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创建自定义校准电阻

通常在设计和构建电表电路的过程中,需要有精确的电阻以获得所需的范围。通常情况下,所需的电阻值在任何制造的电阻器单元中都找不到,因此必须由您自己制造。

自制电阻

解决这一难题的一种方法是用一段特殊的高电阻线制作自己的电阻器。通常,将一个小的“线轴”用作最终线圈的形式,线圈的缠绕方式可以消除任何电磁效应:将所需的线长对折,然后将环形线缠绕在线圈周围。线轴,使通过电线的电流顺时针绕线轴绕线轴的一半长度,然后逆时针绕线轴的另一半。这被称为双线绕组 .电流产生的任何磁场因此被抵消,外部磁场不会在电阻丝线圈中感应出任何电压:

连接多个固定电阻

正如您想象的那样,这可能是一个劳动密集型过程,尤其是在必须构建多个电阻器的情况下!解决定制电阻困境的另一个更简单的解决方案是以串并联方式将多个固定值电阻器连接在一起,以获得所需的电阻值。此解决方案虽然在选择用于制作第一个电阻的最佳电阻值方面可能需要大量时间,但可以更快地复制以创建多个相同值的自定义电阻:

然而,这两种技术的缺点是两者都会导致固定 电阻值。在一个完美的世界中,仪表运动永远不会失去其永磁体的磁场强度,温度和时间对元件电阻没有影响,并且电线连接永远保持零电阻,固定值电阻器非常适合建立精密仪器的范围.然而,在现实世界中,具有校准的能力是有利的 ,或在未来调整仪器。

作为变阻器连接的电位器

因此,使用电位计(通常作为变阻器连接)作为量程电阻的可变电阻是有意义的。电位计可以安装在仪器外壳内,以便只有维修技术人员可以更改其值,并且可以使用螺纹紧固化合物将轴锁定到位(普通指甲油对此很有效!)振动时移动。

然而,大多数电位计在其机械短运动范围内提供过大的电阻跨度,无法进行精确调整。假设您需要 8.335 kΩ +/- 1 Ω 的电阻,并且想要使用 10 kΩ 电位器(变阻器)来获得它。 10 kΩ 跨度中 1 Ω 的精度是 10,000 分之一,或 1/100 的百分比!即使使用 10 圈电位器,也很难将其精确调整到任何值。使用标准的 3/4 圈电位器几乎不可能实现这样的壮举。那么怎样才能在得到我们需要的阻值的同时还有调整的空间呢?

该问题的解决方案是使用电位计作为较大电阻网络的一部分,这将产生有限的调节范围。观察下面的例子:

此处,作为变阻器连接的 1 kΩ 电位器本身提供 1 kΩ 跨度(0 Ω 至 1 kΩ 的范围)。与一个 8 kΩ 电阻器串联连接,这会将总电阻偏移 8,000 Ω,从而提供 8 kΩ 至 9 kΩ 的可调范围。现在,+/- 1 Ω 的精度代表 1000 分之一,或电位计轴运动百分比的 1/10。就调整灵敏度而言,这比我们使用 10 kΩ 电位器时的要好十倍。

如果我们希望使我们的调节能力更加精确——因此我们可以将电阻设置为 8.335 kΩ 更精确——我们可以通过并联一个固定值电阻来减小电位器的跨度:

现在,电阻网络的校准范围仅为 500 Ω,从 8 kΩ 到 8.5 kΩ。这使得 +/- 1 Ω 的精度等于 500 分之一,即 0.2%。调整现在的灵敏度是添加并联电阻之前的一半,有助于更轻松地校准目标值。不幸的是,调整不会是线性的(电位器轴位置的一半不会 导致 8.25 kΩ 的总电阻,而是 8.333 kΩ)。尽管如此,它仍然是灵敏度的改进,它是我们为精密仪器构建可调电阻问题的实用解决方案!

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