Kelvin-Varley divisor
El divisor de tensión de Kelvin-Varley es un circuito de precisión. El circuito se utiliza en equipos de laboratorio y se puede conseguir una precisión y resolución de 1 de cada 10 millones [1].
Contenido

* 1 Circuito
* 2 Variaciones
* 3 de recorte
* 4 Problemas de Diseño Otros
o 4.1 Coeficiente de temperatura
o 4.2 Autocalentamiento
o 4,3 térmica problemas CEM

* Circuito

El divisor de tensión convencionales (también conocido como divisor de Kelvin [2]) utiliza una cadena de resistencia de tapping. La desventaja fundamental de esta arquitectura es que la solución de 1 parte en 1000 requiere 1.000 resistencias de precisión.

El divisor de Kelvin-Varley utiliza un sistema inteligente reiteró. En un diseño típico, cada etapa ofrece una década de la resolución y requiere sólo el 11 resistencias de precisión. 3 etapas en cascada permite que cualquier factor de división 0-1 en incrementos de 0,001.

Cada etapa de un divisor de Kelvin-Varley se compone de una cadena de tapping de resistencias igual valor. Que el valor de cada resistencia en la etapa i-ésima se ohmios Ri. Para una etapa de diez años, habrá 11 resistencias. Dos de las resistencias será salvado por la etapa siguiente y la siguiente etapa está diseñada para tener una impedancia de entrada de 2Ri. Que la elección de diseño hace que la resistencia efectiva de la porción de un puente que se RiThe resultante de la impedancia de entrada de la etapa i-ésima se 10Ri.

En la década de diseño simple de Kelvin-Varley, la resistencia de cada fase se reduce en un factor de 5: Ri Ri = + 1 / 5. La primera etapa podría utilizar 10 reistors kilohm, la segunda etapa 2 kilo-ohmios, la tercera fase de 400 ohm, ohm la cuarta etapa 80, y la quinta etapa 16 ohmios.

La etapa final de un divisor de Kelvin-Varley es un divisor de Kelvin. Para un divisor de década, habrá resistencias diez igual valor. Que el valor de cada resistor R1 se ohmios. La impedancia de entrada de toda la cadena se 10RN. Por otra parte, la última etapa puede ser un toque resistencia de dos puentes.
* Variaciones

Un resistor de desviación puede ser usado para mantener la resistencia de los valores de la misma.
* Recorte

En los diseños prácticos, los valores de resistencia no será exactamente el valor deseado. Las razones de la división inicial, necesitan un control estricto, por lo que los diseños permitirá a la resistencia de los valores a ser ajustados.

Normalmente, cada resistencia de una cadena se ajustará a tener el mismo valor. Que establecerá una relación de empate.

La resistencia de derivación también permite que la impedancia de la cadena para ser adornado con un control en lugar de ajustar todas las resistencias cadena de once. Este es un tema de la construcción. Es fácil de ajustar a dos resistencias tienen el mismo valor con un puente de Wheatstone, pero es más difícil ajustar una resistencia de 1 / 11 para tener el valor de otro. La última operación requiere de un divisor de precisión.
* Problemas de Diseño Otros
* Coeficiente de temperatura

Idealmente, una resistencia tiene una resistencia constante. En la práctica, la resistencia puede variar con el tiempo y las condiciones externas. La resistencia puede variar con la temperatura.

resistencias de película de carbono tienen coeficientes de temperatura de unos 100 partes por millón por grado C [3]. Algunas resistencias bobinadas tienen coefficents de 10ppm/degC. Algunas resistencias de la hoja de metal puede ser 1ppm/degC.
* Alquiler de calefacción

La energía disipada en una resistencia se convierte en calor. Que el calor aumenta la temperatura del dispositivo. El calor se lleva a cabo o irradia. Una caracterización lineal simple se ve en la potencia media disipada en el dispositivo (vatios) y la resistencia térmica del dispositivo (grados º C / W). Un dispositivo que disipa 0,5 vatios y tiene una resistencia térmica de 12 grados por vatio tendrá un aumento de la temperatura de 6 grados por encima de la temperatura ambiente.

divisores de Kelvin-Varley se utilizan para probar alto voltaje, y eso crea un problema con un calentamiento espontáneo. La etapa de primera división se hace a menudo de 10 kilo-ohmios resistencias, por lo que la resistencia de entrada del divisor es de 100 kilo-ohmios. disipación de la energía total a 1000 voltios es de 10 vatios. La mayoría de las resistencias del divisor se disipará 1 vatio, pero las dos resistencias de un puente de la fase de segunda división sólo se disipará 0,5 vatios cada uno. Eso significa que las resistencias de puente tendrá sólo la mitad del calentamiento espontáneo y la mitad del aumento de la temperatura.

Para el divisor para mantener la precisión, el aumento de la temperatura de calentamiento espontáneo debe ser limitado. Obtención de coeficientes de temperatura muy baja mantiene el efecto de pequeñas variaciones de temperatura. La reducción de la resistencia térmica de las resistencias mantiene el aumento de la temperatura pequeña.

Comercial divisores de Kelvin-Varley utilizar resistencias de hilo bobinado y sumergirse en un baño de aceite.
* Térmico problemas CEM
* Vea también

* William Thomson, barón Kelvin primero
* FC Varley
* Cuatro-terminal de detección
* Kelvin puente
* Puente de Wheatstone