Distribuição dos valores dos componentes com uma determinada tolerância?
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Suponha que eu tenha uma coleção de peças com o mesmo valor nominal e alguma tolerância, digamos resistores de tolerância de 50 Ohm a 1%. Que distribuição dos valores reais dos componentes posso esperar? Eu posso imaginar várias definições:
As peças seguem uma distribuição normal com desvio padrão de 0,5 Ohms
95% das peças estarão dentro de 0,5 Ohms do valor nominal
100% das peças estarão dentro de 0,5 Ohms do valor nominal
...
Qual é a definição técnica real de tolerância de componente?
Minha razão para perguntar é que desejo simular muitas instâncias de um circuito específico, sempre selecionando valores de componentes 'realistas', para determinar qual variação no desempenho final do circuito posso esperar, com base nas tolerâncias dos componentes passivos subjacentes.
Você não pode fazer suposições sobre a distribuição dentro do intervalo especificado. 50 ± 1% significa exatamente isso. Como 1% de 50 Ω é 500 mΩ, o fabricante está dizendo que qualquer resistor que você obter será de 49,5 Ω a 50,5 Ω. Você não pode ler ou assumir mais do que isso.
Adicionado:
Algumas pessoas apontaram que obtiveram valores fortemente agrupados de um lote. Eu também vi isso. No entanto, isso não muda nada.
Dependendo do tipo de peça e dos processos de fabricação, teste e escaneamento, é possível obter uma distribuição restrita dentro de um lote. Mas a palavra mais importante é "poder" . Não há garantia, e apenas porque um lote estava apertado, você não pode fazer suposições sobre o próximo lote.
Considere alguns cenários diferentes de fabricação:
O processo de produção tem boa tolerância; portanto, as peças são fabricadas com valores específicos. Cada parte é testada e o exterior raro é descartado. Nesse caso, você provavelmente obtém algo como uma distribuição normal. O centro pode não estar no centro da faixa, dependendo da temperatura, fase da lua e espécies de peixes mortos que ondulavam sobre o equipamento durante a corrida.
O fabricante vende diferentes graus de tolerância, com a alta tolerância a um preço mais alto. Digamos que o equipamento possa produzir 1% de resistências com confiabilidade suficiente, mas não tão apertado quanto 0,1% com confiabilidade. Nesse caso, o fabricante mede cada unidade e as unidades de 0,1% são rotuladas e vendidas como tal e o restante é rotulado e vendido como 1%.
Nesse cenário, as partes de 0,1% provavelmente têm uma distribuição bastante uniforme em toda a faixa. As partes de 1% têm uma distribuição mais normal, exceto que existe uma lacuna dentro de 0,1% do valor ideal.
O processo de produção tem ampla variação. Cada peça é testada e vendida conforme o valor em que ela se enquadra. Nesse caso, você obteria uma distribuição bastante uniforme dentro de cada faixa de tolerância, mas pode levar um grande número de partes para ver essa distribuição.
Quando você não sabe nada sobre o processo de fabricação, não há nada que possa assumir, exceto que cada peça estará em algum lugar dentro do intervalo especificado. Você deve considerar o valor de cada parte como um evento aleatório não correlacionado separado. Às vezes, de fato, pode haver alguma correlação entre partes seqüenciais, mas como você não sabe quando é isso, ainda volta a supor que não há. Mesmo se você medir um lote e encontrar uma correlação, o próximo lote é um evento aleatório separado para o qual os dados do lote anterior não são relacionados. Novamente, você não pode assumir nada.
Em resumo, se você precisar saber mais do que a precisão especificada pelo fabricante, precisará medir cada peça individualmente .
Cada vez que você joga uma moeda, o resultado é aleatório e sem correlação com outras ocasiões, mas você ainda pode obter 3 cabeças seguidas com a frequência suficiente para parecer um padrão, se não pensar com cuidado.
Eu acrescentaria que é porque a tolerância não é calculada estatisticamente, mas é provavelmente o resultado de um processo de teste pós-fabricação que deve garantir (pelo menos para verificações no local) o respeito pela tolerância
clabacchio
1
@olin, discordo um pouco, se você solicitar um número grande do mesmo lote, a precisão será a citada, mas a precisão geralmente é muito melhor. Descobri que ao comprar um grande grupo de resistores de 10%, os resistores se encaixavam em 0,5%. Concordo que você não pode fazer suposições gerais, mas esse é um efeito que eu procuraria em um lote grande comprado. Concordo que você não pode depender dessa precisão em um design.
precisa saber é o seguinte
Desde o segundo Kortuk, eu costumava trabalhar em uma loja de peças solicitando componentes. Nós tendíamos a comprar barato enquanto vendíamos para os estudantes, mas em qualquer pacote que pedimos, todos os resistores eram quase idênticos. No entanto, muitas vezes eles estavam todos no extremo da porcentagem anunciada.
precisa saber é o seguinte
Quando compro resistores normais de 5%, eles estão dentro de 1% de seus valores. E todos os itens da mesma série são quase idênticos. Suspeito que isso se deva ao processo de fabricação específico de que um desvio de mais de 1% é aqui possível, mas na verdade improvável.
Al Kepp
4
Você provavelmente precisará caracterizar distribuições com base em produtos do mundo real do tipo com o qual está lidando.
A marca importa.
As normas da indústria podem ser bastante aprimoradas por fabricantes competentes.
Nunca confie em todos os itens de agrupamento tão firmemente quanto a maioria.
Olin está correto (é claro), mas algumas experiências de campo e comentários gerais podem ser de interesse e possivelmente de valor.
Você provavelmente pode esperar que processos como a configuração de valores de resistores se agrupem normalmente sobre o valor nominal, MAS você não tem certeza disso.
Eu tinha um grande número de resistores de filme de metal passante da Philips nos dias em que o orifício passante estava quase atual e a Philips não havia vendido as máquinas que os levaram a alguém na América do Sul (acho que sim).
Estes foram classificados em 5%, mas sendo filme metálico e sendo Philips, a precisão real era geralmente muito melhor. Nos seus bons e velhos dias, você costumava selecionar um resistor de escolha por medição - eles se espalham razoavelmente bem na faixa nominal ou além. Mas esses resistores tinham quase +/- 1% ou aproximadamente. Encontrar um resistor entre eles foi difícil.
Um fica blase. Um dia, amarrei um circuito e usei válvulas de resistores onde 1% estava OK. Eu tive problemas com precisão e demorou um pouco para descobrir que havia escolhido um resistor que estava bem fora do valor central. Veru incomum, mas ...
MAS
Os LEDs geralmente têm uma largura muito grande [leitura de Vf (tensão direta). Tanto é assim que eles estão no lixo, mas ainda são muito amplos. Talvez um LED em geral possa ser classificado como 2,9 - 3,7V Vf. Poucos extremos, mas provavelmente uma distribuição mais ampla e mais plana que o normal. Nos últimos anos, recebi muitos LEDs da Nichia e testei LEDs de vários fabricantes - marca bem conhecida e nunca ouvida. O nunca ouviu falar de você em grande parte não quer ouvir !. Concluímos usando um LED Nichia "Raijin" em volume razoável = NSPWR70CSS-K1. A Nichia cooperou no fornecimento de mais do que o normal. Uma folha mostrava distribuições Vf para várias centenas de milhares de LEDs retirados da produção em andamento. Pelo que me lembro, eles se agrupam a 2,95 ± 0,05V para cerca de 99% da produção. Existem alguns discrepantes, mas são muito poucos e muito além. Esse agrupamento Vf apertado é muito incomum. Também acontece que seja o melhor LED da sua classe em eficiência de classe que eu já vi. Agora há melhor, mas por vários anos esse foi o melhor São apenas 50 mA com classificação.
ASSIM:
Você provavelmente precisará caracterizar distribuições com base em produtos do mundo real do tipo com o qual você está lidando.
A marca importa.
As normas da indústria podem ser totalmente ignoradas pelos fabricantes competentes.
Nunca confie em todos os itens de agrupamento tão firmemente quanto a maioria.
Na minha opinião, ele realmente deve ser chamado de precisão de 1% e geralmente possui uma precisão muito maior. A maioria das pessoas que conheço as chama de resistores de precisão de 1%, o que não é tecnicamente correto para o que você recebe. Eu concordo, porém, você não pode confiar nisso, como eu acho que também foi o ponto de vista de Olins.
Kortuk
2
Depende de quem você compra seus componentes. Se um fabricante citar suas peças para ter uma tolerância de 1%, então você pode esperar que praticamente todas as peças estejam dentro dessa especificação. Pode ser possível que uma peça esteja fora da especificação, mas seria muito menor que 5%, provavelmente mais como uma em alguns milhões e é improvável que ela saia muito.
Geralmente você precisa seguir a folha de dados. Se a folha de dados da peça específica especificar que a tolerância das peças segue uma distribuição gaussiana, você pode assumir isso. Caso contrário, ainda pode ser o caso, mas não é garantido.
Além disso, pense em como os fabricantes podem produzir resistores. Por exemplo, um fabricante pode ter linhas de produção separadas para peças com valores idênticos e com tolerâncias diferentes, como uma linha de 1kOhm a 1%, uma linha de 1kOhm a 5% e uma 1kOhm a 0,1%. Como alternativa, eles podem produzir todas as peças com o mesmo valor em uma única execução e usar algum procedimento automatizado para extrair as melhores peças especificadas para serem vendidas como peças com maior tolerância. Por exemplo, todas as peças podem ser criadas como resistores de 1kOhm a 5%. Em seguida, os que caem dentro da especificação de 1% podem ser rotulados e vendidos como resistores de 1%, enquanto o restante é vendido como resistores de 5%. Isso levaria a que seus resistores de 5% dificilmente coincidissem com uma resistência próxima ao valor-alvo (1kOhm). Não estou dizendo que é assim que o fabricante realmente faz isso, não tenho certeza, mas é possível.
Dave Jones fez um ótimo blog de vídeo sobre esse tópico, é um ótimo relógio. Aqui está o (s) link (s):
Você provavelmente precisará caracterizar distribuições com base em produtos do mundo real do tipo com o qual está lidando.
A marca importa.
As normas da indústria podem ser bastante aprimoradas por fabricantes competentes.
Nunca confie em todos os itens de agrupamento tão firmemente quanto a maioria.
Olin está correto (é claro), mas algumas experiências de campo e comentários gerais podem ser de interesse e possivelmente de valor.
Você provavelmente pode esperar que processos como a configuração de valores de resistores se agrupem normalmente sobre o valor nominal, MAS você não tem certeza disso.
Eu tinha um grande número de resistores de filme de metal passante da Philips nos dias em que o orifício passante estava quase atual e a Philips não havia vendido as máquinas que os levaram a alguém na América do Sul (acho que sim).
Estes foram classificados em 5%, mas sendo filme metálico e sendo Philips, a precisão real era geralmente muito melhor. Nos seus bons e velhos dias, você costumava selecionar um resistor de escolha por medição - eles se espalham razoavelmente bem na faixa nominal ou além. Mas esses resistores tinham quase +/- 1% ou aproximadamente. Encontrar um resistor entre eles foi difícil.
Um fica blase. Um dia, amarrei um circuito e usei válvulas de resistores onde 1% estava OK. Eu tive problemas com precisão e demorou um pouco para descobrir que havia escolhido um resistor que estava bem fora do valor central. Veru incomum, mas ...
MAS
Os LEDs geralmente têm uma largura muito grande [leitura de Vf (tensão direta). Tanto é assim que eles estão no lixo, mas ainda são muito amplos. Talvez um LED em geral possa ser classificado como 2,9 - 3,7V Vf. Poucos extremos, mas provavelmente uma distribuição mais ampla e mais plana que o normal. Nos últimos anos, recebi muitos LEDs da Nichia e testei LEDs de vários fabricantes - marca bem conhecida e nunca ouvida. O nunca ouviu falar de você em grande parte não quer ouvir !. Concluímos usando um LED Nichia "Raijin" em volume razoável = NSPWR70CSS-K1. A Nichia cooperou no fornecimento de mais do que o normal. Uma folha mostrava distribuições Vf para várias centenas de milhares de LEDs retirados da produção em andamento. Pelo que me lembro, eles se agrupam a 2,95 ± 0,05V para cerca de 99% da produção. Existem alguns discrepantes, mas são muito poucos e muito além. Esse agrupamento Vf apertado é muito incomum. Também acontece que seja o melhor LED da sua classe em eficiência de classe que eu já vi. Agora há melhor, mas por vários anos esse foi o melhor São apenas 50 mA com classificação.
ASSIM:
Você provavelmente precisará caracterizar distribuições com base em produtos do mundo real do tipo com o qual você está lidando.
A marca importa.
As normas da indústria podem ser totalmente ignoradas pelos fabricantes competentes.
Nunca confie em todos os itens de agrupamento tão firmemente quanto a maioria.
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Depende de quem você compra seus componentes. Se um fabricante citar suas peças para ter uma tolerância de 1%, então você pode esperar que praticamente todas as peças estejam dentro dessa especificação. Pode ser possível que uma peça esteja fora da especificação, mas seria muito menor que 5%, provavelmente mais como uma em alguns milhões e é improvável que ela saia muito.
Geralmente você precisa seguir a folha de dados. Se a folha de dados da peça específica especificar que a tolerância das peças segue uma distribuição gaussiana, você pode assumir isso. Caso contrário, ainda pode ser o caso, mas não é garantido.
Além disso, pense em como os fabricantes podem produzir resistores. Por exemplo, um fabricante pode ter linhas de produção separadas para peças com valores idênticos e com tolerâncias diferentes, como uma linha de 1kOhm a 1%, uma linha de 1kOhm a 5% e uma 1kOhm a 0,1%. Como alternativa, eles podem produzir todas as peças com o mesmo valor em uma única execução e usar algum procedimento automatizado para extrair as melhores peças especificadas para serem vendidas como peças com maior tolerância. Por exemplo, todas as peças podem ser criadas como resistores de 1kOhm a 5%. Em seguida, os que caem dentro da especificação de 1% podem ser rotulados e vendidos como resistores de 1%, enquanto o restante é vendido como resistores de 5%. Isso levaria a que seus resistores de 5% dificilmente coincidissem com uma resistência próxima ao valor-alvo (1kOhm). Não estou dizendo que é assim que o fabricante realmente faz isso, não tenho certeza, mas é possível.
Dave Jones fez um ótimo blog de vídeo sobre esse tópico, é um ótimo relógio. Aqui está o (s) link (s):
Parte 1 - eevblog-215-gaussian-resistores
Parte 2 - eevblog-216-gaussian-resistor-redux
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