Зменшення допуску резисторів вручну

Усі наявні резистори мають обмежену допуск. Це небажано, особливо у високочутливих системах. Хоча ми можемо використовувати резистори з найменшою доступною толерантністю, я хочу знати, чи існують якісь методи (щось на зразок розробки спеціальної установки для зменшення допуску), за допомогою яких ми можемо вручну зменшити значення допуску до мінімального, який нам може знадобитися?

Толерантність - це статистична абстракція, яка говорить нам, скільки варіацій слід очікувати від зразка резисторів даного типу. Один резистор не має толерантності: він має значення, яке певною мірою відхиляється від заявленого значення (і, звичайно, змінюється залежно від температури). Ми не можемо змінити (вручну чи іншим чином) властивість, якої немає в частині.

Якщо частина ланцюга вимагає дуже точно встановленого опору (який, можливо, має компенсувати зміни в інших частинах, і тому не може бути фіксованим значенням, як би точним не було), ми можемо використовувати потенціометр. Потенціометр або реостат - це резистор, значення якого можна змінити вручну.

Корисна хитрість - використовувати фіксований резистор для більшої частини опору, а потенціометр меншої вартості лише для регулювання. Наприклад, якщо ми хотіли відрегулювати 100 К у межах +/- 5%, ми могли б отримати резистор 95,3 К (номер серії E48) та потенціометр 10К, підключений як реостат послідовно з цим резистором.

Хоча ви не можете змінити допуск резисторів, ви можете вибрати значення в межах допуску.

Якщо ви купували, скажімо, 1000 резисторів і точно вимірювали їхні значення опору, можливо, ви зможете знайти кілька резисторів, які ближче до потрібного фактичного значення. Ці відібрані резистори фактично будуть дуже близькими резисторами допуску - навіть якщо вони почали складати життя разом з великою кількістю подібних значень. Наскільки вони "близькі до толерантності", залежать від вашої тестової апаратури.

Однак, статистично кажучи, немає гарантій, що в будь-якому розмірі вибірки ви знайдете саме те, що шукаєте.

Ви не можете зменшити допуск резистора таким чином, оскільки допуск в цьому контексті означає фіксовану величину від виготовлення. Даний 10% резистор, при постійному струмі в стабільному температурному діапазоні, не буде коливатися від -10% до 1% до + 10%, він залишиться колишнім. (Це виходить у вікно з часом або з пошкодженням тепла.) Допуск резистора просто означає, що резистор повинен знаходитися в межах цього діапазону заданого значення.

Спосіб вирішення допусків резисторів полягає в тому, щоб виготовити партію і протестувати всі деталі. У серіях E-12 (10%) та E-24 (5%) між одним «стандартним» значенням резистора та наступним стандартним значенням вгору або вниз спостерігається тісне перекриття. Будь-який резистор, який випробовується більше ніж на 10% від значення, яке він має бути, позначається як наступне значення вгору або вниз. Будь-який, який становить лише 5% або менше, отримує маркування як 5% резистор, а все, що становить від 10% до 5%, позначається як 10% резистор. Будь-яка партія 10% резисторів, які ви купуєте, найчастіше, не матиме в ній резистора, який знаходиться в межах 5%. Це означає, що 1k 10% резистор у даній упаковці буде від 900 до 950, або 1050 до 1100, при цьому наступне значення буде дорівнює 1,2 k 10%.

Що можна зробити - це відповідність деталей, де ви перевіряєте та вимірюєте кілька частин, щоб знайти ті, які добре узгоджуються одна з одною . З таким же 1k 10% резистором зверху ви зможете знайти достатньо резисторів 930 ~ 950, що вони по суті є резисторами 940Ω 1%. Звичайно, не стандартне значення, але враховуючи невелику різницю від міченої величини, це незначна кількість змін струму. Це досить добре для будь-якої ситуації, коли потрібні відповідні пари, а не значення точності (Те саме стосується світлодіодів, кількість яскравості окремої людини може не мати значення в порівнянні з тим, щоб переконатися, що набір з десяти світлодіодів має однаковий колір і відносну яскравість.)

ІНШИЙ ВАРІАНТ, проте , дещо більше. Не складний, але вимагає ручних змін. Це робиться десятиліттями, особливо якщо потрібна точність, нестандартні значення. За допомогою резисторів з вуглецевої плівки ви берете файл і повільно пробиваєте зовнішній матеріал і видаляєте невелику кількість резистивного матеріалу. Це може збільшити значення, так що 1k 10% резистор, який вимірює 950Ω, може стати 980Ω або 990Ω або рівно 1000Ω. Потім ви використовуєте прозорий лак для нігтів, щоб ущільнити його. Це те, що ви насправді запитували.

http://www.youtube.com/watch?v=OQDjjIvLaj4

Ні, немає способу "зробити" більш точний резистор з купи менш точних резисторів.

Наприклад, якщо ви не надто сильно думали про це, можливо, вам сподобається використовувати чотири 10 кОм 10% резисторів послідовно / паралельно, щоб зробити один 10 кОм 5% резистор, але це не працює. Якщо значення вихідних резисторів розподіляються випадковим чином за їх діапазоном, то цей метод робить отримане значення більш імовірнимбути майже номінальним, але максимальний діапазон допуску все одно точно такий же. Подумайте про обмежувальний випадок, коли всі резистори мають висоту 10%. Результат також буде високим на 10%, незалежно від того, скільки ви складете та в середньому. Навіть середній рівень навряд чи отримає бажані результати. Коли схема зібрана, ви, швидше за все, отримаєте купу резисторів від тієї ж партії виготовлення, ймовірно, виготовлену відразу один за одним. Такий розподіл, швидше за все, не буде випадковим. Однак справа в тому, що найгірша помилка ніколи не покращується, що важливо при проектуванні схеми.

Якщо ви хочете точного опору, вам або доведеться використовувати точні резистори або виконати власну обрізку.

Одне, що можна зробити, - це розібратися з температурним діапазоном, який відчуває резистор. В крайньому випадку, ви можете використовувати активний нагрів та / або охолодження, щоб підтримувати резистор у фіксованій температурі. Це зменшить дрейф опору через температуру, але у вас все ще виникає проблема початкового значення.

Безкоштовного обіду немає.

По-перше, слід знати, що толерантність включає декілька факторів.

1. Точність виготовлення: резистори однієї номінальної дещо відрізняються від заводських.
2. Стійкість до навколишнього середовища, наприклад, температури, вологості або тиску. Реальне значення дещо змінюється, коли змінюються фактори середовища.
3. Вікова стабільність. Значення змінюється з часом.
4. Шум

Тому їх слід дослідити, перш ніж поліпшити толерантність. Перший коефіцієнт можна усунути шляхом відбору за допомогою вимірювання індивідуальних частин.

По-друге, це об'єкт для декількох інженерних методів: розмістити резистор у стабільнішому середовищі, ізолювати його від механічного, звукового, термічного, електромагнітного впливу тощо. Інший спосіб - використовувати більш якісний матеріал при виготовленні.

По-третє, характер матеральних, ви можете замінити їх або налаштувати пристрій через деякий час.

Четверте також залежить від конструкції, температури, струму тощо ...

Виявляється, це дуже складне питання, і нам потрібно бути дуже обережними з термінологією. Перш за все, давайте відкладемо термін "толерантність" - використання цього терміну затьмарює відповіді та викликає термінологічні дискусії.

Тепер, найкраща посилання , яку я знайшов в Інтернеті є це - видатна стаття про значення резисторів.

Тепер повернемось до вашої турботи. Немає можливості взяти резистори "10% гіршого випадку" та реалізувати з них резистор "5% гіршого випадку".

У додатках, які потребують дійсно точних опорів, ви зробите одне з наступного:

1. Додайте тример для регулювання опору
2. Виміряйте фактичні опори та підбирайте компоненти відповідно до ваших потреб
3. Додайте якийсь активний компонент замість простого резистора

Однак у серійному виробництві вищезазначені підходи (як правило) занадто затратні та трудомісткі. Виявляється, ви можете дійти до того, що буде прийнято наступне рішення: ми не вкладаємо коштів у те, щоб сценарій "найгіршого випадку" був достатньо якісний, але ми хочемо отримати 90% врожай достатньої якості.

У цьому випадку ви можете використовувати методи, представлені в статті, яку я пов’язував вище, щоб гарантувати, що резистори "в середньому" наближаються до їх номінальних значень. Тоді, звичайно, вам доведеться протестувати свій кінцевий продукт і утилізувати погані 10% (або, як це роблять деякі виробники, відправити все і сподіватися, що деякі люди не побачать різниці).

Підсумовуючи:

Якщо ви збираєтеся побудувати декілька дуже спеціалізованих систем - вам потрібно скористатися одним із пронумерованих (1-3) підходів вище. Якщо ви перебуваєте у масовому виробництві, подумайте про усереднення результатів.

Одна відповідь: Ви можете змінити ТОЛЕРАНТУ резистора, оскільки це властивість матеріалу, який використовується для виготовлення резистора. Таким чином, кращий варіант - перейти на резистор, який має кращу толерантність, а не думати про імпровізацію допуску вручну.

Не забувайте, що виробник резисторів вимірює опір деталі і викреслює ті, які близькі до потрібного значення, щоб бути маркованими та продаватися як деталі більш високої точності. Тож якщо ви шукаєте деталі 1 кк Ом, 10%, у мішку з деталями, я би здивувався, коли знайшов у мішку багато зразків, які були в межах 5%. Ditto 1% - виробник просто продаватиме їх як 1% деталей ...

Вам пощастило, є метод

Скажімо, вам потрібно 10k опору. Давайте скажемо, у вас є необмежений запас 10k резисторів - і вони всі 10%, але вам потрібно 5%.

^{імітувати цю схему - Схематично створено за допомогою CircuitLab}

Будьте в курсі: відсоткові числа НЕ точні. Я міг би обчислити фактичні значення, якби у мене були свої примітки поблизу.

Коротке пояснення: Чим більше компонентів ви використовуєте, тим менше невизначеності, тому що помилки будуть, як правило, середніми.

ПРИМІТКА ДО ЛЮДЕЙ, які говорять про найчастіший випадок

Точка замовлення для вас: Найгірший показник на 5% - це не 5%, 5% - це найгірший випадок 3Sigma. Фактично найгірший випадок становить -100% / + (Невідомо)%. Якщо у вашій системі абсолютно не може бути більше 5% дисперсії, 5% резистор недостатньо хороший для того, щоб гарантувати це. Якщо ви називаєте резистор 5%, що це означає, що поза виробничою лінією вам доведеться пройти 3 стандартних відхилення, щоб пройти 5%