari 49,5 Ω hingga 50,5 Ω. Anda tidak dapat membacanya atau berasumsi lebih dari itu.

Ditambahkan:

Beberapa orang telah menunjukkan bahwa mereka mendapatkan nilai-nilai rumpun dari batch. Saya juga sudah melihatnya. Namun, itu tidak mengubah apa pun.

Bergantung pada jenis komponen dan proses pembuatan, pengujian, dan pengaliran, Anda mungkin mendapatkan distribusi yang ketat dalam satu batch. Tetapi kata yang paling penting adalah "kekuatan" . Tidak ada jaminan, dan hanya karena satu batch ketat, Anda tidak dapat membuat asumsi tentang batch berikutnya.

Pertimbangkan beberapa skenario pembuatan yang berbeda:

  • Proses produksinya memiliki toleransi yang baik, sehingga bagian dibuat sesuai dengan nilai tertentu. Setiap bagian diuji, dan outlyer yang jarang dibuang. Dalam hal ini Anda mungkin mendapatkan sesuatu seperti distribusi normal. Pusat mungkin tidak berada di tengah kisaran, tergantung pada suhu, fase bulan, dan spesies ikan mati melambai pada peralatan selama menjalankan.

  • Pabrikan menjual nilai toleransi yang berbeda, dengan toleransi tinggi memiliki harga lebih tinggi. Katakanlah peralatan dapat membuat 1% resistor cukup andal, tetapi tidak sekencang 0,1% andal. Dalam hal ini pabrikan mengukur setiap unit dan unit yang dalam 0,1% diberi label dan dijual dengan demikian dan sisanya diberi label dan dijual sebagai 1%.

    Dalam skenario ini, 0,1% bagian mungkin memiliki distribusi yang cukup merata di seluruh jangkauan mereka. Bagian 1% memiliki lebih dari distribusi normal, kecuali bahwa ada kesenjangan dalam 0,1% dari nilai ideal.

  • Proses produksinya beragam. Setiap bagian diuji dan dijual sebagai nilai yang kebetulan termasuk dalam nilai tersebut. Dalam hal ini Anda akan mendapatkan distribusi yang cukup merata dalam setiap pita toleransi, tetapi mungkin diperlukan banyak bagian untuk melihat distribusi itu.

Ketika Anda tidak tahu apa-apa tentang proses pembuatan, tidak ada yang dapat Anda asumsikan selain setiap bagian berada di suatu tempat dalam kisaran yang ditentukan. Anda harus mempertimbangkan nilai setiap bagian sebagai peristiwa acak terpisah yang tidak dikorel. Kadang-kadang mungkin sebenarnya ada beberapa korelasi antara bagian berurutan, tetapi karena Anda tidak tahu kapan itu, Anda masih harus mengasumsikan tidak ada. Bahkan jika Anda mengukur satu bets dan menemukan korelasi, bets berikutnya adalah peristiwa acak terpisah yang data dari bets sebelumnya tidak terkait. Lagi-lagi Anda tidak bisa berasumsi apa pun.

Singkatnya, jika Anda perlu tahu lebih dari akurasi yang ditentukan oleh pabrikan, Anda harus mengukur setiap bagian secara individual .

Setiap kali Anda melempar koin hasilnya acak dan tidak berkorelasi dengan waktu lain, tetapi Anda masih bisa mendapatkan 3 kepala berturut-turut cukup sering sehingga terlihat seperti pola jika Anda tidak memikirkannya dengan hati-hati.

 


Saya akan menambahkan bahwa itu karena toleransi tidak dihitung secara statistik, tetapi kemungkinan hasil dari proses pengujian pasca-manufaktur yang harus menjamin (setidaknya untuk pemeriksaan spot) sehubungan dengan toleransi
clabacchio

1
@ Biola, saya agak tidak setuju, jika Anda memesan sejumlah besar dari batch yang sama akurasi mereka akan seperti yang dikutip tetapi ketepatan mereka seringkali jauh lebih baik. Saya telah menemukan ketika membeli kelompok besar resistor 10%, resistor cocok satu sama lain dalam 0,5%. Saya setuju, Anda tidak dapat membuat asumsi umum, tetapi ini adalah pengaruh yang akan saya cari dalam jumlah besar yang dibeli. Saya setuju Anda tidak bisa bergantung pada akurasi dalam desain.
Kortuk

@olin ke Kortuk kedua, saya dulu bekerja di komponen memesan komponen toko. Kami cenderung membeli murah karena kami menjual kepada siswa, tetapi dalam paket yang kami pesan, setiap resistor hampir identik. Namun, sering kali mereka semua berada di ekstrem dari persentase yang diiklankan.
Kellenjb

Ketika saya membeli resistor 5% normal, mereka sebenarnya dalam 1% dari nilainya. Dan semua item dari seri yang sama hampir identik. Saya curiga bahwa ini disebabkan oleh proses manufaktur tertentu yang memungkinkan terjadinya penyimpangan lebih dari 1% tetapi sebenarnya tidak mungkin.
Al Kepp

4
  • Anda mungkin harus menandai distribusi berdasarkan produk dunia nyata dari jenis yang Anda hadapi.

  • Masalah merek.

  • Norma industri dapat sangat ditingkatkan oleh produsen yang kompeten.

  • Jangan pernah mengandalkan semua item pengelompokan seketat kebanyakan.

Olin benar (tentu saja) tetapi beberapa pengalaman lapangan dan komentar umum mungkin menarik dan mungkin bernilai.

Anda mungkin dapat mengharapkan proses seperti mengatur nilai resistor untuk mengelompok secara normal tentang nilai nominal TETAPI Anda tidak memiliki kepastian ini.

Saya memiliki sejumlah besar resistor film metal lubang dari Philips pada hari-hari ketika lubang hampir saat ini dan Philips belum menjual mesin yang membuat mereka kepada seseorang di Amerika Selatan (saya pikir itu).

Ini 5% dinilai tetapi menjadi film logam dan menjadi Philips akurasi sebenarnya biasanya jauh lebih baik. Di masa lalu kamu dulu bisa memilih resistor pilihan dengan pengukuran - mereka menyebar cukup baik di kisaran nominal atau di luar. Tetapi resistor ini hampir semuanya sekitar +/- 1% atau sekitar itu. Menemukan resistor di antara sulit untuk dilakukan.

Seseorang jadi bosan. Suatu hari saya mengecam sirkuit dan menggunakan katup resistor di mana 1% OK. Saya memiliki masalah dengan keakuratan dan butuh beberapa saat untuk menemukan bahwa saya telah memilih resistor yang memiliki nilai tengah. Veru tidak biasa tapi ....

TAPI

LED biasanya memiliki [baca Vf (tegangan maju) yang sangat luas. Sedemikian rupa sehingga ada bined tetapi masih sangat luas. Mungkin keseluruhan LED dapat dinilai 2,9 - 3,7 V Vf. Sedikit di ekstrem tetapi mungkin distribusi yang lebih luas dan lebih rata dari biasanya. Dalam beberapa tahun terakhir saya telah memiliki banyak LED dari Nichia dan telah menguji LED dari berbagai produsen - merek terkenal dan tidak pernah didengar. Yang belum pernah Anda dengar sebagian besar tidak ingin Anda dengar !. Kami menggunakan LED Nichia "Raijin" dalam volume yang wajar = NSPWR70CSS-K1. Nichia kooperatif dalam memasok lebih dari data biasa. Satu lembar menunjukkan distribusi Vf untuk beberapa ratus ribu LED yang diambil dari produksi yang sedang berlangsung. Seingat saya mereka mengelompok pada 2,95 +/- 0,05V untuk sekitar 99% produksi. Ada beberapa outlier tetapi mereka sangat sedikit dan jauh. Pengelompokan Vf yang ketat seperti ini sangat tidak biasa. Ini juga terjadi sebagai LED terbaik dalam efisiensi kelasnya yang pernah saya lihat, Sekarang ada yang lebih baik, tetapi selama beberapa tahun ini adalah yang terbaik.

BEGITU:

  • Anda mungkin harus mengkarakterisasi distribusi berdasarkan produk dunia nyata dari jenis yang sedang Anda tangani.

  • Masalah merek.

  • Norma-norma industri mungkin benar-benar diabaikan oleh produsen yang kompeten.

  • Jangan pernah mengandalkan semua item pengelompokan seketat kebanyakan.


Menurut pendapat saya itu benar-benar harus disebut akurasi 1% dan sering memiliki presisi yang jauh lebih tinggi. Kebanyakan orang yang saya kenal menyebutnya resistor presisi 1%, yang secara teknis tidak benar untuk apa yang Anda terima. Saya setuju, Anda tidak dapat bergantung pada itu, karena saya pikir juga olins point.
Kortuk

2

Tergantung dari siapa Anda membeli komponen. Jika pabrikan mengutip bagian mereka untuk memiliki toleransi 1% maka Anda dapat mengharapkan bahwa hampir semua bagian mereka berada dalam spesifikasi tersebut. Mungkin saja ada bagian yang tidak sesuai spesifikasi tetapi akan jauh lebih sedikit dari 5%, mungkin lebih seperti satu dari beberapa juta dan itu tidak mungkin banyak.

Umumnya Anda harus membuka lembar data. Jika lembar data bagian tertentu menentukan bahwa toleransi bagian mengikuti distribusi Gaussian maka Anda dapat menganggap itu. Kalau tidak, itu masih bisa terjadi, tetapi tidak dijamin.

Juga, pikirkan bagaimana produsen dapat menghasilkan resistor. Misalnya, pabrikan dapat memiliki jalur produksi terpisah untuk suku cadang bernilai identik dengan toleransi berbeda, katakanlah 1kOhm 1% jalur, 1kOhm 5% jalur, dan 1kOhm 0,1%. Sebagai alternatif, mereka dapat menghasilkan semua bagian dengan nilai yang sama dalam sekali jalan dan menggunakan beberapa prosedur otomatis untuk mengekstraksi bagian yang lebih baik untuk dijual sebagai bagian dengan toleransi yang lebih tinggi. Misalnya, semua bagian dapat dibuat sebagai resistor 5% 1kOhm. Maka yang jatuh dalam spesifikasi 1% dapat diberi label dan dijual sebagai resistor 1% sementara sisanya dijual sebagai resistor 5%. Ini akan menyebabkan resistor 5% mereka sangat tidak mungkin bertepatan dengan resistensi yang dekat dengan nilai target (1kOhm). Saya tidak mengatakan bahwa ini adalah bagaimana pabrikan benar-benar melakukannya, saya tidak yakin, tapi itu mungkin.

Dave Jones membuat blog video yang bagus tentang topik ini, ini jam yang bagus .. inilah tautannya:

Bagian 1 - eevblog-215-gaussian-resistor

Bagian 2 - eevblog-216-gaussian-resistor-redux

Dengan menggunakan situs kami, Anda mengakui telah membaca dan memahami Kebijakan Cookie dan Kebijakan Privasi kami.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.