Az ellenállás színkódjában a számjegysávok, a szorzósáv és a tűréssáv eltérő adatot jelentenek. Négy sávnál két számjegyet olvasol össze; öt sávnál hármat. Ezt követi a szorzó, végül a névleges értékhez viszonyított százalékos tűrés.
A jelölésből kapott ellenállás névleges érték. Egy valódi alkatrész mért ellenállása ettől a megadott feltételek között eltérhet. A tűrés ezt a tartományt jellemzi, ezért a színkód leolvasása és egy mérési eredmény értelmezése két kapcsolódó, de külön lépés.
Négy sáv: 33 kΩ, öt százalék tűréssel
Saját szemléltető példánk négy sávja narancssárga, narancssárga, narancssárga és arany. Az első két narancssárga a 3 és 3 számjegyet adja: ebből 33 lesz. A harmadik sáv a szorzó helyén áll, ezért a narancssárga itt 10³-at, azaz 1000-es szorzást jelent.
A névleges ellenállás R = 33 × 1000 = 33 000 Ω = 33 kΩ. Az arany tűréssáv ±5%-ot jelöl. A színek számjegy-, szorzó- és tűrésértékeit a Vishay gyártói színkódtáblázata is bemutatja.
A tűrés abszolút értéke 33 000 × 0,05 = 1650 Ω. Az alsó határ 33 000 − 1650 = 31 350 Ω, a felső 33 000 + 1650 = 34 650 Ω. Kiloohmban ugyanez 31,35–34,65 kΩ.
A három azonos szín ellenére a sávok szerepe eltér: a harmadik sávot nem újabb 3-as számjegyként kell hozzáfűzni. A 333 Ω érték így hibás leolvasás lenne. Előbb a sávok helyét és darabszámát határozd meg, utána értelmezd a színeket.
Öt sáv: három értékes számjegy
A második példában a sávok barna, barna, fekete, piros, barna. Az első három számjegy 1, 1 és 0, tehát 110. A piros szorzósáv 100-at jelent, az utolsó barna tűrése ±1%.
Így R = 110 × 100 = 11 000 Ω = 11 kΩ. Az egyszázalékos eltérés 110 Ω, ezért a tartomány 10 890–11 110 Ω. Ezt nem szabad az előző, négysávos szabály szerint az első két barna után lezárni: az öt sávhoz három számjegy tartozik.
Az általános határképlet R alsó = R × (1 − t/100), R felső = R × (1 + t/100), ahol t a százalékban megadott tűrés. A ±1% mezőbe 1 kerül, a képlet szorzójában pedig 0,01 szerepel.
Mit mond és mit nem mond a tartomány?
Az első példához feltételezett 32,40 kΩ-os mérési eredmény a számított tartományon belül van. Ez összeegyeztethető a 33 kΩ ±5% jelöléssel. A ±5% nem állítja, hogy az alkatrész pontosan öt százalékkal tér el, és a tartományon belüli értékek valószínűségét sem határozza meg.
Egy mérés megítéléséhez a műszer pontossága és a mérési körülmények is hozzátartoznak. Beépített alkatrésznél más áramköri utak befolyásolhatják az eredményt. A színekből nem következik az alkatrész megengedett teljesítménye vagy minden környezeti feltétel; ezekhez a pontos típus adatlapja szükséges. A Vishay ellenállásokról szóló gyártói útmutatója külön paraméterként tárgyalja a névleges ellenállást, tűrést, terhelhetőséget és hőmérsékleti jellemzőket.
A kijelzett érték még nem a teljes mérési eredmény
A 34,60 kΩ kisebb a 34,65 kΩ-os felső határnál. Ebből önmagában még nem következik, hogy a mért alkatrész a tűrésen belül van. A kijelzéshez tartozó hibahatár a döntést is módosíthatja.
Tegyük fel, hogy a példában a mérés összes figyelembe vett hibája együtt legfeljebb ±0,10 kΩ. Ez saját szemléltető adat, és már a teljes hibahatárt jelenti. A mérési környezet egyéb hatásait ebben a modellben kizárjuk. A lehetséges ellenállást így a kijelzésből 0,10 kΩ levonásával és hozzáadásával határoljuk:
| Kijelzett ellenállás | A feltételezett hibahatárral kapott tartomány | Viszonya a 31,35–34,65 kΩ-os tűréshez |
|---|---|---|
| 33,00 kΩ | 32,90–33,10 kΩ | Teljes egészében belül van |
| 34,60 kΩ | 34,50–34,70 kΩ | Átlépi a felső határt |
| 34,80 kΩ | 34,70–34,90 kΩ | Teljes egészében kívül van |
Az első eredmény a feltételezett hibahatárral együtt megfelel a vizsgált ellenállási tartománynak. A második mérés alapján a megfelelés nem dönthető el: a valódi érték lehet 34,65 kΩ alatt és felett is. A harmadik eset a feltevéseink mellett kizárja a tartományon belüli értéket, mert még az alsó mérési határ is 0,05 kΩ-mal a megengedett felső határ fölött van.
Ezek határértékek, nem valószínűségi állítások. A táblázat nem mondja meg, mekkora eséllyel helyes egy adott kijelzés. Valós műszernél az adott méréshatárra és körülményekre előírt pontossági adatból indulj ki; az százalékos tagot és kijelzett egységekben megadott további hibát is tartalmazhat. A Fluke pontosságot és felbontást magyarázó útmutatója ezt a különbséget is tárgyalja. A több kijelzett tizedesjegy önmagában nem szűkíti a tényleges hibahatárt.
A tűrés és a hőmérsékleti együttható együtt számít
Saját elméleti alkatrészünk névleges értéke 10 kΩ, referencia-hőmérsékleten a tűrése ±0,1%. Tegyük fel, hogy az adatlap az itt vizsgált hőmérsékleti tartományra legfeljebb ±50 ppm/K relatív változást enged meg, lineáris modellben. Ez 50 × 10⁻⁶/K; 40 K hőmérséklet-különbségnél legfeljebb ±0,2% változást jelent.
A példában a hőmérsékleti százalékos változást az alkatrész tényleges, referencia-hőmérsékleten fennálló ellenállásához viszonyítjuk. Ezért előbb a kezdeti tűrés szorzója, majd az így kapott értékre a hőmérsékleti szorzó kerül. Ha a kezdeti tűrés és a hőmérsékleti eltérés szélső esetei együtt is lehetségesek, a felső ellenállás 10 000 × 1,001 × 1,002 = 10 030,02 Ω, az alsó 10 000 × 0,999 × 0,998 = 9970,02 Ω. A ±0,1% kezdeti tűrés önmagában nem fogja közre ezeket az üzemi értékeket.
A Vishay útmutatója a TCR-t és a tűrést külön fogalomként adja meg. Valós alkatrésznél a konkrét referencia-hőmérséklet, a megengedett hőmérsékleti tartomány és az önmelegedés is számít. Az öregedési és terhelési változás csak akkor van benne a számításban, ha azt külön felvetted.
Kalkulátoros ellenőrzés
Az ellenállás-színkód kalkulátorban először válaszd ki a sávok számát, majd sorban a színeket. A tűréssáv gyakran elkülönül a többitől; az arany vagy ezüst végső sáv segíthet a négysávos olvasási irányban. Bizonytalan, sérült vagy szokatlan jelölésnél a gyártói dokumentációt ellenőrizd.
Az eszköz az értékből színkódot is képez, de csak a választott számjegyszámmal pontosan leírható értékhez. Az ellenőrzés végén az ohmos értéket és a tűrést együtt jegyezd fel: a puszta 33 kΩ szám az alkatrész azonosításához még hiányos.
Háromkérdéses tudáspróba
Válassz kérdésenként egy választ, és írd fel az A, B vagy C betűt. A három feladat után ellenőrizd magad a magyarázatokkal.
1. Narancs–narancs–narancs–arany négysávos ellenállásnál mi a névleges érték és tűrés?
- A) 3,3 kΩ, ±1%
- B) 33 kΩ, ±5%
- C) 330 kΩ, ±10%
2. A megengedett felső határ 34,65 kΩ. A kijelzés 34,60 kΩ, a teljes feltételezett hibahatár ±0,10 kΩ. Biztosan igazolt a megfelelés?
- A) Igen, a kijelzett középérték kisebb a határnál.
- B) Biztosan hibás az ellenállás.
- C) Nem, a 34,50–34,70 kΩ mérési tartomány átnyúlik a határon.
3. 50 ppm/K hőmérsékleti együttható és 40 K változás mekkora relatív változást jelent a lineáris modellben?
- A) 0,2%-ot
- B) 2%-ot
- C) 0,002%-ot
Megoldások és önálló pontozás
Minden helyes válasz 1 pont, a hibás vagy kihagyott válasz 0 pont; összesen 3 pont szerezhető. 3 pont: a vizsgált összefüggéseket helyesen alkalmaztad; következőként készíts számítást a saját bemeneteiddel. 2 pont: az eltévesztett feladatnál megnevezett részt olvasd újra, és ellenőrizd a megoldást a képlettel. 0–1 pont: kezdd a(z) Négy sáv: 33 kΩ, öt százalék tűréssel résszel, majd haladj végig a három magyarázaton, és oldd meg újra a kérdéseket. A próba a cikk megértéséről ad visszajelzést.
1. megoldás
B) 33 kΩ, ±5% – Az első két narancs 33, a harmadik 1000-es szorzó, az arany tűrésjel ±5%. Ha más választ adtál vagy kihagytad, ezt a részt ismételd át: Négy sáv: 33 kΩ, öt százalék tűréssel.
2. megoldás
C) Nem, a 34,50–34,70 kΩ mérési tartomány átnyúlik a határon. – A teljes mérési tartomány egy része megfelelő, más része a határon kívül esik. Ebből a mérésből egyik biztos döntés sem következik. Ha más választ adtál vagy kihagytad, ezt a részt ismételd át: A kijelzett érték még nem a teljes mérési eredmény.
3. megoldás
A) 0,2%-ot – 50×40=2000 ppm, ez 2000/10000=0,2%. A tűrés külön, a referenciaértékre vonatkozó bizonytalanság. Ha más választ adtál vagy kihagytad, ezt a részt ismételd át: A tűrés és a hőmérsékleti együttható együtt számít.