Realizarea practica a rezistorilor de calibrare

Realizarea practica a rezistorilor de calibrare

De multe ori, in cazul realizarii circuitelor de masura, avem nevoie de rezistente precise pentru a obtine circuitul dorit. In majoritatea cazurilor insa, valorile necesare ale rezistorilor nu se gasesc pe piata. In acest caz, ne vedem nevoiti sa ne construim proprii nostri rezistori.

Realizarea unei infasurari bifilare

O solutie a acestei dileme este realizarea rezistorilor dintr-un conductor special cu rezistenta mare. Putem folosi o mica "bobina" ca si suport pentru infasurarea rezultata. Infasurarea este astfel realizata incat sa elimine orice efecte electromagnetice: lungimea dorita a firului conductor este impaturita in doua, si infasurata apoi in jurul bobinei. Astfel, curentul se deplaseaza in sensul acelor de ceasornic pentru o jumatate din lungimea conductorului si in sens invers acelor de ceasornic pentru cealalta jumatate. O astfel de infasurare poarta numele de infasurare bifilara. Orice camp magnetic generat de trecerea curentului prin conductor este anulat. De asemenea, un camp magnetic extern nu poate induce o cadere de tensiune in lungul conductorului:

Dupa cum va puteti imagina, aceasta munca se poate dovedi extrem de laborioasa, indeosebi in cazul in care avem nevoie de mai multi rezistori.

Conectarea rezistorilor in combinatii serie-paralel

O solutie mai usoara a acestei probleme consta in conectarea mai multor rezistori cu rezistente cunoscute intr-o combinatie serie-paralel pentru a obtine valoarea dorita a rezistentei. Aceasta solutie, desi necesita un timp indelungat pentru gasirea combinatiei perfecte, poate fi duplicata mult mai usor pentru crearea unor rezistente multiple cu aceiasi valoare:

Dezavantajul ambelor metode consta in faptul ca ambele rezistente rezultate au o valoare fixa. Intr-o lume perfecta, mecanismele de deplasare ale aparatelor de masura nu-si pierd niciodata puterea magnetica a magnetilor permanenti din componenta, temperatura si timpul nu au niciun efect asupra rezistentelor componentelor, iar firele conductoare si contactele pastreaza pentru totdeauna o rezistenta zero. In aceasta "lume perfecta", rezistorii cu valori fixe sunt suficienti. Dar, in realitate, abilitatea de ajustare sau calibrare a instrumentelor in viitor este necesara.

Utilizarea potentiometrelor

Ne-am putea gandi ca in acest caz sa folosim potentiometre (conectate ca si reostate, de obicei) ca si rezistente variabile. Potentiometrul ar putea fi montat in interiorul aparatului de masura, astfel incat doar o persoana autorizata sa-i poata modifica valoarea.

Totusi, rezistenta majoritatii potentiometrelor variaza prea mult pentru o deplasarea mica a manetei si nu pot fi ajustate cu foarte mare precizie. Sa presupunem ca am dori o rezistenta de 8,335 kΩ +/- 1 Ω, si folosim un potentiometru de 10 kΩ pentru obtinerea ei. O precizie de 1 Ω in cazul unui potentiometru de 10 kΩ reprezinta 1 parte din 10.000, sau 0,01% din deplasarea maxima a potentiometrului. Un astfel de rezultat este aproape imposibil de atins folosind un potentiometru standard. Prin urmare, cum putem obtine valoarea rezistentei dorite dar cu posibilitatea ajustarii ei in viitor?

Solutia problemei consta in utilizarea unui potentiometru ca parte a unei combinatii mai mari de rezistori. Acest lucru va crea un domeniu limitat de selectie. Sa luam urmatorul exemplu:

In acest caz, potentiometrul de 1 kΩ, conectat ca si reostat, introduce in circuit o rezistenta variabila intre 0 Ω si 1 kΩ. Conectat in serie cu rezistorul de 8 kΩ, rezistenta totala din circuit poate fi ajustata intre 8 kΩ si 9 kΩ. O precizie de +/- 1 Ω reprezinta 1 parte din 1.000, sau 0,1 % din deplasarea maxima a potentiometrului. Precizia ajustarii este de 10 ori mai buna decat in cazul precedent unde am folosit un potentiometru de 10 kΩ.

Daca dorim sa marim si mai mult precizia ajustarii - pentru a realiza o rezistenta de 8,335 kΩ cu o precizie si mai buna - putem reduce impactul potentiometrului asupra valorii totale a rezistentei circuitului prin conectarea unui rezistor de valoare fixa in paralel:

Acum, ajustarea rezistorului se poate face doar in limita a 500 Ω, de la 8 kΩ la 8,5 kΩ. O precizie de +/- 1 Ω este egala cu 1 parte din 500, sau 0,2 %. Sensibilitatea ajustarii este in acest caz de doua ori mai buna decat inainte. Ajustarea nu va fi totusi liniara, pozitionarea deplasarii potentiometrului la mijloc nu va rezulta intr-o rezistenta totala de 8,25 kΩ, ci de 8,333 kΩ

Totusi, aceasta este o imbunatatire a sensibilitatii circuitului, si reprezinta o solutie practica pentru problema construirii unei rezistente ajustabile pentru un instrument de precizie.