Reducir manualmente la tolerancia de las resistencias

Question

Todas las resistencias disponibles vienen con una cantidad finita de tolerancia. Esto no es deseable, sobre todo en sistemas muy sensibles. Aunque podemos utilizar resistencias con la menor tolerancia disponible, quiero saber si hay algún método (algo así como el diseño de una configuración especial para reducir la tolerancia) mediante el cual podamos reducir manualmente el valor de la tolerancia al mínimo que podamos necesitar.

Answer 1

La tolerancia es una abstracción estadística que nos indica la variación que cabe esperar de una muestra de resistencias de un tipo determinado. Una resistencia individual no tiene tolerancia: tiene un valor, que se desvía en cierta medida del valor indicado (y, por supuesto, varía con la temperatura). No podemos cambiar (manualmente o de otra manera) una propiedad que no tiene una pieza.

Si una parte de un circuito requiere una resistencia ajustada con mucha precisión (que quizá tenga que compensar las variaciones de otras partes, y por tanto no puede ser un valor fijo, por muy preciso que sea), podemos utilizar un potenciómetro. Un potenciómetro o reóstato es una resistencia cuyo valor se puede modificar manualmente.

Un truco útil es utilizar una resistencia fija para la mayor parte de la resistencia, y un potenciómetro de menor valor sólo para el ajuste. Por ejemplo, si quisiéramos ajustar 100K dentro de un rango de +/- 5%, podríamos conseguir una resistencia de 95,3K (número de serie E48), y un potenciómetro de 10K cableado como un reóstato en serie con esa resistencia.

Answer 2

Aunque no se puede cambiar la tolerancia de las resistencias puede seleccionar un valor dentro de la tolerancia.

Si usted comprara, por ejemplo, 1000 resistencias y medir con precisión sus valores de resistencia puede encontrar algunas resistencias que se acerquen más al valor real requerido. Estas resistencias seleccionadas serán efectivamente resistencias de tolerancia muy cercana - incluso si empezaron la vida agrupados con un montón de valores similares. El grado de "tolerancia estrecha" dependerá de su equipo de pruebas.

Sin embargo, desde el punto de vista estadístico, no hay garantías de que dentro de cualquier tamaño de muestra se encuentre exactamente lo que se busca.

Answer 3

No se puede reducir la tolerancia de una resistencia de esta manera, porque Tolerancia en este contexto, significa valor fijo desde la fabricación. Una resistencia del 10%, dada una corriente constante dentro de un rango de temperatura constante, no oscilará de -10% a 1% a +10%, se mantendrá igual. (La tolerancia de la 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 hace un lote y se prueban todas las piezas. En las series E-12 (10%) y E-24 (5%), existe un estrecho solapamiento entre un valor de resistencia "estándar" y el siguiente valor estándar superior o inferior. Cualquier resistencia que se pruebe a más del 10% del valor que debería tener, se etiqueta como el siguiente valor hacia arriba o hacia abajo. Cualquier resistencia que tenga un valor de sólo el 5% o menos, será etiquetada como resistencia del 5%, y cualquier valor entre el 10% y el 5% será etiquetado como resistencia del 10%. Cualquier lote de resistencias del 10% que se compre, la mayoría de las veces no tendrá ninguna resistencia que esté dentro del 5%. Esto significa que una resistencia del 10% de 1k en un paquete determinado estará entre 900 y 950, o 1050 y 1100, y el siguiente valor será 1,2k 10%.

Lo que sí se puede hacer es la comparación de piezas, en la que se prueban y miden varias piezas para encontrar las que más se ajustan a entre sí . Con la misma resistencia de 1k 10% de arriba, usted podría encontrar suficientes resistencias 930~950 que son esencialmente resistencias 940 1%. No es el valor estándar, por supuesto, pero dada la pequeña diferencia del valor etiquetado, es una cantidad insignificante de cambio de corriente. Esto es lo suficientemente bueno para cualquier situación en la que usted necesita pares emparejados, no 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 tienen el mismo color y brillo relativo).

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

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

Answer 4

No, no hay manera de "fabricar" una resistencia más precisa a partir de un montón de resistencias menos precisas.

Por ejemplo, si no lo pensaste mucho podrías estar tentado a usar cuatro resistencias de 10 kΩ al 10% en configuración serie/paralelo para hacer una resistencia de 10 kΩ al 5%, pero eso no funciona. Si los valores de las resistencias originales están distribuidos aleatoriamente en su rango, entonces este método hace que el valor resultante sea más probablemente para estar cerca del nominal, pero el rango de tollerancia máxima sigue siendo exactamente el mismo. Piensa en el caso límite en el que todas las resistencias son un 10% altas. El resultado también será un 10% alto, independientemente de cuántas juntes y promedies. Incluso la media es poco probable que obtenga resultados deseables. Cuando el circuito se ensambla, es probable que obtenga un montón de resistencias del mismo lote de fabricación, probablemente hechas inmediatamente después de cada una. No es probable que esa distribución sea aleatoria. Sin embargo, la cuestión es que el peor caso de error nunca mejora, que es lo que importa al diseñar un circuito.

Si quieres una resistencia precisa, tienes que usar resistencias precisas o realizar tu propio recorte.

Una cosa que puedes hacer es tratar con el rango de temperatura que experimenta la resistencia. En el caso extremo, se podría utilizar un calentamiento y/o enfriamiento activo para mantener la resistencia a una temperatura fija. Eso disminuirá la deriva de la resistencia debido a la temperatura, pero todavía tienes el problema del valor inicial.

No hay almuerzo gratis.

Answer 5

Estás de suerte, hay un método

Digamos que necesitas 10k de resistencia. Supongamos además que tienes un suministro ilimitado de resistencias de 10k - y que todas son del 10% pero tú necesitas el 5%.

simular este circuito - Esquema creado con CircuitLab

Tengan en cuenta: Las cifras de los porcentajes NO son exactas. Podría calcular los valores reales si tuviera mis notas cerca.

La explicación breve es: cuantos más componentes se utilicen, menor será la incertidumbre porque los errores tenderán a promediarse.

NOTA PARA LA GENTE QUE HABLA DE LOS PEORES CASOS

Un punto de orden para todos: El peor caso en un 5% no es el 5%, el 5% es el peor caso 3Sigma. El peor caso real es -100%/+(Desconocido)%. Si tu sistema no puede tener absolutamente más de un 5% de variación, una resistencia del 5% tampoco es lo suficientemente buena para GARANTIZAR eso. Si llamas a una resistencia 5%, lo que significa es que fuera de una línea de producción, tienes que pasar de 3 desviaciones estándar para pasar del 5%