量子电阻测量中的二级电阻标准

VHA518-11 Bulk Metal® Foil 电阻器具有非常好的长期稳定性和低 TCR，在量子霍尔电阻实验中被证明是高质量的二级电阻标准。

行业/应用领域： 校准和测量标准

使用的产品：

• VHA518-11，K 箔，12K9 欧姆，密封 4 端电阻器

• VHA518-11，K 箔，6K45 欧姆，密封 4 端电阻器

该挑战赛

量子霍尔电阻 (QHR) 标准是国际公认的主要电阻量子标准，其值约为 12.9 kΩ 和 6.45 kΩ。作为次级电阻标准，VSL 需要值接近 QHR 值的高质量电阻器，具有明确的四端子配置、低噪声、对环境的低敏感性（低 TCR 和无 RH 效应）以及出色的长期稳定性。

解决方案

之所以选择 Vishay Foil Resistors 的 VHA518-11 超精密二级标准电阻器，是因为与单个元件相比，将 11 个元件集成到单个外壳中导致更低的 TCR 和更低的长期漂移值。此外，该器件具有 4 端子连接，密封并充满油，因此温度的突然变化对电阻值的影响较小，并且消除了湿度的任何影响。

用户解释

VHA518-11 组件经过了 TCR 测试，随后安装在恒温 (29.00 ± 0.02) °C 的外壳中，以进一步降低 TCR 影响。随后，他们根据 QHR 进行了超过 5 年的测量。

测量结果如下图所示。在 18 °C – 28 °C 的温度范围内，两个 VHA518-11 元件的实际 TCR 似乎小于 0.5 ppm/°C，具有（非常）小的二阶温度系数 Beta – 参见插图两个数字。在 -55 °C – 125 °C 的温度范围内，这远低于 2 ppm/°C 的规格。

图2 ：12K9 欧姆 VHA518-11 元件随时间的电阻变化

在实验开始时，12K9 电阻器在 30 ppm (0.003 %) 以内，等于所需的标称值，并且在 5.5 年的时间里显示出大约略高于 2 ppm (0.0002 %) 的电阻变化。在最初的 5 年中随时间推移的漂移可以非常接近于二次行为，漂移线周围的变化小于 0.1 ppm。

6K45 电阻器在实验开始时与所需标称值的误差在 10 ppm (0.001 %) 以内，并且在 5.5 年的时间里显示出更大的电阻变化，约为 11 ppm (0.0011 %)。这种随时间的漂移更大，但也比 12K9 元件更线性。

图3 ：6K45 欧姆 VHA518-11 元件随时间的电阻变化

“Vishay 箔电阻器的密封 VHA518-11 电阻器已经过 5 年的测试，以验证其长期漂移。低于 0.5 ppm/°C 的实际 TCR 和优于 2 ppm/年的长期漂移使 VHA518-11 成为量子霍尔电阻测量中合适且极具成本效益的二级电阻标准。”