Criação de resistências de calibração personalizadas

Freqüentemente, durante o projeto e construção de circuitos de medidores elétricos, é necessário ter resistências precisas para obter a (s) faixa (s) desejada (s). Na maioria das vezes, os valores de resistência necessários não podem ser encontrados em nenhuma unidade de resistor fabricada e, portanto, devem ser construídos por você.

Faça seu próprio resistor

Uma solução para esse dilema é fazer seu próprio resistor com um pedaço de fio especial de alta resistência. Normalmente, uma pequena "bobina" é usada como uma forma para a bobina de fio resultante, e a bobina é enrolada de forma a eliminar quaisquer efeitos eletromagnéticos:o comprimento de fio desejado é dobrado ao meio e o fio enrolado é enrolado em torno do bobina de forma que a corrente através do fio enrole no sentido horário ao redor da bobina na metade do comprimento do fio e, em seguida, no sentido anti-horário na outra metade. Isso é conhecido como enrolamento bifilar . Quaisquer campos magnéticos gerados pela corrente são, portanto, cancelados e os campos magnéticos externos não podem induzir qualquer tensão na bobina do fio de resistência:

Conecte vários resistores fixos

Como você pode imaginar, este pode ser um processo trabalhoso, especialmente se for necessário construir mais de um resistor! Outra solução mais fácil para o dilema de uma resistência personalizada é conectar vários resistores de valor fixo juntos em série paralela para obter o valor de resistência desejado. Esta solução, embora potencialmente demorada na escolha dos melhores valores de resistor para fazer a primeira resistência, pode ser duplicada muito mais rápido para a criação de várias resistências personalizadas do mesmo valor:



Uma desvantagem de qualquer técnica, porém, é o fato de que ambas resultam em um fixo valor de resistência. Em um mundo perfeito onde os movimentos do medidor nunca perdem a força magnética de seus ímãs permanentes, onde a temperatura e o tempo não afetam as resistências dos componentes e onde as conexões dos fios mantêm resistência zero para sempre, os resistores de valor fixo funcionam muito bem para estabelecer as faixas de instrumentos de precisão . No entanto, no mundo real, é vantajoso ter a capacidade de calibrar ou ajustar o instrumento no futuro.

Potenciômetros conectados como reostatos

Faz sentido, então, usar potenciômetros (conectados como reostatos, geralmente) como resistências variáveis ​​para resistores de alcance. O potenciômetro pode ser montado dentro da caixa do instrumento para que apenas um técnico de serviço tenha acesso para alterar seu valor, e o eixo pode ser travado no lugar com um composto de fixação de rosca (esmalte de unha comum funciona bem para isso!) Para que não mover se sujeito a vibração.

No entanto, a maioria dos potenciômetros fornece uma amplitude de resistência muito grande em sua faixa de movimento mecanicamente curto para permitir um ajuste preciso. Suponha que você deseje uma resistência de 8,335 kΩ +/- 1 Ω e queira usar um potenciômetro de 10 kΩ (reostato) para obtê-la. Uma precisão de 1 Ω em um intervalo de 10 kΩ é 1 parte em 10.000, ou 1/100 de um por cento! Mesmo com um potenciômetro de 10 voltas, será muito difícil ajustá-lo a qualquer valor tão fino. Tal façanha seria quase impossível usando um potenciômetro padrão de 3/4 de volta. Então, como podemos obter o valor de resistência de que precisamos e ainda ter espaço para ajustes?

A solução para este problema é usar um potenciômetro como parte de uma rede de resistência maior que criará uma faixa de ajuste limitada. Observe o seguinte exemplo:



Aqui, o potenciômetro de 1 kΩ, conectado como um reostato, fornece por si só um intervalo de 1 kΩ (uma faixa de 0 Ω a 1 kΩ). Conectado em série com um resistor de 8 kΩ, ele compensa a resistência total em 8.000 Ω, fornecendo uma faixa ajustável de 8 kΩ a 9 kΩ. Agora, uma precisão de +/- 1 Ω representa 1 parte em 1000, ou 1/10 de um por cento do movimento do eixo do potenciômetro. Isso é dez vezes melhor, em termos de sensibilidade de ajuste, do que o que tínhamos usando um potenciômetro de 10 kΩ.

Se desejarmos tornar nossa capacidade de ajuste ainda mais precisa - para que possamos definir a resistência em 8,335 kΩ com precisão ainda maior - podemos reduzir a amplitude do potenciômetro conectando um resistor de valor fixo em paralelo com ele:



Agora, a amplitude de calibração da rede de resistores é de apenas 500 Ω, de 8 kΩ a 8,5 kΩ. Isso torna uma precisão de +/- 1 Ω igual a 1 parte em 500, ou 0,2 por cento. O ajuste agora tem metade da sensibilidade de antes da adição do resistor paralelo, facilitando a calibração do valor alvo. O ajuste não será linear, infelizmente (na metade da posição do eixo do potenciômetro não resultar em 8,25 kΩ de resistência total, mas em vez de 8,333 kΩ). Ainda assim, é uma melhoria em termos de sensibilidade, e é uma solução prática para o nosso problema de construir uma resistência ajustável para um instrumento de precisão!

PLANILHAS RELACIONADAS:

• Planilha do potenciômetro