Création de résistances d'étalonnage personnalisées

Souvent au cours de la conception et de la construction des circuits de compteurs électriques, il est nécessaire d'avoir des résistances précises pour obtenir la ou les gammes souhaitées. Le plus souvent, les valeurs de résistance requises ne peuvent être trouvées dans aucune unité de résistance fabriquée et doivent donc être construites par vous.

Créez votre propre résistance

Une solution à ce dilemme consiste à fabriquer votre propre résistance à partir d'une longueur de fil spécial à haute résistance. Habituellement, une petite « bobine » est utilisée comme forme pour la bobine de fil résultante, et la bobine est enroulée de manière à éliminer tout effet électromagnétique :la longueur de fil souhaitée est pliée en deux et le fil en boucle enroulé autour du bobine de sorte que le courant à travers le fil s'enroule dans le sens des aiguilles d'une montre autour de la bobine sur la moitié de la longueur du fil, puis dans le sens inverse des aiguilles d'une montre pour l'autre moitié. C'est ce qu'on appelle un enroulement bifilaire . Tous les champs magnétiques générés par le courant sont ainsi annulés, et les champs magnétiques externes ne peuvent induire aucune tension dans la bobine du fil de résistance :

Connectez plusieurs résistances fixes

Comme vous pouvez l'imaginer, cela peut être un processus laborieux, surtout si plus d'une résistance doit être construite ! Une autre solution plus simple au dilemme d'une résistance personnalisée consiste à connecter plusieurs résistances à valeur fixe ensemble en série-parallèle pour obtenir la valeur de résistance souhaitée. Cette solution, bien que potentiellement chronophage pour choisir les meilleures valeurs de résistance pour créer la première résistance, peut être dupliquée beaucoup plus rapidement pour créer plusieurs résistances personnalisées de la même valeur :

Un inconvénient de l'une ou l'autre technique, cependant, est le fait que les deux aboutissent à un fixe valeur de résistance. Dans un monde parfait où les mouvements des compteurs ne perdent jamais la force magnétique de leurs aimants permanents, où la température et le temps n'ont aucun effet sur les résistances des composants et où les connexions des fils maintiennent une résistance nulle pour toujours, les résistances à valeur fixe fonctionnent assez bien pour établir les gammes d'instruments de précision . Cependant, dans le monde réel, il est avantageux d'avoir la possibilité de calibrer , ou ajuster, l'instrument à l'avenir.

Potentiomètres connectés en rhéostats

Il est donc logique d'utiliser des potentiomètres (connectés comme des rhéostats, généralement) comme résistances variables pour les résistances de plage. Le potentiomètre peut être monté à l'intérieur du boîtier de l'instrument de sorte que seul un technicien de service ait accès pour modifier sa valeur, et l'axe peut être verrouillé en place avec un composé de serrage pour filetage (un vernis à ongles ordinaire fonctionne bien pour cela !) afin qu'il ne bouger s'il est soumis à des vibrations.

Cependant, la plupart des potentiomètres offrent une plage de résistance trop grande sur leur plage de mouvement mécaniquement courte pour permettre un réglage précis. Supposons que vous souhaitiez une résistance de 8,335 kΩ +/- 1 Ω et que vous vouliez utiliser un potentiomètre de 10 kΩ (rhéostat) pour l'obtenir. Une précision de 1 Ω sur une étendue de 10 kΩ équivaut à 1 partie sur 10 000, soit 1/100 de pour cent ! Même avec un potentiomètre 10 tours, il sera très difficile de l'ajuster à une valeur aussi finement. Un tel exploit serait presque impossible avec un potentiomètre standard de 3/4 de tour. Alors, comment pouvons-nous obtenir la valeur de résistance dont nous avons besoin et avoir encore de la place pour l'ajustement ?

La solution à ce problème consiste à utiliser un potentiomètre dans le cadre d'un réseau de résistance plus large qui créera une plage de réglage limitée. Observez l'exemple suivant :

Ici, le potentiomètre 1 kΩ, connecté en rhéostat, fournit à lui seul une étendue de 1 kΩ (une plage de 0 Ω à 1 kΩ). Connecté en série avec une résistance de 8 kΩ, cela compense la résistance totale de 8 000 Ω, donnant une plage réglable de 8 kΩ à 9 kΩ. Maintenant, une précision de +/- 1 représente 1 partie sur 1000, ou 1/10 de pour cent du mouvement de l'arbre du potentiomètre. C'est dix fois mieux, en terme de sensibilité de réglage que ce que l'on avait avec un potentiomètre de 10 kΩ.

Si nous souhaitons rendre notre capacité de réglage encore plus précise, afin de pouvoir régler la résistance à 8,335 kΩ avec une précision encore plus grande, nous pouvons réduire la portée du potentiomètre en connectant une résistance de valeur fixe en parallèle :

Maintenant, la plage de calibrage du réseau de résistances n'est que de 500 Ω, de 8 kΩ à 8,5 kΩ. Cela donne une précision de +/- 1 égale à 1 partie sur 500, soit 0,2 pour cent. L'ajustement est maintenant deux fois moins sensible qu'avant l'ajout de la résistance parallèle, facilitant ainsi un étalonnage beaucoup plus facile à la valeur cible. Le réglage ne sera malheureusement pas linéaire (à mi-chemin de la position de l'axe du potentiomètre ne sera pas aboutir à une résistance totale de 8,25 kΩ, mais plutôt de 8,333 kΩ). Pourtant, c'est une amélioration en termes de sensibilité, et c'est une solution pratique à notre problème de construction d'une résistance réglable pour un instrument de précision !

FICHES DE TRAVAIL CONNEXES :

• Fiche de travail du potentiomètre