Создание пользовательских калибровочных сопротивлений

Часто в процессе проектирования и изготовления схем электрических счетчиков необходимо иметь точные сопротивления, чтобы получить желаемый диапазон (диапазоны). Чаще всего требуемые значения сопротивления невозможно найти ни в одном из изготовленных резисторов, и поэтому они должны быть изготовлены вами.

Сделайте свой собственный резистор

Одно из решений этой дилеммы - сделать собственный резистор из отрезка специального провода с высоким сопротивлением. Обычно небольшая «бобина» используется в качестве формы для полученной катушки с проволокой, и катушка наматывается таким образом, чтобы исключить любые электромагнитные эффекты:проволока нужной длины складывается пополам, а проволочная петля наматывается вокруг шпулька так, чтобы ток через проволоку наматывался на шпульку по часовой стрелке на половину длины проволоки, а затем против часовой стрелки на другой половине. Это известно как бифилярная намотка . . Таким образом, любые магнитные поля, создаваемые током, подавляются, и внешние магнитные поля не могут индуцировать какое-либо напряжение в катушке провода сопротивления:

Подключение нескольких постоянных резисторов

Как вы могли догадаться, это может быть трудоемкий процесс, особенно если необходимо построить более одного резистора! Другое, более простое решение дилеммы нестандартного сопротивления - это соединение нескольких резисторов с фиксированным номиналом последовательно-параллельно для получения желаемого значения сопротивления. Это решение, хотя потенциально требует больших затрат времени на выбор лучших значений резисторов для создания первого сопротивления, может быть продублировано намного быстрее для создания нескольких настраиваемых сопротивлений одного и того же значения:

Однако недостатком любого метода является тот факт, что оба приводят к фиксированному значение сопротивления. В идеальном мире, где измерительные механизмы никогда не теряют магнитную силу своих постоянных магнитов, где температура и время не влияют на сопротивление компонентов и где проводные соединения постоянно поддерживают нулевое сопротивление, резисторы с фиксированным значением работают довольно хорошо для установления диапазонов точных инструментов . Однако в реальном мире полезно иметь возможность откалибровать или отрегулируйте инструмент в будущем.

Потенциометры, подключенные как реостаты

Таким образом, имеет смысл использовать потенциометры (обычно подключаемые как реостаты) в качестве переменных сопротивлений для резисторов диапазона. Потенциометр может быть установлен внутри корпуса прибора, чтобы только технический специалист имел доступ к его значению, а вал можно зафиксировать на месте с помощью резьбового соединения (для этого хорошо подходит обычный лак для ногтей!), Чтобы он не работал. переместиться, если подвергнуться вибрации.

Однако большинство потенциометров обеспечивают слишком большой диапазон сопротивления в пределах их механически короткого диапазона перемещения, чтобы обеспечить точную регулировку. Предположим, вам нужно сопротивление 8,335 кОм +/- 1 Ом и вы хотите использовать потенциометр 10 кОм (реостат) для его получения. Точность 1 Ом из диапазона 10 кОм составляет 1 часть из 10 000, или 1/100 процента! Даже с 10-оборотным потенциометром будет очень сложно настроить его на любое значение с такой точностью. Такой подвиг был бы почти невозможен при использовании стандартного потенциометра на 3/4 оборота. Так как же получить необходимое значение сопротивления и при этом оставить место для настройки?

Решением этой проблемы является использование потенциометра как части большой сети сопротивлений, что создаст ограниченный диапазон регулировки. Обратите внимание на следующий пример:

Здесь потенциометр 1 кОм, подключенный как реостат, сам по себе обеспечивает диапазон 1 кОм (диапазон от 0 Ом до 1 кОм). Подключенный последовательно с резистором 8 кОм, он смещает общее сопротивление на 8000 Ом, давая регулируемый диапазон от 8 кОм до 9 кОм. Теперь точность +/- 1 Ом представляет 1 часть из 1000, или 1/10 процента движения вала потенциометра. Это в десять раз лучше с точки зрения чувствительности настройки, чем то, что мы имели при использовании потенциометра 10 кОм.

Если мы хотим сделать наши возможности настройки еще более точными - чтобы мы могли установить сопротивление на 8,335 кОм с еще большей точностью - мы можем уменьшить диапазон потенциометра, подключив параллельно ему резистор с фиксированным значением:

Теперь диапазон калибровки цепи резисторов составляет всего 500 Ом, от 8 кОм до 8,5 кОм. Это делает точность +/- 1 Ом равной 1 части на 500, или 0,2 процента. Регулировка теперь вдвое менее чувствительна, чем была до добавления параллельного резистора, что значительно упрощает калибровку до целевого значения. К сожалению, регулировка не будет линейной (половина положения вала потенциометра не даст общее сопротивление 8,25 кОм, а скорее 8,333 кОм). Тем не менее, это улучшение с точки зрения чувствительности, и это практическое решение нашей проблемы создания регулируемого сопротивления для точного прибора!

СВЯЗАННЫЕ РАБОЧИЕ ТАБЛИЦЫ:

• Рабочий лист потенциометра