标准电阻、精密分压、7V转10V电路,参与的电阻都需要非常精确的阻值,例如10.0000k,然而,手边的精密电阻尽管其它特性不错(稳定性、温漂),但阻值并非很精确(有容差),这就需要调节/调整。 不过主电阻是不能动的,人家都是密封的,一动就会严重影响性能。所以,调整/调节需要外加电路。外加调节,可调电阻可以使用也可以不使用,下面我们来看看。 一、可调电阻调节电路 用可调电阻当然非常方便,但有触点,会发生接触问题,而且可调电阻的性能也不如固定电阻,因此主要用在非关键地点或老式设备上。 1、可调电阻直接串联 这种最简单,主电阻直接串联一个微调即可。 我最早有19999欧的Fluke绿皮电阻,就是需要再串联一个2欧可调,调节范围就是19999欧到20001欧,或者说可以适合主电阻在正负1欧内变化的,都可以调整到正好20000欧。 例子:Fluke 887A,主电阻为4999.1欧,微调2欧,可以精确的调节到5000欧。这样小阻值的微调Fluke是用线绕微调来实现的,体积较大,价格较高,可靠性也很一般。 2、常规可调调节 在增加两个电阻,就可以取得非常好的调节性能,同时对外围器件尤其对可调电阻的要求会大大降低。 增加的串联电阻使得对微调的依赖性大大降低,降低调节范围的同时也增加了调节的精细程度。 可调电阻上的串联电阻有助于减少调节的非线性,否则调节到0附近会让电阻变化太快。 举例:eis RS925D,这是一个超精密4线电阻箱,用在eis 242D电阻桥上: 举例:Fluke 720A,0.1ppm的KVD,主电阻是10k的: 举例:IET SRX-10k标准电阻: 10k调节: 主电阻Rm是串联电阻R1的大约2000倍,因此R1的影响也弱化了2000倍,用普通线绕电阻就行,可以DIY,用0.2mm的锰铜线35cm长就可以。 可调及其串联电阻都是100欧的,其影响更是弱化了80000倍,也就是只有12.5ppm,调节范围也是12.5ppm 主电阻需要比标称值小0.05%,即9995欧。这个在订做或购买时就应提出。其偏差应在0.02%或更小。 其实偏差大一些也没关系,可以通过R1的来一次性调整,反正R1也要现做或找其它电阻进行串并联。 3、并联可调调节主要用在主电阻是小阻值的情况下,可调先串联一个电阻后直接与主电阻并联。主电阻在制作的过程中要稍微偏大一点给调节留出余量: 二、无可调电阻的调整电路 可调电阻由于存在接触变化,因此在计量上尽量避免。无可调电阻的调整电路一般有下面几个办法: 1、量体裁衣的小电阻 主电阻在设置制作时要尽量接近标称值,但不要达到标称值,留个空间用于串联调整。 比如主电阻做成后经测量为9999.81欧,这就需要一个0.19欧的附加阻力与之串联,才能达到正好1K。 这个附加电阻尽管弱化了很多,但一般也要用线绕的,由于阻值小因此电阻线也可以相对比较粗,性能也会很好,弱化倍数大意味着温漂、年老化之类都不会对最终电阻引起可观查到的影响。 举例:esi SR104,这是有史以来最好的10k标准电阻了(没有之一)。 2、配对 配对就是找两个标称阻值一样但偏差相反的电阻,进行串联或并联,就可以互相抵消偏差而达到标称值。 例如一个4999.3欧,另一个5000.7欧,串联起来正好就是10k。 再比如19998欧与20002欧并联,阻值就是9999.9999欧,其实这就是10k了,误差仅0.01ppm可以忽略。 此种方法需要有大量的电阻可供选择,才能配出很多对来。 当然,配对的另一个原因是抵消温漂。 举例:Fluke 5450A标准多值电阻,里面大部分电阻都是成对的。 3、统计法 统计法的意思就是采用大量同值电阻进行串联、并联或混连,权重要相同(即每个电阻电压相同)。 统计电阻显然的意义,是通过并联法降低阻值(因为小阻值电阻不好做)、通过串联法提升阻值(因为高值电阻也不容易做好),同时也提升整体功率和有效电阻体质量,其实统计法也同时提升了调整的可操作性。 举例:Fluke 742A-1欧标准电阻: 用了20只20.01欧的金封做并联取得1.005欧,然后在并联一个大约2K的小金封来取得正好1欧,这个2k电阻当然也要进行选择甚至订做,但由于阻值适中、弱化系数2000倍因此做起来比较容易。 再如 Fluke 742A-10k: 用了4只39.992k金封并联,但其中一个并联之前串联了个约32欧的调整线绕电阻。 再一例是 Fluke 752A分压器: 里面有一块板用了9只120k和1只119.8k金封串联,然后再串联一个大约200欧的小值线绕电阻,达到调节目的。由于弱化了6000倍(1200/0.2),因此这个电阻都用了非密封的,也不会影响性能。 4、二进制 二进制数例如0.110100110101...,可能比较长,但可以表示任何小数都可到很高的精度。在二进制调节的时候,有一些事先做好的阻值相差2倍关系的一系列电阻,已经被焊接在电路板上等待切断跳线,或者手工的根据测量值逐个焊(或不焊)上去。 比如偏差28.2ppm,你可以焊上去一个20ppm使得偏差8.2ppm,不焊10ppm、焊5ppm这样误差就是3.2ppm,再焊2.5ppm误差就减少到0.7ppm,以此类推就可以达到所需调整量。 举例:Fluke 732A电压基准: Fluke 732B电压基准: 这里用了二进制开关,而不是切断-焊接的方法,来实现可以反复调节的目的。当然,开关的接触电阻会变化,甚至可能产生故障,Fluke用增大调节电阻的方法来减少这种影响。 其实,金属箔电阻在生产的时候,也是预留了这种调节位,通过切断部分回路的办法来以二进制的方式进行调节。 要注意的是二进制调节电阻也会有误差,如果死板的按照阻值加倍的方法可能造成调节死点。解决的办法不是加倍而是每次增大90%(即相邻电阻为1.9倍关系),这样完全可以允许5%的误差。 具体说就是:调节电阻不是10k、20k、40k、80k、160k、320k这样,而是10k、19k、36k、68k、129k、245k这种。 5、用砂轮磨 以下图片是esi SR1010-1k电阻转移标准上拆下来的1k非密封线绕电阻,这么细的线也来磨,我表示沉默。 我是迅维网的编辑:hcrt,负责“网络”“手机”“工具”“发现”“口碑”“观点”栏目的编辑工作,开启投稿与下载分互换模式。多多投稿与支持! 联系方式:QQ1669528969 邮箱:1669528969@qq.com |