假设我有一组具有相同标称值和一些容差的零件,比如 50 欧姆 1% 容差电阻器。我可以期望实际组件值的分布是什么?我可以想象几个定义:
- 零件服从标准偏差为 0.5 欧姆的正态分布
- 95% 的零件将在标称值的 0.5 欧姆范围内
- 100% 的零件将在标称值的 0.5 欧姆范围内
- ...
元件公差的实际技术定义是什么?
我提出问题的原因是,我希望模拟特定电路的许多实例,每次选择“现实”元件值,以确定我可以预期的最终电路性能的变化,基于底层无源元件的容差。
假设我有一组具有相同标称值和一些容差的零件,比如 50 欧姆 1% 容差电阻器。我可以期望实际组件值的分布是什么?我可以想象几个定义:
元件公差的实际技术定义是什么?
我提出问题的原因是,我希望模拟特定电路的许多实例,每次选择“现实”元件值,以确定我可以预期的最终电路性能的变化,基于底层无源元件的容差。
您不能对指定范围内的分布做出任何假设。50 Ω ±1% 就是这个意思。由于 50 Ω 的 1% 是 500 mΩ,因此制造商说您得到的任何一个电阻器都将从 49.5 Ω 到 50.5 Ω。你不能读懂它或假设更多。
有些人指出,他们从一批中获得了紧密聚集的值。我也看到了。然而,这并没有改变。
根据零件的类型以及制造、测试和分箱过程,您可能会在批次中获得紧密的分布。但最重要的词是“可能”。没有保证,仅仅因为一批很紧,你不能对下一批做出假设。
考虑几个不同的制造场景:
在这种情况下,0.1% 的部分可能在其范围内具有相当均匀的分布。1% 的部分具有更多的正态分布,只是在理想值的 0.1% 范围内存在差距。
当您对制造过程一无所知时,除了每个零件都将在指定范围内的某个位置之外,您无法假设。您必须将每个部分的值视为单独的不相关随机事件。有时,顺序部分之间实际上可能存在某种相关性,但由于您不知道何时存在,您仍然不得不假设不存在。即使您测量一个批次并找到相关性,下一批也是一个单独的随机事件,与前一批的数据无关。再次,你不能假设任何事情。
总而言之,如果您需要了解的超出制造商指定的精度,则必须单独测量每个零件。
每次你掷硬币时,结果都是随机的,并且与其他时间无关,但如果你不仔细考虑的话,你仍然可以经常连续出现 3 个正面,看起来像一个模式。
您可能必须根据您正在处理的类型的真实世界产品来表征分布。
品牌很重要。
有能力的制造商可能会大大改进行业规范。
永远不要像大多数人那样依赖所有项目的紧密聚类。
Olin 是正确的(当然),但一些现场经验和一般性评论可能会引起人们的兴趣,并且可能很有价值。
您可能会期望像设置电阻值这样的过程通常围绕标称值聚集,但您不确定这一点。
在通孔几乎是流行的日子里,我有大量飞利浦的通孔金属膜电阻器,而飞利浦还没有将制造它们的机器卖给南美洲的某个人(我认为是)。
这些是 5% 的评级,但金属膜和飞利浦的实际精度通常要好得多。在过去的美好时光里,您曾经能够通过测量来选择电阻器 - 它们在标称范围或超出标称范围内分布得相当好。但这些电阻几乎都在 +/-1% 左右。在中间找到一个电阻器很难。
一个变得无聊。有一天,我启动了一个电路并使用了 1% 还可以的电阻值。我遇到了精度问题,花了一些时间才发现我选择了一个偏离中心值的电阻。Veru 不寻常,但......
但
LEDS 通常具有非常宽的 s[read of Vf(正向电压)。如此之多,以至于这些都被分箱了,但仍然很宽。也许总体而言,LED 的额定电压可能为 2.9 - 3.7V Vf。在极端情况下很少,但可能比正常情况更广泛和更平坦。近年来,我购买了很多 Nichia 的 LED,并测试了众多制造商的 LED——知名品牌,但从未听说过。您在很大程度上不想听到的从未听说过!我们最终使用了一个 Nichia “Raijin” LED,体积合理 = NSPWR70CSS-K1。Nichia 合作提供了比平时更多的数据。一张表显示了从正在进行的生产中获取的数十万个 LED 的 Vf 分布。我记得它们在大约 99% 的生产中聚集在 2.95 +/- 0.05V。有一些异常值,但它们很少而且很远。如此紧密的 Vf 聚类是非常非常不寻常的。它也恰好是我所见过的同类效率中最好的 LED,现在有更好的但几年来这是最好的它只有 50 mA 的额定电流。
所以:
您可能必须根据 yu 正在处理的真实世界产品来表征分布。
品牌很重要。
有能力的制造商可能会完全忽视行业规范。
永远不要像大多数人那样依赖所有项目的紧密聚类。
这取决于您从谁那里购买组件。如果制造商引用其零件的公差为 1%,那么您可以预期几乎所有零件都在该规格范围内。一个零件可能不符合规格,但它会远低于 5%,可能更像是几百万分之一,而且不太可能超出很多。
通常,您需要查看数据表。如果特定零件的数据表指定零件的公差遵循高斯分布,那么您可以假设。否则它仍然可能是这种情况,但不能保证。
另外,想想制造商如何生产电阻器。例如,制造商可能对具有不同容差的相同价值的零件有单独的生产线,例如 1kOhm 1% 生产线、1kOhm 5% 生产线和 1kOhm 0.1% 生产线。或者,他们可以在一次运行中生产所有价值相同的零件,并使用一些自动化程序来提取规格更好的零件,作为更高公差的零件出售。例如,所有部件都可以创建为 1kOhm 5% 的电阻器。然后,那些在 1% 规格范围内的可能会被贴上标签并作为 1% 电阻器出售,而其余的则作为 5% 电阻器出售。这将导致他们的 5% 电阻器不太可能与接近目标值 (1kOhm) 的电阻一致。我并不是说制造商实际上是这样做的,我不确定,但这是可能的。
戴夫琼斯就这个主题做了一个很棒的视频博客,这是一个很棒的手表。这是链接:
在此处添加已经很好的答案。如果您对设计进行容差分析,并且在设计中多次使用相同的零件编号,则需要假设所有零件都是相关的,因为这些零件可能来自某个批次和相同的制造运行。