Rozkład wartości składników przy danej tolerancji?

Załóżmy, że mam kolekcję części o tej samej wartości nominalnej i pewnej tolerancji, powiedzmy, że rezystory tolerancji 50 Ω 1%. Jakiego rozkładu rzeczywistych wartości składników mogę się spodziewać? Mogę sobie wyobrazić kilka definicji:

• Części mają rozkład normalny z odchyleniem standardowym 0,5 oma
• 95% części będzie w zakresie 0,5 oma wartości nominalnej
• 100% części będzie w zakresie 0,5 oma wartości nominalnej
• ...

Jaka jest rzeczywista techniczna definicja tolerancji części?

Powodem mojego pytania jest to, że chcę symulować wiele wystąpień określonego obwodu, każdorazowo wybierając „realistyczne” wartości składników, aby określić, jakiej zmienności w wydajności obwodu końcowego mogę się spodziewać, w oparciu o tolerancje podstawowych elementów pasywnych.

Nie można przyjmować żadnych założeń dotyczących dystrybucji w określonym zakresie. 50 Ω ± 1% oznacza dokładnie to. Ponieważ 1% z 50 Ω wynosi 500 mΩ, producent twierdzi, że każdy otrzymany rezystor będzie miał wartość od 49,5 Ω do 50,5 Ω. Nie możesz w niej czytać ani zakładać więcej.

Dodany:

Niektóre osoby zwróciły uwagę na to, że otrzymały ściśle zlepione wartości z partii. Też to widziałem. To jednak niczego nie zmienia.

W zależności od rodzaju części i produkcji, testowania i procesy binning, to może dostać napięty rozkład wewnątrz partii. Ale najważniejsze słowo to „potęga” . Nie ma gwarancji, a tylko dlatego, że jedna partia była napięta, nie można przyjmować założeń dotyczących następnej.

Rozważ kilka różnych scenariuszy produkcji:

• Proces produkcji ma dobrą tolerancję, więc części są wytwarzane według określonych wartości. Każda część jest testowana, a rzadki outsider jest odrzucany. W takim przypadku prawdopodobnie otrzymasz coś w stylu normalnej dystrybucji. Centrum może jednak nie znajdować się w środku zakresu, w zależności od temperatury, fazy księżyca i gatunków martwych ryb, które machały nad sprzętem podczas biegu.

• Producent sprzedaje różne klasy tolerancji, przy czym wysoka tolerancja ma wyższą cenę. Powiedzmy, że sprzęt może wytwarzać rezystory 1% wystarczająco niezawodnie, ale nie tak szczelnie jak .1% niezawodnie. W tym przypadku producent mierzy każdą jednostkę, a te w granicach .1% są oznakowane i sprzedawane jako takie, a reszta jest oznaczana i sprzedawana jako 1%.

  W tym scenariuszu części .1% prawdopodobnie mają dość równomierny rozkład w całym zakresie. Części 1% mają więcej rozkładu normalnego, z tym wyjątkiem, że istnieje przerwa w granicach 0,1% wartości idealnej.

• Proces produkcji ma szeroki zakres. Każda część jest testowana i sprzedawana jako wartość, w jakiej się mieści. W takim przypadku uzyskasz dość równomierny rozkład w obrębie każdego pasma tolerancji, ale zobaczenie tego rozkładu może zająć dużą liczbę części.

Jeśli nic nie wiesz o procesie produkcyjnym, nie możesz nic założyć, że każda część znajdzie się gdzieś w określonym zakresie. Musisz wziąć pod uwagę wartość każdej części jako osobne, niepotwierdzone, losowe wydarzenie. Czasami może istnieć pewna korelacja między częściami sekwencyjnymi, ale ponieważ nie wiesz, kiedy to jest, nadal musisz wrócić do założenia, że ​​tak nie jest. Nawet jeśli zmierzysz jedną partię i znajdziesz korelację, kolejna partia jest osobnym zdarzeniem losowym, dla którego dane z poprzedniej partii nie są ze sobą powiązane. Znów nie możesz niczego założyć.

Podsumowując, jeśli chcesz wiedzieć więcej niż dokładność określona przez producenta, musisz zmierzyć każdą część osobno .

Za każdym razem, gdy rzucasz monetą, wynik jest losowy i niezwiązany z innymi czasami, ale nadal możesz uzyskać 3 głowy z rzędu wystarczająco często, aby wyglądać jak wzór, jeśli nie przemyślisz go dokładnie.

• Prawdopodobnie musisz scharakteryzować dystrybucje oparte na produktach rzeczywistego typu, z którymi masz do czynienia.

• Marka ma znaczenie.

• Kompetentni producenci mogą znacznie poprawić normy branżowe.

• Nigdy nie polegaj na grupowaniu wszystkich elementów tak ściśle, jak większość.

Olin ma rację (oczywiście), ale pewne doświadczenia terenowe i ogólny komentarz mogą być interesujące i być może cenne.

Prawdopodobnie można oczekiwać, że procesy takie jak ustawianie wartości rezystora będą normalnie skupiać się wokół wartości nominalnej, ALE nie masz co do tego pewności.

Miałem dużą liczbę oporowych metalowych rezystorów foliowych od Philipsa w czasach, gdy przelotowy otwór był prawie aktualny, a Philips nie sprzedał maszyn, które zrobiły go komuś w Ameryce Południowej (tak myślę).

Zostały one ocenione w 5%, ale jako metalowa, a będąc Philipsem, rzeczywista dokładność była zwykle znacznie lepsza. W dawnych dobrych czasach można było wybrać rezystor na podstawie pomiaru - rozkładają się dość dobrze w całym zakresie nominalnym lub poza nim. Ale te oporniki były prawie w przybliżeniu +/- 1% lub mniej więcej. Znalezienie rezystora w betyween było trudne.

Jeden dostaje blask. Pewnego dnia załączyłem obwód i użyłem zaworów oporowych, w których 1% było w porządku. Miałem problemy z dokładnością i zajęło mi trochę czasu odkrycie, że wybrałem rezystor, który był znacznie poza wartością centralną. Veru niezwykłe, ale ...

ALE

Diody LED mają zwykle bardzo szerokie s [odczyt Vf (napięcie przewodzenia). Tak bardzo, że są one podzielone na bin, ale nadal są bardzo szerokie. Może ogólnie dioda LED może być oceniana jako 2,9 - 3,7 V Vf. Niewielu w skrajnościach, ale prawdopodobnie szerszy i bardziej płaski rozkład niż zwykle. W ostatnich latach miałem wiele diod LED od Nichii i testowałem diody LED wielu producentów - marki znanej i nigdy nie słyszącej. Nigdy nie słyszałem o tych, o których w większości nie chcesz słyszeć! Skorzystaliśmy z diody LED Nichia „Raijin” w rozsądnej objętości = NSPWR70CSS-K1. Nichia współpracował w dostarczaniu więcej niż zwykle danych. Jeden arkusz pokazał rozkłady Vf dla kilkuset tysięcy diod LED pobranych z bieżącej produkcji. O ile pamiętam, skupiają się przy 2,95 +/- 0,05 V przez około 99% produkcji. Istnieje kilka wartości odstających, ale są one bardzo nieliczne i dalekie od siebie. Tak ścisłe grupowanie Vf jest bardzo, bardzo nietypowe. Zdarza się również, że jest to najlepsza dioda LED w swojej klasie pod względem wydajności, jaką widziałem. Są teraz lepsze, ale przez kilka lat było to najlepsze. Niestety tylko 50 mA.

WIĘC:

• Prawdopodobnie musisz scharakteryzować dystrybucje oparte na produktach rzeczywistego typu, z którymi masz do czynienia.

• Marka ma znaczenie.

• Kompetentni producenci mogą całkowicie ignorować normy branżowe.

• Nigdy nie polegaj na grupowaniu wszystkich elementów tak ściśle, jak większość.

To zależy od tego, od kogo kupujesz komponenty. Jeśli producent podaje swoje części z tolerancją 1%, można oczekiwać, że praktycznie wszystkie ich części mieszczą się w tej specyfikacji. Możliwe, że część jest niezgodna ze specyfikacją, ale byłaby o wiele mniejsza niż 5%, prawdopodobnie bardziej jak jedna na kilka milionów i jest mało prawdopodobna.

Ogólnie rzecz biorąc, musisz przejść do arkusza danych. Jeśli arkusz danych konkretnej części określa, że ​​tolerancja części jest zgodna z rozkładem Gaussa, można to założyć. W przeciwnym razie może tak być, ale nie jest to gwarantowane.

Pomyśl także o tym, jak producenci mogą wytwarzać rezystory. Na przykład producent może mieć oddzielne linie produkcyjne dla części o identycznej wartości z różnymi tolerancjami, np. Linia 1kOhm 1%, linia 1kOhm 5% i 1kOhm 0,1%. Alternatywnie mogą wytwarzać wszystkie części o tej samej wartości w jednym cyklu i stosować zautomatyzowaną procedurę w celu wydobycia części o lepszej specyfikacji, które zostaną sprzedane jako części o wyższej tolerancji. Na przykład wszystkie części można utworzyć jako rezystory 1kOhm 5%. Następnie te, które mieszczą się w 1% specyfikacji, mogą być oznaczone i sprzedawane jako 1% rezystory, podczas gdy pozostałe są sprzedawane jako 5% rezystory. Doprowadziłoby to do tego, że ich 5% rezystory nie powinny zbiegać się z rezystancją zbliżoną do wartości docelowej (1kOhm). Nie twierdzę, że tak właśnie robi to producent, nie jestem pewien, ale jest to możliwe.

Dave Jones napisał świetny blog wideo na ten temat, to świetny zegarek .. oto link (y):

Część 1 - eevblog-215-gaussian-resistors

Część 2 - eevblog-216-gaussian-resistor-redux