Creación de resistencias de calibración personalizadas

A menudo, en el curso del diseño y construcción de circuitos de medidores eléctricos, es necesario tener resistencias precisas para obtener el rango deseado. La mayoría de las veces, los valores de resistencia requeridos no se pueden encontrar en ninguna unidad de resistencia fabricada y, por lo tanto, debe ser construida por usted.

Cree su propia resistencia

Una solución a este dilema es hacer su propia resistencia con un tramo de cable especial de alta resistencia. Por lo general, se utiliza una pequeña "bobina" como forma para la bobina de alambre resultante, y la bobina se enrolla de tal manera que se eliminen los efectos electromagnéticos:la longitud deseada del alambre se dobla por la mitad y el alambre enrollado se enrolla alrededor del bobina de modo que la corriente a través del cable se enrolle en el sentido de las agujas del reloj alrededor de la bobina por la mitad de la longitud del cable y luego en el sentido contrario a las agujas del reloj para la otra mitad. Esto se conoce como bobinado bifilar . . Cualquier campo magnético generado por la corriente se cancela, y los campos magnéticos externos no pueden inducir ningún voltaje en la bobina del cable de resistencia:

Conecte varias resistencias fijas

Como puede imaginar, este puede ser un proceso que requiere mucha mano de obra, ¡especialmente si se debe construir más de una resistencia! Otra solución más fácil al dilema de una resistencia personalizada es conectar varias resistencias de valor fijo juntas en serie-paralelo para obtener el valor de resistencia deseado. Esta solución, aunque potencialmente requiere mucho tiempo para elegir los mejores valores de resistencia para hacer la primera resistencia, se puede duplicar mucho más rápido para crear múltiples resistencias personalizadas del mismo valor:

Sin embargo, una desventaja de cualquiera de las técnicas es el hecho de que ambas dan como resultado un fijo valor de resistencia. En un mundo perfecto donde los movimientos de los medidores nunca pierden la fuerza magnética de sus imanes permanentes, donde la temperatura y el tiempo no tienen efecto sobre las resistencias de los componentes, y donde las conexiones de cables mantienen una resistencia cero para siempre, las resistencias de valor fijo funcionan bastante bien para establecer los rangos de los instrumentos de precisión. . Sin embargo, en el mundo real, es ventajoso tener la capacidad de calibrar , o ajustar, el instrumento en el futuro.

Potenciómetros conectados como reostatos

Tiene sentido, entonces, usar potenciómetros (normalmente conectados como reóstatos) como resistencias variables para resistencias de rango. El potenciómetro se puede montar dentro de la caja del instrumento para que solo un técnico de servicio tenga acceso para cambiar su valor, y el eje puede bloquearse en su lugar con compuesto para sujetar roscas (¡el esmalte de uñas común funciona bien para esto!) moverse si se somete a vibraciones.

Sin embargo, la mayoría de los potenciómetros proporcionan un rango de resistencia demasiado grande en su rango de movimiento mecánicamente corto para permitir un ajuste preciso. Suponga que desea una resistencia de 8.335 kΩ +/- 1 Ω y desea usar un potenciómetro (reóstato) de 10 kΩ para obtenerla. ¡Una precisión de 1 Ω en un intervalo de 10 kΩ es 1 parte en 10,000, o 1/100 de un porcentaje! Incluso con un potenciómetro de 10 vueltas, será muy difícil ajustarlo a cualquier valor con tanta precisión. Tal hazaña sería casi imposible con un potenciómetro estándar de 3/4 de vuelta. Entonces, ¿cómo podemos obtener el valor de resistencia que necesitamos y aún tener espacio para el ajuste?

La solución a este problema es utilizar un potenciómetro como parte de una red de resistencia más grande que creará un rango de ajuste limitado. Observe el siguiente ejemplo:

Aquí, el potenciómetro de 1 kΩ, conectado como reóstato, proporciona por sí mismo un intervalo de 1 kΩ (un rango de 0 Ω a 1 kΩ). Conectado en serie con una resistencia de 8 kΩ, esto compensa la resistencia total en 8,000 Ω, dando un rango ajustable de 8 kΩ a 9 kΩ. Ahora, una precisión de +/- 1 Ω representa 1 parte en 1000, o 1/10 de un porcentaje del movimiento del eje del potenciómetro. Esto es diez veces mejor, en términos de sensibilidad de ajuste, que lo que teníamos usando un potenciómetro de 10 kΩ.

Si deseamos que nuestra capacidad de ajuste sea aún más precisa, para poder establecer la resistencia en 8.335 kΩ con una precisión aún mayor, podemos reducir el intervalo del potenciómetro conectando una resistencia de valor fijo en paralelo con él:

Ahora, el intervalo de calibración de la red de resistencias es de solo 500 Ω, de 8 kΩ a 8,5 kΩ. Esto hace que una precisión de +/- 1 Ω sea igual a 1 parte en 500, o 0,2 por ciento. El ajuste es ahora la mitad de sensible que antes de la adición de la resistencia en paralelo, lo que facilita la calibración del valor objetivo. Desafortunadamente, el ajuste no será lineal (la mitad de la posición del eje del potenciómetro no dan como resultado una resistencia total de 8,25 kΩ, pero más bien 8,333 kΩ). Aún así, es una mejora en términos de sensibilidad y es una solución práctica a nuestro problema de construir una resistencia ajustable para un instrumento de precisión.

HOJAS DE TRABAJO RELACIONADAS:

• Hoja de trabajo del potenciómetro