Reducir la tolerancia de resistencias manualmente

Todas las resistencias disponibles tienen una tolerancia de cantidad finita. Esto es indeseable particularmente en sistemas altamente sensibles. Si bien podemos usar resistencias con la menor tolerancia disponible, quiero saber si hay algún método (algo así como diseñar una configuración especial para reducir la tolerancia) utilizando el cual podemos reducir manualmente el valor de tolerancia al mínimo que podamos requerir.

La tolerancia es una abstracción estadística que nos dice cuánta variación esperar de una muestra de resistencias de un tipo dado. Una sola resistencia no tiene tolerancia: tiene un valor que se desvía en cierta medida del valor establecido (y, por supuesto, varía con la temperatura). No podemos cambiar (manualmente o de otro modo) una propiedad que una parte no tiene.

Si parte de un circuito requiere una resistencia establecida con mucha precisión (que tal vez tenga que compensar las variaciones en otras partes y, por lo tanto, no puede ser un valor fijo, no importa cuán preciso), podemos usar un potenciómetro. Un potenciómetro o reóstato es una resistencia cuyo valor puede cambiar manualmente.

Un truco útil es utilizar una resistencia fija para la mayor parte de la resistencia y un potenciómetro de menor valor solo para el ajuste. Por ejemplo, si quisiéramos ajustar 100K dentro de un rango de +/- 5%, podríamos obtener una resistencia de 95.3K (número de serie E48) y un potenciómetro de 10K conectado como reóstato en serie con esa resistencia.

Si bien no puede cambiar la tolerancia de las resistencias , puede seleccionar un valor dentro de la tolerancia.

Si fuera a comprar 1000 resistencias y midiera con precisión sus valores de resistencia, es posible que pueda encontrar algunas resistencias más cercanas al valor real requerido. Estas resistencias seleccionadas serán efectivamente resistencias de tolerancia muy cercanas, incluso si comenzaron a agruparse con muchos valores similares. La 'tolerancia cercana' que tengan dependerá de su equipo de prueba.

Estadísticamente hablando, sin embargo, no hay garantías de que dentro de cualquier tamaño de muestra encontrará exactamente lo que está buscando.

No se puede reducir la tolerancia de una resistencia de esta manera, porque Tolerancia en este contexto significa valor fijo de fabricación. Una resistencia de 10% dada, dada una corriente constante dentro de un rango de temperatura constante, no oscilará de -10% a 1% a + 10%, permanecerá igual. (Esto sale por la ventana con el tiempo o con daño por calor.) La tolerancia de resistencia simplemente significa que la resistencia debe estar dentro de ese rango del valor dado.

La forma en que se deciden las tolerancias de las resistencias es que se realiza un lote y se prueban todas las piezas. En las series E-12 (10%) y E-24 (5%), existe una estrecha superposición entre un valor de resistencia "estándar" y el siguiente valor estándar hacia arriba o hacia abajo. Cualquier resistencia que se pruebe a más del 10% del valor que debería ser, se etiqueta como el siguiente valor hacia arriba o hacia abajo. Cualquiera que sea solo 5% o menos, se etiqueta como una resistencia de 5%, y cualquier cosa entre 10% y 5% se etiqueta como una resistencia de 10%. Cualquier lote de resistencias del 10% que compre con mayor frecuencia no tendrá una resistencia dentro del 5%. Esto significa que una resistencia de 1k 10% en un paquete dado estará entre 900 a 950, o 1050 a 1100, con el siguiente valor hasta 1.2k 10%.

Lo que puede hacer es la coincidencia de partes, donde prueba y mide varias partes para encontrar las que están estrechamente relacionadas entre sí . Con la misma resistencia de 1k 10% de arriba, podría encontrar suficientes resistencias 930 ~ 950 que son esencialmente resistencias 940Ω 1%. No es un valor estándar, por supuesto, pero dada la pequeña diferencia con el valor etiquetado, es una cantidad insignificante de cambio actual. Esto es lo suficientemente bueno para cualquier situación en la que necesite pares coincidentes, no un valor de precisión (lo mismo ocurre con los leds, la cantidad de brillo de un individuo podría no importar en comparación con asegurarse de que un conjunto de diez leds tenga el mismo color y brillo relativo).

Sin embargo , la OTRA OPCIÓN es un poco más complicada. No es complicado, pero requiere cambios manuales. Esto se ha hecho durante décadas, especialmente si se necesitan valores de precisión no estándar. Con las resistencias de película de carbono, toma una lima, rompe lentamente el material exterior y elimina una pequeña cantidad del material resistivo. Esto puede aumentar el valor, de modo que 1k 10% de resistencia que mide 950Ω puede convertirse en 980Ω o 990Ω o exactamente 1000Ω. Luego usa esmalte de uñas transparente para sellarlo nuevamente. Esto es lo que realmente estabas preguntando.

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

No, no hay forma de "hacer" una resistencia más precisa a partir de un conjunto de resistencias menos precisas.

Por ejemplo, si no lo pensó mucho, podría verse tentado a usar cuatro resistencias de 10 kΩ 10% en configuración en serie / paralela para hacer una resistencia de 10 kΩ 5%, pero eso no funciona. Si los valores de las resistencias originales se distribuyen aleatoriamente en su rango, entonces este método hace que el valor resultante sea más probableestar cerca del nominal, pero el rango máximo de tolerancia sigue siendo exactamente el mismo. Piense en el caso límite donde todas las resistencias tienen un 10% de altura. El resultado también será un 10% alto, independientemente de la cantidad y el promedio. Incluso es poco probable que el promedio obtenga resultados deseables. Cuando se ensambla el circuito, es probable que obtenga un montón de resistencias del mismo lote de fabricación, probablemente hechas inmediatamente una después de la otra. Tal distribución no es probable que sea aleatoria. Sin embargo, el punto es que el error del peor de los casos nunca mejora, que es lo que importa al diseñar un circuito.

Si desea una resistencia precisa, debe usar resistencias precisas o realizar su propio recorte.

Una cosa que puede hacer es lidiar con el rango de temperatura que experimenta la resistencia. En el caso extremo, podría usar calefacción y / o enfriamiento activo para mantener la resistencia a una temperatura fija. Eso disminuirá la deriva de resistencia debido a la temperatura, pero aún tiene el problema del valor inicial.

No hay almuerzo gratis.

Primero en saber, la tolerancia incluye varios factores.

1. Precisión de fabricación: las resistencias del mismo valor nominal son ligeramente diferentes de fábrica.
2. Estabilidad frente al medio ambiente, como temperatura, humedad o presión. El valor real cambia un poco cuando cambian los factores ambientales.
3. Estabilidad de la edad. El valor cambia a través del tiempo.
4. ruido

Por lo tanto, deben investigarse antes de mejorar una tolerancia. El primer factor puede eliminarse mediante la selección a través de la medición de partes individuales.

El segundo es un objeto para varios métodos de ingeniería: colocar la resistencia en un entorno más estable, aislarla de la influencia mecánica, sónica, térmica, electromagnética, etc. Otra forma es usar un material mejor en la fabricación.

El tercero es la naturaleza del material, puede reemplazarlos o ajustar el dispositivo después de un tiempo.

El cuarto también depende de la construcción, temperatura, corriente, etc.

Resulta que es una pregunta muy complicada y debemos ser muy cautelosos con la terminología. En primer lugar, dejemos a un lado el término "tolerancia": el uso de este término oculta las respuestas y genera discusiones terminológicas.

Ahora, la mejor referencia que encontré en la Web es esta : un excelente artículo sobre los valores de las resistencias.

Ahora, volviendo a su preocupación. No hay forma de que pueda tomar resistencias del "10% del peor de los casos" e implementar una resistencia del "5% del peor de los casos".

En las aplicaciones que requieren resistencias realmente precisas, realizará una de las siguientes acciones:

1. Agregue una recortadora para ajustar la resistencia.
2. Mida las resistencias reales y elija los componentes según sus necesidades.
3. Agregue algún tipo de componente activo en lugar de resistencia simple

Sin embargo, en la producción en masa, los enfoques anteriores son (generalmente) demasiado costosos y lentos. Resulta que puede llegar al punto en que se tomará la siguiente decisión: no estamos invirtiendo para garantizar que el "peor de los casos" sea de calidad suficiente, pero queremos un rendimiento del 90% en calidad suficiente.

En este caso, puede usar las técnicas presentadas en el artículo que vinculé anteriormente para asegurarse de que "en promedio" sus resistencias estén más cerca de sus valores nominales. Luego, por supuesto, tendrá que probar su producto final y eliminar el 10% malo (o, como lo hacen algunos fabricantes, enviar todo y esperar que algunas personas no vean la diferencia).

En resumen:

Si va a construir algunos sistemas muy especializados, debe usar uno de los enfoques numerados (1-3) anteriores. Si estás en producción en masa, considera promediar los resultados.

Respuesta única: puede cambiar la TOLERANCIA de la resistencia, ya que es propiedad del material que se utiliza para hacer una resistencia. Entonces, la mejor opción es optar por una resistencia que tenga mejor tolerancia en lugar de pensar en improvisar la tolerancia manualmente.

No olvide que el fabricante de la resistencia mide la resistencia de la pieza y elimina las que están cerca del valor deseado para etiquetarlas y venderlas como piezas de mayor precisión. Entonces, si está buscando piezas de 1k ohm, 10%, en una bolsa de piezas, me sorprendería encontrar muchas muestras en la bolsa que estuvieran dentro del 5%. Lo mismo ocurre con el 1%: el fabricante solo los venderá como piezas del 1% ...

Estás de suerte, hay un método

Digamos que necesitas 10k de resistencia. Además, digamos que tiene un suministro ilimitado de resistencias de 10k, y todas son del 10%, pero necesita un 5%.

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Tenga en cuenta: los números de porcentaje NO son exactos. Podría calcular los valores reales si tuviera mis notas cerca.

La breve explicación es: cuantos más componentes use, menos incertidumbre tendrá porque los errores tenderán a promediarse.

NOTA PARA LAS PERSONAS QUE HABLAN SOBRE EL PEOR CASO

Punto de orden para todos ustedes: el peor de los casos en un 5% no es 5%, 5% es el peor de los casos de 3Sigma. El peor de los casos reales es -100% / + (Desconocido)%. Si su sistema no puede tener más del 5% de variación, una resistencia del 5% tampoco es lo suficientemente buena como para GARANTIZAR eso. Si llama a una resistencia 5%, lo que eso SIGNIFICA es que fuera de una línea de producción, debe pasar 3 desviaciones estándar para pasar 5%