19054 IMG�08 (2)

damy, gdy potrzebny jest podział „z dużą gęstością", czyli z dużą rozdzielczością, a nie jest istotne, że działanie rozciąga się w czasie Pokrewny sposób (wykorzystujący czas) polega na odwzorowaniu napięcia na częstotliwość (impulsów)

Na rysunku 3 7 przedstawiono elementarne schematy przykładowych dzielników rezystancyjnych: szeregowego (napięciowy, rys 3 7a) i równoległego (prądowy, rys 3 7b). każdy o czterech kluczach Schemat napięciowy (3 7a) zapewnia cztery stopnie podziału, w tym jeden stopień (najwyższy) przenosi pełne napięcie U« na wyjście Układ równoległy (3 7b). przy tej samej liczbie rezystorów i kluczy, umożliwia niezależne, kombinowane łączenie równoległych gałęzi, dzięki czemu zapewnia większą liczbę różnych łączeń, a tym samym większą liczbę realizowalnych stosunków podziału¹, bo może być również zamykanych równocześnie w różnych kombinacjach kilka gałęzi (ta możliwość jest

b

a

Ryt-3. 7. Schematy elementarnych dzielników rezystancyjnych a - szeregowego (napięciowego), b -równoległego (prądowego)

w pełni użyteczna, gdy rezystory są różne) Mów się. że układ zapewnia większą rozdzielczość podziału przy tej samej liczbie elementów, co jest konstrukcyjnie korzystne Zastosowanie równoległych (prądowych) dzielników jest korzystne jeszcze z innego powodu Współcześnie obwody są zamykane z zasady za pomocą elektronicznych kluczy półprzewodnikowych, które są niedoskonałe², a obwody prądowe są mniej wrażliwe na ich niedoskonałość niż obwody napięciowe Z tego względu osiągalna dokładność działania układów równoległych może być lepsza Z tych względów układy dzielników rezystancyjnych o dużej rozdzielczości (duża liczba nastawalnych stopni podziału), w których łączenia realizowane są za pomocą kluczy elektronicznych, są z zasady prądowe ^{1 2}

Stosunek n napięcia wejściowego do wyjściowego nazywa się przekładnię dzielnika Przekładnia n (3 6) jest w taki sposób definiowana dla dzielników szeregowych, ponieważ tam. gdzie są one stosowane, mnożymy przez przekładnię n (3 6a) wartość napięcia otrzymywanego na wyjściu, gdy chcemy wyznaczyć wartość napięcia na wejściu Jest to typowa sytuacja, gdy napięcie wejściowe jest nieznane Wówczas po zmierzeniu napięcia wyjściowego potrzebujemy obliczyć wartość napięcia na wejściu dzielnika. Dzielnik w układzie szeregowym jest współcześnie przede wszystkim używany do tworzenia większej liczby podzakrcsów pomiarowych przyrządu (do rozszerzania zakresu pomiarowego przyrządu) Jest to współcześnie najbardziej typowe zastosowanie rezystancyjnego dzielnika szeregowego. W takim przyrządzie (wielozakresowym) jest jeden zakres, tzw podstawowy, na którym realizuje się właściwy proces pomiaru i na który przekłada się za pomocą dzielnika napięcie o większej wartości W układzie na rys 3 7a zapewnia się niezmienną rezystancję wejściową dzielnika (czyli przełączanie rezystancji dokonuje się tylko na wyjściu dzielnika)

t/„ R| ²Rj + R,+R, <J«y “    '

(3 6)

Urn

nUi²

<3 6a)

Przykład. Dobierzemy rezystory w dzielniku wg schematu (rys. 3 7a), lak teby otrzymać przekładnie />!= 1000, 100, 10. 1. gdy zamykane są klucze odpowiednio I, 2, 3, 4 Korzystamy z definicji (3 6) układając cztery równania Wyznaczamy następnie wartości R_t. R; R>. R. Otrzymamy odpowiednio I, 9, 90, 900 jednostek rezystancji. Rezystancja wejściowa wyniesie 1+9+90+900 -1000 jednostek Na przykład w woltomierzach cyfrowych stosuje się rezystancję wejściową dzielnika 10 Mil Wówczas rezystory przykładowego w takim dzielniku powinny mieć odpowiednio 10 k O, 90 kil, 900 kil, 9 Mil.

Zapewnienie dokładności dzielnika rezystancyjnego, realizującego kilka stopni zadanego podziału n, napięcia i przeznaczonego do dzielenia napięcia prądu stałego, me jest trudnym problemem technicznym i każda potrzebna dokładność jest realizowalna Zadanie konstrukcyjne jest nawet łatwiejsze, niż wykonanie dokładnych rezystorów z tego względu. Ze wystarczy tylko zrealizować rezystancje o zadanym stosunku (co jest łatwiejsze), a niekoniecznie dbać o to, żeby wielkości rezystancji odpowiadały dokładnie zadanej liczbie omów Problemy konstrukcyjne w dzielniku prądu stałego dużq dokładności wystąpiłyby, gdyby budować dzielnik o bardzo dużej rezystancji wejściowej, np rzędu gigaomów Wówczas upływność izolacji i niestałość rezystancji takich rezystorów ograniczałyby osiągalną dokładność.

Natomiast dzielniki rezystancyjne użyte do podziału prądu przemiennego są mniej dokładne i tym mniej, im częstotliwość napięcia jest większa Dzieje się tak dlatego, ze poszczególne rezystory są bocznikowane przez pojemności montażowe (pojemności sprzężeń) i część prądu „ucieka z rezystorów" - płynie przez pojemności sprzężeń jako prąd pojemnościowy. Udział sprzężeń zmienia się zależnie od częstotliwości napięcia i to jest główna przyczyna trudności konstrukcyjnych Opanowując częściowo takie szkodliwe zjawiska zapewnia się potrzebną dokładność i to tylko w ograniczonym paśmie częstotliwości. W tym celu stosuje się ekranowanie, wymyślne struktury sieci rezystorów i kondensatorów, wyrównywanie potencjałów ³ Przy prądzie stałym zjawiska sprzężeń (dodatkowo tez

97

1

' Konkretnie np dla czterech rozruch rezystorów - 15 różnych podziałów czyli różnych napięć na wyjściu, me licząc stanu „wszystkie klucze otwarte"

2

^U^^ywane d° ^lJ'^{ch ccl6w} klucze nazywane są w elektronice elektronicznymi układami przełączającymi analogowymi w odróżnieniu od takich, lecz cyfrowych Ich analogowość wynika z tego. że przeznaczone są do łączenia obwodów izw analogowych (a me izw. cyfrowych), czyli po prostu obwodów elektrycznych, w których „nic koduje się informacji" za pomocą napięcia lub prądu Oczekuje się od ruch. żeby w stanic zamknięcia względnie dobrze zwierały (mała rezystancja połączenia, małe napięcie resztkowe na połączeniu) a w stanie otwarcia zapewniały względnie dużą rezystancję przerwy Są niedoskonałe, bo me spełniają wymienionych oczekiwali, ale są szybkie i niezawodne (trwale), i dlatego są niezastąpione Stosuje się je z większym powodzeniem w obwodach prądowych, bo w tych obwodach ich niedoskonałość ma mały wpływ na dokładność realizacji funkcji układu Gdy zastosowanie ich w układach pomiarowych wprowadza zbyt duże błędy, lo do ląc/enu obwodów stosuje się elektromechanicznie przekaźniki, których trwałość, zawodność i czas (własny) działania są nieporównywalnie gorsze

Klucze elektroniczne przeznaczone do obwodów cyfrowych (Izw bramki) nie muszą spełniać wymagań koniecznych w obwodach pomiarowych Wystarczy, że zapewniają jedną, dominującą właściwość, którą jest szybkość

3

Ekran rezystora ma wymuszony potencjał praktycznie równy potencjałowi ekranowanego rezystora Przy różnicy potencjałów bliskiej zeru pomiędzy ekranem i rezystorem prąd pojemnościowy me płynie