具有给定公差的组件值的分布?


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假设我有一组具有相同标称值和一定容差的零件,例如50 Ohm 1%容差电阻。我可以期望实际成分值的什么分布?我可以想象几个定义:

  • 零件遵循正态分布,标准偏差为0.5欧姆
  • 95%的零件将在标称值的0.5欧姆内
  • 100%的零件将在标称值的0.5欧姆内
  • ...

零件公差的实际技术定义是什么?

我问的原因是,我希望模拟特定电路的许多实例,每次选择“实际的”元件值,根据底层无源元件的容差确定最终电路性能的期望值。

Answers:


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您不能对指定范围内的分布进行任何假设。50Ω±1%就是这个意思。由于50Ω的1%为500mΩ,制造商说您获得的任何一个电阻都将在49.5Ω至50.5Ω之间。您无法读懂它,也不能承担其他更多的假设。

添加:

有人指出,他们从一批中获得了紧密的价值。我也看到了。但是,这并没有改变。

根据零件的类型以及制造,测试和装箱过程的不同,批次中的分布可能会很紧密。但是最重​​要的词是“力量”。这并不能保证,仅因为一个批次紧张,您就无法对下一个批次进行假设。

考虑几种不同的制造方案:

  • 生产过程具有良好的公差,因此零件必须达到特定的值。每个部分都经过测试,稀有的外围部分被丢弃。在这种情况下,您可能会得到类似正态分布的信息。但是,中心可能不在范围的中心,具体取决于温度,月亮的相位以及运行期间在设备上挥动的死鱼种类。

  • 制造商出售不同的公差等级,高公差的价格更高。假设设备可以可靠地制造1%的电阻器,但不能可靠地制造.1%的电阻。在这种情况下,制造商会测量每个单位,将0.1%以内的单位贴上标签并按原样出售,其余的则按1%贴上标签并出售。

    在这种情况下,.1%的零件可能在其整个范围内具有相当均匀的分布。1%的零件具有更多的正态分布,除了在理想值的.1%内有一个间隙。

  • 生产过程变化很大。每一部分都经过测试并作为其恰好包含的价值出售。在这种情况下,您会在每个公差带内获得一个相当均匀的分布,但是要看到该分布可能需要花费很多零件。

当您对制造过程一无所知时,除了每个零件都会在指定范围内的某处之外,您无可假设。您必须将每个部分的值视为独立的不相关随机事件。有时,实际上在顺序部分之间可能存在一些关联,但是由于您不知道何时建立关联,因此您仍然需要假设没有关联。即使您测量一个批次并找到相关性,下一个批次也是一个单独的随机事件,上一个批次的数据与之无关。同样,您不能承担任何责任。

总之,如果您需要了解除制造商指定的精度以外的其他信息,则必须分别测量每个零件

每次您掷硬币时,结果都是随机的,并且与其他时间无关。但是,如果您不仔细考虑,您仍然可以连续获得3个正面,足以看起来像一个图案。

 


我要补充一点,这是因为公差不是经过统计计算的,但这可能是制造后测试过程的结果,该过程必须保证(至少对于抽查而言)公差的尊重
clabacchio

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@olin,我有点不同意,如果您从同一批次订购大量产品,其精度将如所引用,但其精度通常要好得多。我发现当购买一大批10%的电阻器时,这些电阻器彼此匹配的误差在0.5%之内。我同意,您不能作一般性假设,但这是我会在购买的大批量产品中寻找的一种影响。我同意您不能依赖设计中的准确性。
科尔图克2012年

@olin是第二个Kortuk,我以前在零件商店订购零件。我们倾向于卖给学生时买便宜的东西,但是在订购的任何给定包装中,每个电阻几乎都是相同的。但是,很多时候它们都达到了广告所宣传的百分比的极限。
Kellenjb'1

当我购买普通的5%电阻器时,它们实际上在其值的1%之内。并且来自同一系列的所有物品几乎都是相同的。我怀疑这是由于特定的制造过程造成的,此处偏差可能超过1%,但实际上是不可能的。
Al Kepp 2012年

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  • 您可能必须根据所处理类型的实际产品来描述分发的特征。

  • 品牌很重要。

  • 合格的制造商可能会大大改善行业规范。

  • 永远不要像大多数人那样紧密地依赖所有项目。

奥林是正确的(当然),但是一些现场经验和一般性评论可能会引起人们的兴趣,甚至可能有价值。

您可能会期望像设置电阻器值之类的过程正常地聚集在标称值附近,但是您不确定。

在通孔几乎是最新的时代,飞利浦有大量的通孔金属膜电阻器,而飞利浦没有将制造它们的机械卖给南美洲的某个人(我认为是)。

这些是5%的评级,但作为金属膜并且是飞利浦,实际精度通常要好得多。在过去的好日子里,您曾经能够通过测量来选择一个电阻器-它们在额定范围或更高范围内分布得相当好。但是这些电阻几乎都是+/- 1%左右。很难在两者之间找到一个电阻。

一个人起泡。一天,我对电路进行了加固,并使用了1%可以的电阻器。我在精度方面遇到问题,花了一些时间才发现我选择的电阻值偏离中心值。Veru不寻常,但是...。

LED通常具有非常宽的Vf(正向电压)读数。如此之多,以至于这些都被装箱了,但仍然很宽。总体而言,LED的额定电压可能为2.9-3.7V Vf。极端情况很少,但分布可能比正常情况更广泛,更平坦。近年来,我有很多来自Nichia的LED,并且已经测试了众多制造商的LED-知名品牌而从未听说过。您从未听说过的从未听说过的!我们以合理的体积= NSPWR70CSS-K1使用了Nichia的“ Raijin” LED。Nichia在提供比平常数据更多的合作。一张纸显示了从正在进行的生产中获取的数十万个LED的Vf分布。我记得他们聚集在2.95 +/- 0.05V,约占总产量的99%。有一些离群值,但它们之间相距甚远。这种紧密的Vf群集非常非常不寻常。我也见过它是同类效率中最好的LED,现在有更好的产品,但几年来却是最好的,它只有50 mA额定a。

所以:

  • 您可能必须根据yu所处理的现实世界产品来描述分布。

  • 品牌很重要。

  • 合格的制造商可能会完全忽略行业规范。

  • 永远不要像大多数人那样紧密地依赖所有项目。


在我看来,它实际上应该称为1%的精度,并且通常具有更高的精度。我认识的大多数人都称它们为1%精密电阻,从技术上讲,这与您所收到的不正确。我同意,但是您不能依靠它,因为我认为也是奥林斯的观点。
Kortuk 2012年

2

这取决于您向谁购买组件。如果制造商报价其零件的公差为1%,那么您可以期望几乎所有零件都在该规格之内。一部分可能不合规格,但会远低于5%,可能更像是几百万分之一,而且不太可能超出标准。

通常,您需要仔细阅读数据表。如果特定零件的数据表中规定零件的公差遵循高斯分布,则可以假定。否则情况仍然可能如此,但不能保证。

另外,请考虑制造商如何生产电阻器。例如,制造商可能会为具有不同公差(例如1kOhm 1%的生产线,1kOhm 5%的生产线和1kOhm 0.1%)的具有相同价值的零件设置单独的生产线。或者,他们可以在一次运行中生产所有相同价值的零件,并使用一些自动化程序来提取规格更好的零件,以更高的公差零件出售。例如,所有零件均可创建为1kOhm 5%电阻器。然后可以将规格不超过1%的电阻贴上标签并以1%的电阻出售,而其余的则以5%电阻出售。这将导致其5%电阻极不可能与接近目标值(1kOhm)的电阻重合。我不是说这是制造商实际上的做法,我不确定,但这是可能的。

戴夫·琼斯(Dave Jones)在这个主题上做了一个很棒的视频博客,这是一个很棒的手表..这里是链接:

第1部分-eevblog-215-高斯电阻器

第2部分-eevblog-216-高斯电阻-redux

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