Calibrar sin una buena fuente de voltaje conocida

Si habla en serio, en algún lugar de la línea tendrá que comprar, o construir, algo que sea más preciso que el dispositivo que está calibrando / probando.

Si fuera yo, construiría, y usaría una serie de Zeners - LM4040s - en lugar de una sola referencia y un divisor de voltaje para obtener varios voltajes de salida de - llamémoslo - el calibrador de voltaje. De esa manera, solo se requiere una resistencia limitadora de precisión no precisa entre la fuente bruta y cada cátodo de Zener, y la precisión inherente de la tensión de salida de cada Zener se mantendrá ya que no se verá comprometida por la tolerancia de la resistencia del divisor de tensión cadena.

Hay 6 voltajes de salida individuales disponibles en LM4040: 2.5V, 3V, 4.096V, 5V, 8.192V y 10 voltios, y todos están cableados como reguladores de derivación, como este,

dondeelvalordeRsestádeterminadoporlaleydeOhmyes:

$$R_{S}=\frac{V_{DD}-V_{OUT}}{I_Z}$$

ElLM4040exhibeunVoutmuyestableparaunrangomuyampliodeIz,asíqueparaunLM4040-10conunVddde12VyunIzde1miliamperio,Rssería:

$$R_{S}=\frac{12V-10V}{0.001A}=2000\text{ohms}$$

EsimportantedarsecuentadequelacorrientetomadaporlacargaconectadaentreVoutytierracausaráquelacorrienteatravésdelZenersereduzcaenesacantidad,peroconcargasdealtaresistencia(voltímetrosydemás)quecambianenlacorrienteatravésdelZenerdeberíatenersolounefectominúsculoenVout.

Finalmente,verifique a> para los precios, se obtiene USD 1.78 para una unidad de 10 voltios +/- 0.1%, lo cual es bastante barato, por lo que armar una matriz de los seis Zeners ciertamente no romperá el banco, especialmente porque las resistencias limitadoras actuales pueden Todas son películas de vainilla al 5% de carbono.

Si todo lo que tienes son resistencias, eso no va a ir tan bien. Los resistores son grandes en ser dispositivos lineales. Las referencias de voltaje (del sabor de dos terminales) son dispositivos muy no lineales (el voltaje es constante independientemente de la corriente).

Si tiene algún tipo de dispositivo semiconductor, podría intentar usar una caída de diodo como referencia de voltaje. Pero los diodos no son tan buenos, y diferentes tipos / modelos tienen diferentes caídas de voltaje. Un Zener estaría bien, pero si no tienes un regulador de voltaje, asumiré que no tienes un Zener por ahí.

Si tienes zinc, sulfato de zinc, mercurio y sulfato mercurioso, podrías construir una celda Clark , que proporciona Un relativamente constante de 1.434V. Sin embargo, esto requiere artículos de vidrio de lujo, cables de platino y, bueno, mercurio . Una alternativa (con un tempco considerablemente mejor) es la celda de Weston ; De nuevo, esto requiere mercurio y sulfato de cadmio octahidratado , entre otras cosas. No tengo la menor idea de qué es eso, pero suena aterrador.

En tu comentario, mencionaste que hay algunos reguladores por ahí. Estos son, con mucho, su mejor apuesta. La utilidad dependerá en gran medida del tipo de regulador, pero si tiene algo como un regulador LM317, la tensión de referencia será de 1.25 V nominalmente, +/- 50 mV. Un regulador lineal fijo genérico como un 7805 tiene aproximadamente la misma precisión (4.8-5.2 V), pero si tiene reguladores más precisos, esos podrían ser mejores.

Otro truco sería romper una pieza del equipo que posees que tenga una referencia de voltaje interno.

Quizás la verdadera pregunta es, ¿qué le pasa a su DMM? Cualquier DMM medio decente debería ser lo suficientemente preciso para muchas tareas. Quiero decir, incluso esos $ 7 metros que se entregan gratis en Harbor Freight reclaman una precisión de ~ 1%.

Referencias de voltaje del regulador de voltaje: TL431 o TLV431 son moderadamente decentes para un valor limitado de moderado (1,5% a menos que sean las versiones de bandejas más altas de hasta 0,5% ... LM317 también tiene una referencia de bajo voltaje incorporada.

Si vale la pena tener el DMM, será mejor que eso sin problemas. Si no es mejor que eso sin preocuparse, no vale la pena arrastrarlo mientras viajas.

Esperar que la alimentación USB valga como referencia es una tontería.

Un puerto USB en una computadora debe estar entre 5.0 y 5.1V; Si esa precisión te queda. Una batería de automóvil saludable que haya descansado durante la noche debe estar alrededor de 12.6 a 12.8V; Si esa precisión te queda. Dentro de una PC, hay un riel de 3.3 voltios que debe ser inferior a +/- 0.1V, si esa precisión le corresponde. Un LED mostrará un voltaje constante en función del color.

Las células AA, C, D están disponibles en todas partes. Su voltaje es ~ 1.54V nuevo. Varios en serie darán pasos de voltaje precisos y decentes para la calibración usando 1, 2, 3, 4 ... de ellos.