Уменьшение толерантности резисторов вручную

Все доступные резисторы поставляются с ограничением по конечному количеству. Это нежелательно, особенно в высокочувствительных системах. Хотя мы можем использовать резисторы с наименьшим допустимым отклонением, я хочу знать, есть ли какие-либо методы (например, разработка специальной установки для снижения допуска), с помощью которых мы можем вручную уменьшить значение допуска до минимума, который нам может потребоваться?

Толерантность - это статистическая абстракция, которая говорит нам, сколько вариаций ожидать от выборки резисторов данного типа. Один резистор не имеет допуска: он имеет значение, которое в некоторой степени отличается от заявленного значения (и, конечно, зависит от температуры). Мы не можем изменить (вручную или иным образом) свойство, которого нет у детали.

Если часть цепи требует очень точно установленного сопротивления (которое, возможно, должно компенсировать изменения в других частях, и поэтому не может быть фиксированным значением, независимо от того, насколько оно точное), мы можем использовать потенциометр. Потенциометр или реостат - это резистор, значение которого вы можете изменить вручную.

Полезный прием заключается в использовании фиксированного резистора для большей части сопротивления и менее значимого потенциометра только для регулировки. Например, если бы мы хотели отрегулировать 100K в диапазоне +/- 5%, мы могли бы получить резистор 95,3K (серийный номер E48) и потенциометр 10K, подключенный последовательно как реостат с этим резистором.

Хотя вы не можете изменить допуск резисторов, вы можете выбрать значение в пределах допуска.

Если вы купите, скажем, 1000 резисторов и точно измерите их значения сопротивления, вы сможете найти несколько резисторов, которые ближе к фактическому требуемому значению. Эти выбранные резисторы, по сути, будут резисторами с очень жестким допуском, даже если они начали жизнь, будучи сгруппированными с множеством похожих значений. Насколько они «близки», зависит от вашего испытательного оборудования.

С точки зрения статистики, однако, нет никаких гарантий, что при любом размере выборки вы найдете именно то, что ищете.

Таким способом нельзя уменьшить допуск резистора, поскольку допуск в этом контексте означает фиксированное значение от производства. Заданный 10% резистор при постоянном токе в устойчивом температурном диапазоне не будет колебаться от -10% до 1% до + 10%, он останется прежним. (Это выходит из окна со временем или с тепловым повреждением.) Допуск резистора просто означает, что резистор должен находиться в пределах этого диапазона заданного значения.

Способ определения допусков для резисторов заключается в том, что изготавливается партия, и все детали испытываются. В сериях E-12 (10%) и E-24 (5%) существует тесное перекрытие между одним «стандартным» значением резистора и следующим стандартным значением вверх или вниз. Любой резистор, который испытан на более чем 10% от значения, которое должно быть, помечается как следующее значение вверх или вниз. Любой из них, который имеет только 5% или менее, помечается как 5% -ный резистор, а любые значения от 10% до 5% помечаются как 10% -ный резистор. Любая партия из 10% резисторов, которые вы покупаете, чаще всего не имеет резисторов в пределах 5%. Это означает, что резистор 1 кОм 10% в данной пачке будет находиться в диапазоне от 900 до 950 или от 1050 до 1100, при этом следующее значение будет равно 1,2 кОм на 10%.

То, что вы можете сделать, - это сопоставление деталей, при котором вы тестируете и измеряете несколько деталей, чтобы найти те, которые близко соответствуют друг другу . С тем же 1k 10% резистором сверху, вы можете найти достаточно 930 ~ 950 резисторов, чтобы они были по существу 940Ω 1% резисторами. Конечно, не стандартное значение, но, учитывая небольшое отличие от обозначенного значения, это незначительное изменение тока. Это достаточно для любой ситуации, когда вам нужны совпадающие пары, а не значение точности (то же самое относится и к светодиодам, яркость отдельного человека может не иметь значения по сравнению с тем, чтобы убедиться, что набор из десяти светодиодов имеет одинаковый цвет и относительную яркость.)

ДРУГОЙ ВАРИАНТ, однако , немного более сложен. Не сложно, но требует ручных изменений. Это было сделано на протяжении десятилетий, особенно если необходимы точность, нестандартные значения. С помощью углеродно-пленочных резисторов вы берете напильник и медленно пробиваете наружный материал и удаляете небольшое количество резистивного материала. Это может увеличить значение, так что резистор 1k 10%, который измеряет 950Ω, может стать 980Ω или 990Ω или точно 1000Ω. Затем вы используете прозрачный лак для ногтей, чтобы запечатать его обратно. Это то, о чем вы действительно спрашивали.

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

Нет, нет способа «сделать» более точный резистор из группы менее точных резисторов.

Например, если вы не очень задумывались об этом, у вас может возникнуть соблазн использовать четыре резистора 10 кОм 10% в последовательной / параллельной конфигурации, чтобы сделать один резистор 10 кОм 5%, но это не работает. Если значения исходных резисторов случайным образом распределены по их диапазону, то этот метод делает полученное значение более вероятно ,быть близким к номинальному, но максимальный диапазон толерантности остается точно таким же. Подумайте об ограничительном случае, когда все резисторы имеют высоту 10%. Результат также будет на 10% выше, независимо от того, сколько вы сложите и в среднем. Даже среднестатистический вряд ли получит желаемый результат. Когда схема собрана, вы, вероятно, получите несколько резисторов из одной и той же производственной партии, вероятно, сделанные сразу после друг друга. Такое распределение вряд ли будет случайным. Тем не менее, дело в том, что ошибка в худшем случае никогда не улучшится, что важно при проектировании схемы.

Если вам нужно точное сопротивление, вы должны либо использовать точные резисторы, либо выполнить свою собственную подстройку.

Одна вещь, которую вы можете сделать, это иметь дело с температурным диапазоном, который испытывает резистор. В крайнем случае вы можете использовать активный нагрев и / или охлаждение, чтобы поддерживать резистор при фиксированной температуре. Это уменьшит дрейф сопротивления из-за температуры, но у вас все еще есть проблема с начальным значением.

Там нет бесплатного обеда.

Во-первых, толерантность включает в себя несколько факторов.

1. Точность подстройки: резисторы одного номинала немного отличаются от заводских.
2. Устойчивость к окружающей среде, такой как температура, влажность или давление. Реальное значение немного меняется при изменении факторов окружающей среды.
3. Возрастная стабильность. Значение меняется со временем.
4. Шум

Поэтому они должны быть исследованы, прежде чем вы улучшите терпимость Первый фактор может быть устранен путем отбора путем измерения отдельных частей.

Второй - это объект для нескольких инженерных методов: поместить резистор в более устойчивую среду, изолировать его от механического, звукового, термического, электромагнитного воздействия и так далее. Другой способ - использовать более качественный материал при изготовлении.

В-третьих, это характер материалов, вы можете заменить их или настроить устройство через некоторое время.

Четвертый также зависит от конструкции, температуры, тока и т. Д.

Оказывается, это очень сложный вопрос, и мы должны быть очень осторожны с терминологией. Прежде всего, давайте отложим термин «толерантность» - использование этого термина затеняет ответы и поднимает терминологические дискуссии.

Теперь лучшая ссылка, которую я нашел в Интернете, - это замечательная статья о ценностях резисторов.

Теперь вернемся к вашей заботе. Невозможно взять резисторы с «10% наихудшим случаем» и реализовать из них резисторы с «5% наихудшим случаем».

В приложениях, которые требуют действительно точных сопротивлений, вы можете выполнить одно из следующих действий:

1. Добавьте триммер для регулировки сопротивления
2. Измерьте действительные сопротивления и подберите компоненты в соответствии с вашими потребностями.
3. Добавьте какой-то активный компонент вместо простого резистора

Однако в массовом производстве вышеуказанные подходы (обычно) слишком дороги и трудоемки. Оказывается, вы можете прийти к тому, что будет принято следующее решение: мы не вкладываем средства в обеспечение того, чтобы «наихудший» сценарий имел достаточное качество, но мы хотим, чтобы 90% доходности были достаточного качества.

В этом случае вы можете использовать методы, представленные в статье, на которую я ссылался выше, чтобы убедиться, что «в среднем» ваши резисторы ближе к своим номинальным значениям. Затем, конечно, вам нужно будет протестировать ваш конечный продукт и избавиться от 10% (или, как делают некоторые производители, отправить все и надеяться, что некоторые люди не увидят разницу).

В итоге:

Если вы собираетесь построить несколько очень специализированных систем - вам нужно использовать один из перечисленных выше подходов (1-3). Если вы в массовом производстве - подумайте об усреднении результатов.

Ответ на один выстрел: вы можете изменить ТОЛЕРАНТНОСТЬ резистора, так как это свойство материала, из которого сделан резистор. Поэтому лучше выбрать резистор, который имеет лучший допуск, вместо того, чтобы пытаться импровизировать допуск вручную.

Не забывайте, что производитель резисторов измеряет сопротивление детали и отбирает те, которые близки к желаемому значению, для маркировки и продажи в качестве деталей повышенной точности. Поэтому, если вы ищете 1 кОм запчасти, 10%, в сумке с деталями, я был бы удивлен, обнаружив в этой сумке много образцов, которые находились в пределах 5%. Так же 1% - производитель просто продаст их как 1% запчастей ...

Вам повезло, есть метод

Допустим, вам нужно 10к сопротивления. Позвольте нам также сказать, что у вас есть неограниченный запас резисторов 10 кОм - и все они 10%, но вам нужно 5%.

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

Имейте в виду: процентные числа НЕ являются точными. Я мог бы рассчитать фактические значения, если бы мои заметки были рядом.

Краткое объяснение таково: чем больше компонентов вы используете, тем меньше у вас неопределенности, потому что ошибки будут усредняться.

ПРИМЕЧАНИЕ ДЛЯ ЛЮДЕЙ, ГОВОРЯЩИХ О ХАРАКТЕРЕ

Все по порядку: наихудший случай на 5% - это не 5%, 5% - наихудший случай 3Sigma. Фактический наихудший случай составляет -100% / + (неизвестно)%. Если ваша система не может иметь отклонения более 5%, то резистор 5% недостаточно хорош, чтобы ГАРАНТИРОВАТЬ это. Если вы называете резистор 5%, то, что означает СРЕДСТВО из производственной линии, вы должны пройти 3 стандартных отклонения, чтобы пройти 5%.