電阻合金
一百多年前（1889年），來自德國迪倫堡的IsabellenhütteHeusler公司（簡稱伊薩公司）研制出了精密電阻錳鎳銅合金（Manganin），自這種合金問世以來，其優(yōu)異的特性奠定了精密檢測技術(shù)的基礎(chǔ)，例如也用于標(biāo)準(zhǔn)電阻器中。其他合金材料Isaohm和Zeranin以其132和29μOhm*cm的電阻率系數(shù)分別向上及向下補(bǔ)充和拓展了電阻率范圍。所有合金很大程度上滿足了電阻材料要求，并且成功地應(yīng)用了數(shù)年之久，而其中Manganin合金因在世界上廣泛的知名度承擔(dān)了特殊角色。
在過去25年，為了應(yīng)對基于磁場的電流檢測方法的發(fā)展，Isabellenhütte致力于通過對分流電阻的物理優(yōu)化更加廣泛的拓展了精確檢測電流的范圍。隨著補(bǔ)償、溫度系數(shù)和運(yùn)算放大器干擾信號得到一步步的改進(jìn)，所選的電阻值可以降低至毫歐范圍，從而很大程度上解決了大電流條件下的大功率損耗問題(P=R*I2)。但是，同時由于故障電壓（其中包括干擾、熱電動勢等）導(dǎo)致相對誤差的極大增加，諸如低電感和低熱電動勢等等的特性就極為重要。
在下面的內(nèi)容中，我們將簡要討論一些最重要的技術(shù)參數(shù)。
溫度系數(shù)(TCR)
圖表顯示的是Manganin電阻的典型拋物線溫度特性曲線。由于此特性僅由材料成分決定，因此可以生產(chǎn)具有極高可復(fù)制性和極低批次差異的電阻器。
溫度系數(shù)以ppm/K為單位，定義式如下：
TCR=(R(T)-R(T0))/R(T0)*1/(T-T0)=dR/R(T0)*1/R(T0)
其中，參考溫度T0的值通常是20°C或25°C。如果溫度曲線是與Manganin的曲線相似的彎曲曲線，則還必須給出用于檢測溫度系數(shù)的上限溫度，例如TCR(20-60)。低阻值范圍內(nèi)通常采用TCR值為幾百個ppm/K的厚膜技術(shù)電阻器。圖中紅色曲線表示TCR為200ppm/K的電阻的溫度特征，50°C的溫度變化就足以導(dǎo)致電阻值變化超出1%。這樣電阻器無法進(jìn)行精確的電流檢測。更極端的情況在PCB板上用蝕刻銅線作為電流檢測電阻器，由于銅的TCR值達(dá)到4000ppm/K（或0.4%/K），也就是說僅僅10°C的溫度變化都足以導(dǎo)致4%的阻值漂移。
熱電動勢(Uth)
當(dāng)溫度輕微升高或者降低時，在不同材料的接觸面上會產(chǎn)生所謂的熱電動勢，這種效應(yīng)對低阻值電阻的影響尤其值得關(guān)注，因?yàn)橥ǔＴ诖颂帣z測的電壓非常微小，所以微伏級的熱電動勢能夠嚴(yán)重地影響檢測結(jié)果。
直到今天，在許多講義和教課書中電阻合金康銅（Konstantan）依舊是繞線和沖壓分流器的主要材料之一，盡管它具有良好的TCR，但其對銅的熱電勢高達(dá)40μV/K。由于10℃的溫差導(dǎo)致400μV的電壓誤差，使用1毫歐的分流電阻檢測4A電流，檢測結(jié)果誤差增大了10%。更為嚴(yán)重的是，假如考慮到電阻尺寸，經(jīng)常被忽略的珀?duì)柼?yīng)(Peltiereffect)可以通過接觸面之間的相互加熱或降溫作用，將溫差增大到20℃以上(非常極端的例子是電阻一端的焊接部位出現(xiàn)熔化)。即使檢測電路在恒定電流狀態(tài)下，由于珀?duì)柼?yīng)(Peltiereffect)而產(chǎn)生的溫差及溫差電動勢也會導(dǎo)致較明顯的電流起伏。在切斷電源之后，溫差消失之前，仍然能夠明顯檢測到電流，根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)格和阻值的不同，電流誤差能有幾個百分點(diǎn)或達(dá)到幾個安培。上面提到的精密電阻合金與銅在熱電動勢方面完全匹配，上述的效應(yīng)可以完全被忽略，例如，0.3mOhm電阻器會在切斷100A的電流之后產(chǎn)生不到1μV的電壓（對應(yīng)于3mA的電流）。
長期穩(wěn)定性
長期穩(wěn)定性對于任何傳感器都極為重要，因?yàn)榧词乖谑褂脭?shù)年之后，用戶仍希望它能夠保持最初校準(zhǔn)的精度。這意味著電阻材料必須耐腐蝕，而且在使用壽命周期內(nèi)不得發(fā)生任何合金成分變化。介質(zhì)均勻的復(fù)合合金Manganin、Zeranin和Isaohm經(jīng)過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)腻憻头€(wěn)定處理從而達(dá)到熱力學(xué)基本狀態(tài)。這類的合金的穩(wěn)定性可以保持在ppm/年范圍內(nèi)，就像百余年來Isabellenhütte（伊薩公司）憑借其作為國際檢測定標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)電阻器向世人所展示和證實(shí)的一樣。
圖表中展示了在140°C溫度下工作超過1000小時的貼片電阻器的穩(wěn)定性曲線。大約-0.2%的輕微漂移是由于生產(chǎn)過程中微小變形所導(dǎo)致的柵格缺損的所引起的，并且說明元件進(jìn)一步趨于穩(wěn)定，也就是說穩(wěn)定性將變得更好。阻值漂移速度很大程度取決于溫度，因此溫度在+100℃時，這種漂移實(shí)際是檢測不出來的。