Reduciendo la tolerancia de las resistencias manualmente

La tolerancia es una abstracción estadística que nos dice cuánta variación se puede 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 (de forma manual o no) una propiedad que una parte no tiene.

Si parte de un circuito requiere una resistencia ajustada con mucha precisión (que tal vez deba 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 usar 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 un 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 comprara, por ejemplo, 1000 resistencias y mida con precisión sus valores de resistencia , podrá encontrar algunas resistencias que estén más cerca del valor real requerido. Estas resistencias seleccionadas serán efectivamente resistencias de tolerancia muy cercana, incluso si comenzaron a agruparse con muchos valores similares. La "tolerancia estrecha" que tienen dependerá de su equipo de prueba.

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

No puede reducir la tolerancia de una resistencia de esta manera, porque la tolerancia en este contexto significa un valor fijo de la fabricación. Una resistencia dada del 10%, dada una corriente constante dentro de un rango de temperatura estable, no oscilará de -10% a 1% a + 10%, se mantendrá igual. (Esto sale por la ventana con el tiempo o con el daño por calor.) 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 haga un lote y se prueben todas las partes. En las series E-12 (10%) y E-24 (5%), hay una 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 debe ser, se etiqueta como el siguiente valor hacia arriba o hacia abajo. Cualquiera que tenga solo un 5% o menos, se etiqueta como una resistencia del 5%, y cualquier cosa entre el 10% y el 5% se etiqueta como una resistencia del 10%. Cualquier lote de resistencias del 10% que compre la mayoría de las veces, no tendrá ninguna resistencia dentro de un 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 puedes hacer es hacer coincidir partes, donde puedes probar y medir varias partes para encontrar aquellas que estén muy cerca entre sí . Con la misma resistencia de 1k al 10% de arriba, puede encontrar suficientes resistencias de 930 ~ 950 que son esencialmente resistencias de 940Ω 1%. Por supuesto, no es un valor estándar, 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 valores de precisión (lo mismo ocurre con los leds, la cantidad de brillo de una persona puede no ser importante en comparación con asegurarse de que un conjunto de diez leds tenga el mismo color y brillo relativo).

La OTRA OPCIÓN, sin embargo , es un poco más complicada. No es complicado, pero requiere cambios manuales. Esto se ha hecho durante décadas, especialmente por su precisión, se necesitan valores no estándar. Con las resistencias de película de carbono, toma una lima y, lentamente, rompe el material exterior y retira una pequeña cantidad de 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. A continuación, utilice esmalte de uñas transparente para sellar de nuevo. Esto es lo que realmente estabas preguntando.

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No, no hay manera de "hacer" una resistencia más precisa de un grupo de resistencias menos precisas.

Por ejemplo, si no lo pensó mucho, podría tener la tentación de usar cuatro resistencias de 10 kΩ 10% en configuración en serie / paralelo para hacer una resistencia de 10 kΩ 5%, pero eso no funciona. Si los valores de los resistores originales se distribuyen aleatoriamente sobre su rango, entonces este método hace que el valor resultante sea probable para estar cerca del nominal, pero el rango máximo de intensidad de peaje sigue siendo exactamente el mismo. Piense en el caso límite en el que todas las resistencias tienen una altura del 10%. El resultado también será un 10% más alto, independientemente de la cantidad que juntemos y el promedio. Incluso el promedio es poco probable que obtenga resultados deseables. Cuando se ensambla el circuito, es probable que obtenga un grupo de resistores del mismo lote de fabricación, probablemente uno después del otro. Tal distribución no es probable que sea aleatoria. Sin embargo, el punto es que el error en el 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 puedes 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 la resistencia debido a la temperatura, pero aún tiene el problema del valor inicial.

No hay almuerzo gratis.

Lo primero que se debe saber, la tolerancia incluye varios factores.

1. Precisión de fabricación: las resistencias del mismo nominal son ligeramente diferentes de fábrica.
2. Estabilidad frente al medio ambiente, como la temperatura, la humedad o la presión. El valor real cambia un poco cuando cambian los factores del entorno.
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, aislarlo de la influencia mecánica, sónica, térmica, electromagnética, etc. Otra forma es usar más material mejor durante la fabricación.

Tercero es la naturaleza de materal, puede reemplazarlos o ajustar su dispositivo después de que pase un tiempo.

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

Resulta que es una pregunta muy difícil y debemos ser muy cuidadosos con la terminología. En primer lugar, dejemos de lado el término "tolerancia": el uso de este término oscurece las respuestas y plantea discusiones de terminología.

Ahora, la mejor referencia que encontré en la Web es este : un artículo destacado sobre los valores de los resistores.

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

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

1. Agrega un recortador para ajustar la resistencia
2. Mida las resistencias reales y elija los componentes de acuerdo con 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 requieren mucho tiempo. Resulta que podría 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% con calidad suficiente.

En este caso, puede utilizar las técnicas presentadas en el artículo que he vinculado anteriormente para garantizar que sus resistencias "en promedio" estén más cerca de sus valores nominales. Luego, por supuesto, tendrá que probar su producto final y deshacerse del 10% malo (o, como 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) de arriba. Si estás en producción en masa, considera promediar los resultados.

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

No olvide que el fabricante de la resistencia está midiendo la resistencia de la pieza y eliminando las que están cerca del valor deseado para ser etiquetadas y vendidas como piezas de mayor precisión. Entonces, si está buscando partes de 1k ohm, 10%, en una bolsa de piezas, me sorprendería encontrar muchas muestras en la bolsa que estaban bien dentro del 5%. Igual al 1%: el fabricante los venderá como partes del 1% ...

Estás de suerte, hay un método

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

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

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

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

NOTA PARA LAS PERSONAS QUE HABLAN SOBRE EL PEOR CASO

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