Diferencia entre el uso de la resistencia de prueba grande contra la prueba de DMM / SCOPE interna

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Para mi laboratorio de introducción a mi clase de circuitos eléctricos analógicos, una de las preguntas del análisis es calcular las resistencias internas del voltímetro digital y el osciloscopio, usando la ecuación

Lomismoseaplicaalaresistenciadelalcance,simplementereemplaza\$R_{dmm}\$con\$R_{alcance}\$.

Elcircuitoconstruidoseveasí:

con \ $ V_ {in} \ $ = voltaje \ $ V (A-A ') \ $, y \ $ V_ {out} \ $ = voltaje en \ $ R_2 \ $, \ $ V (B- B ') \ $.

Ejecuté el mismo experimento con dos resistencias diferentes: un par de 4.7K y un par de resistencias 3.3M en pruebas separadas.

Mi instructor me dijo que la resistencia interna del alcance es ~ 1M, y que el DMM es ~ 10M.

Cuando ejecuto el cálculo con una resistencia de 3.3M, obtengo casi exactamente los valores teóricos (\ $ R_ {dmm} \ $ = 10.19M, \ $ R_ {alcance} \ $ = 1.004M). Sin embargo, con los 4.7K obtengo valores extremadamente bajos (aproximadamente 3.3M y -230K).

Aquí está mi cálculo de matlab en bruto para ambos (perdón por el desorden).

%% With 3.3M

vaa=10.088; vbb=4.336;
r1=3.33e6; r2=3.33e6;

rdmm=(vbb*r1*r2)/((vaa*r2)-(vbb*(r1+r2)))

vaas=10.1; vbbs=1.9;
r1=3.33e6; r2=r1;

rscope=(vbbs*r1*r2)/((vaas*r2)-(vbbs*(r1+r2)))


%% With 4.7k

vaa=10.095; vbb=5.044;
r1=4.67e3; r2=4.67e3;

rdmm=(vbb*r1*r2)/((vaa*r2)-(vbb*(r1+r2)))

vaas=10.1; vbbs=5.1;
r1=4.67e3; r2=r1;

rscope=(vbbs*r1*r2)/((vaas*r2)-(vbbs*(r1+r2)))

Este laboratorio se entregará esta noche a medianoche, así que probablemente solo use el cálculo con el 3.3M ya que devuelve los valores correctos, jeje ... pero sigo sintiendo curiosidad por saber por qué sucede esto (Dios no lo quiera es un error de cálculo, pero no puedo entenderlo). Sé que una resistencia más pequeña es mejor para obtener valores de voltaje precisos, ya que la resistencia interna será tan alta que toda la corriente fluirá a través de la resistencia de prueba; pero en este caso, el cálculo de la resistencia interna fue mejor con resistencias más altas.

    
pregunta geistmate

2 respuestas

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Sospecho que te topaste con un error de precisión de cálculo. Déjame explicarte.

Si \ $ R_1 \ $ y \ $ R_2 \ $ son mucho menores que la resistencia de entrada del alcance / DMM, el circuito que mostró está prácticamente descargado (es decir, asumimos que infinito \ $ R_ {dmm} \ $).

Por lo tanto, desde \ $ R_1 = R_2 \ $, entonces \ $ V_ {BB} = 0.5 V_ {AA} \ $ (divisor de voltaje de ramificación igual) y \ $ R_1 + R_2 = 2 R_1 \ $. Luego mira el denominador de esa fórmula:

$$ V_ {in} R_2 - V_ {out} (R_1 + R_2) = V_ {AA} R_2 - V_ {BB} (R_1 + R_2) = V_ {AA} R_1 - 0.5 V_ {AA} \ veces 2 R_1 = 0 $$

En otras palabras, el denominador sería teóricamente cero, dando un infinito \ $ R_ {dmm} \ $, como se esperaba.

El problema es que, en la práctica, el denominador no será exactamente cero, y cualquier ligera aproximación de los valores de \ $ R_1 \ $ y \ $ R_2 \ $ o cualquier error leve en la medida de \ $ V_ {AA} \ $ o \ $ V_ {BB} \ $ afectará enormemente el resultado!

En otras palabras, cuando el denominador se acerca a cero, se vuelve mucho más sensible numéricamente a los errores de los parámetros utilizados para calcularlo.

    
respondido por el Lorenzo Donati
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El método más preciso es el método de puente. .. Para encontrar el R2 desconocido dentro del dispositivo bajo prueba (DUT), ajuste R1 hasta que V (R2) = 50% del voltaje aplicado.

De lo contrario, utilice la fórmula para un divisor de impedancia.

Con su método, el error aumenta cuando se usan valores más bajos que la carga esperada hasta que la tolerancia de las R externas domina el resultado, debido a la muy baja compartición de corriente en el DUT.

En la prueba R única, no hay intercambio de corriente, y por lo tanto no hay ambigüedad de la corriente DUT, solo el error de tolerancia de R1 limita la precisión de su resultado.

    
respondido por el Tony EE rocketscientist

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