¿Distribución de valores de componentes con una tolerancia dada?

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Supongamos que tengo una colección de piezas con el mismo valor nominal y algo de tolerancia, por ejemplo, resistencias de tolerancia de 50 Ohm 1%. ¿Qué distribución de valores reales de los componentes puedo esperar? Puedo imaginar varias definiciones:

  • Las partes siguen una distribución normal con una desviación estándar de 0.5 ohmios
  • el 95% de las piezas estará dentro de los 0,5 ohmios del valor nominal
  • El 100% de las piezas estará dentro de los 0,5 ohmios del valor nominal
  • ...

¿Cuál es la definición técnica real de tolerancia de componentes?

Mi razón para preguntar es que deseo simular muchas instancias de un circuito en particular, cada vez que seleccione valores de componentes 'realistas', para determinar qué variación en el rendimiento del circuito final puedo esperar, en función de las tolerancias del pasivo subyacente componentes.

    
pregunta nibot

3 respuestas

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No puede hacer suposiciones sobre la distribución dentro del rango especificado. 50 Ω ± 1% significa exactamente eso. Como el 1% de 50 Ω es 500 mΩ, el fabricante dice que cualquier resistencia que obtenga será de 49.5 Ω a 50.5 Ω. No puedes leer en él o asumir más que eso.

Añadido:

Algunas personas han señalado que han obtenido valores muy agrupados de un lote. Yo también he visto eso. Sin embargo, eso no cambia nada.

Dependiendo del tipo de pieza y de los procesos de fabricación, prueba y agrupación, puede obtener una distribución estrecha dentro de un lote. Pero la palabra más importante es "might" . No hay garantía, y solo porque un lote fue ajustado, no se pueden hacer suposiciones sobre el siguiente lote.

Considere algunos escenarios de fabricación diferentes:

  • El proceso de producción tiene una buena tolerancia, por lo que las partes se hacen a valores específicos. Se prueba cada parte y se descarta el raro. En este caso, es probable que obtenga algo así como una distribución normal. Sin embargo, es posible que el centro no esté en el centro del rango, dependiendo de la temperatura, la fase de la luna y las especies de peces muertos que se agitan sobre el equipo durante la carrera.

  • El fabricante vende diferentes grados de tolerancia, y la alta tolerancia tiene un precio más alto. Digamos que el equipo puede hacer resistencias del 1% lo suficientemente confiables, pero no tan apretadas como .1% confiablemente. En este caso, el fabricante mide cada unidad y las que están dentro del .1% se etiquetan y venden como tales y el resto se etiqueta y se vende como 1%.

    En este escenario, las partes del .1% probablemente tengan una distribución bastante uniforme en todo su rango. Las partes del 1% tienen una distribución más normal, excepto que hay una brecha dentro del 0,1% del valor ideal.

  • El proceso de producción tiene una amplia variación. Cada parte se prueba y se vende como el valor dentro del cual cae. En este caso, obtendría una distribución bastante uniforme dentro de cada banda de tolerancia, pero puede tomar una gran cantidad de partes para ver esa distribución.

Cuando no sabe nada sobre el proceso de fabricación, no hay nada que pueda suponer que cada parte estará dentro del rango especificado. Debe considerar el valor de cada parte como un evento aleatorio no correlado separado. A veces, de hecho, puede haber alguna correlación entre las partes secuenciales, pero como no se sabe cuándo es así, todavía tiene que asumir que no existe. Incluso si mide un lote y encuentra una correlación, el siguiente lote es un evento aleatorio separado para el cual los datos del lote anterior no están relacionados. Nuevamente no puedes asumir nada.

En resumen, si necesita saber más que la precisión especificada por el fabricante, debe medir cada parte individualmente .

Cada vez que lanzas una moneda, el resultado es aleatorio y no está correlacionado con otras veces, pero aún puedes obtener 3 caras seguidas con la frecuencia suficiente para parecer un patrón si no lo piensas bien.

    
respondido por el Olin Lathrop
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  • Es probable que tenga que caracterizar las distribuciones basadas en productos del mundo real del tipo con el que está tratando.

  • La marca importa.

  • Los fabricantes competentes pueden mejorar en gran medida las normas de la industria.

  • Nunca confíe en todos los elementos agrupados en clústeres tan estrechamente como la mayoría.

Olin es correcto (por supuesto) pero algunas experiencias de campo y comentarios generales pueden ser interesantes y posiblemente valiosos.

Probablemente pueda esperar que procesos como la configuración de valores de resistencia se agrupen normalmente sobre el valor nominal, PERO no tiene certeza de esto.

Tuve un gran número de resistencias de película de metal de orificio pasante de Philips en los días en que el orificio pasante era casi actual y Philips no había vendido la maquinaria que las hacía a alguien en Sudamérica (creo que lo era).

Estos fueron clasificados en un 5%, pero al ser película de metal y Philips, la precisión real fue generalmente mucho mejor. En los buenos tiempos que solía poder seleccionar una resistencia de elección por medición, se extendieron bastante bien en el rango nominal o más allá. Pero estas resistencias eran casi todas alrededor de +/- 1% o más. Encontrar una resistencia en Betyween fue difícil de hacer.

Uno se pone loco. Un día até un circuito y utilicé valores de resistencia donde el 1% estaba bien. Tuve problemas con la precisión y tardé un poco en descubrir que había elegido una resistencia que estaba muy descentrada. Veru inusual pero ....

PERO

Los LED

usualmente tienen una s muy amplia [lectura de Vf (voltaje directo). Tanto es así que están recortadas pero aún son muy anchas. Tal vez, en general, un LED se pueda calificar como 2.9 - 3.7 V Vf. Pocos en los extremos, pero probablemente una distribución más amplia y plana de lo normal. En los últimos años he tenido muchos LED de Nichia y he probado los LED de numerosos fabricantes: la marca es muy conocida y nunca se ha escuchado. ¡Nunca has oído hablar de eso, en gran medida no quieres saberlo !. Se encendió utilizando un LED de "Raijin" de Nichia en un volumen razonable = NSPWR70CSS-K1. Nichia cooperó en el suministro de datos más de lo habitual. Una hoja mostraba distribuciones de Vf para varios cientos de miles de LED tomados de la producción en curso. Como recuerdo, se agrupan a 2.95 +/- 0.05V para aproximadamente el 99% de la producción. Hay algunos valores atípicos, pero son muy pocos y están muy rezagados. Tal agrupamiento Vf apretado es muy inusual. También es el mejor LED en cuanto a eficiencia de clase que he visto. Ahora hay mejores, pero durante varios años este fue el mejor. Solo tiene 50 mA.

SO:

  • Es probable que tenga que caracterizar las distribuciones basadas en productos del mundo real del tipo que están tratando.

  • La marca importa.

  • Los fabricantes competentes pueden ignorar totalmente las normas de la industria.

  • Nunca confíe en todos los elementos agrupados en clústeres tan estrechamente como la mayoría.

respondido por el Russell McMahon
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Depende de a quién le compre sus componentes. Si un fabricante cita sus partes para que tengan una tolerancia del 1%, puede esperar que prácticamente todas sus partes estén dentro de esa especificación. Es posible que una parte esté fuera de especificación, pero sería mucho menos del 5%, probablemente más como una en unos pocos millones y es poco probable que salga mucho.

Generalmente necesitas ir por la hoja de datos. Si la hoja de datos de la parte en particular especifica que la tolerancia de las partes sigue una distribución gaussiana, entonces podría asumir eso. De lo contrario, podría seguir siendo el caso, pero no está garantizado.

También, piensa en cómo los fabricantes podrían producir resistencias. Por ejemplo, un fabricante puede tener líneas de producción separadas para partes de valor idéntico con diferentes tolerancias, como una línea de 1kOhm 1%, una línea de 1kOhm 5% y una línea de 1kOhm 0.1%. Alternativamente, pueden producir todas las partes del mismo valor en una sola ejecución y usar algún procedimiento automatizado para extraer las mejores partes especificadas para ser vendidas como partes de mayor tolerancia. Por ejemplo, todas las partes se pueden crear como 1kOhm 5% resistencias. Entonces los que caen dentro del 1% de especificación pueden ser etiquetados y vendidos como resistencias del 1%, mientras que el resto se venden como resistencias del 5%. Esto llevaría a que sus resistencias del 5% no coincidieran con una resistencia cercana al valor objetivo (1kOhm). No estoy diciendo que así es como lo hacen los fabricantes, no estoy seguro, pero es posible.

Dave Jones hizo un gran blog de video sobre este tema, es un gran reloj .. aquí está el enlace (s):

Parte 1 - eevblog-215-gaussian-resistors

Parte 2 - eevblog-216-gaussian-resistor-redux

    
respondido por el MattClimbs

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