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Hermetisch gekapselte Widerstände
Das Problem
Metallfolienwiderstände vom Typ Ultra High Precision Z Foil der Firma VPG haben sehr kleine Temperaturkoeffizienten von typisch <0.2ppm/K laut Datenblatt. Im üblichen Kunststoffvergussgehäuse wird aber der Widerstand durch die Änderung der Luftfeuchtigkeit beeinflusst. Dies kann man schon vermuten wenn man im Datenblatt die Figur 4 genauer betrachtet. Neben der Drift sind weitere Schwankungen von etwa 10ppm-20ppm zu erkennen.
Lösung: Hermetische Kapselung
Durch die hermetische Kapselung kann dieser Einfluss ausgeschlossen werden. Es bleiben somit nur noch Drift und Temperaturabhängigkeit zu beachten. Wir verwenden 4 Sets hermetisch gekapselter Widerstände als Labornormal zur Verkörperung des Ohm mit einer avisierten erweiterten Messunsicherheit von 2ppm. Mit einem Agilent 3458A werden die Widerstände regelmässig gemessen. Die folgende Grafik zeigt die Ergebnisse dieser Messungen bei 10kOhm.
Da nicht alle Messungen mit zuvor korrigiertem DMM erfolgten sind die Absolutwerte in den Anfangsjahren (bis etwa Jahr 3) etwas verfälscht. Man kann aber erkennen, dass sich die Widerstände sehr ähnlich verhalten und die relative Abweichung zueinander über 4 Jahre nur etwa 2.5ppm betrug. Die absolute Änderung betrug über 6 Jahre maximal 10ppm.
In den letzten 3 Jahren betrug die absolute Änderung weniger als 2.5ppm für alle 4 Widerstände.
Fazit
Die hermetisch gekapselten Widerstände der Firma VPG eignen sich als unkomplizierte Normale bei erweiterten Messunsicherheiten von 2ppm. Bei dieser avisierten Messunsicherheit muss jedoch die anfängliche Drift durch ein verkürztes Kalibrierintervall überbrückt werden. Durch die Verwendung von mehreren Widerständen kann eine abnormale Abweichung eines einzelnen Widerstandes zuverlässig erkannt werden.