Resistor box

[Heavy]

Per l'emulazione dei sensori di temperatura resistivi (NTC, PTC, ecc.), in laboratorio utilizziamo i resistor box, che non so neppure come chiamare in italiano. In particolare abbiamo uno strumento, 1433H della General Radio

1433H.jpg (19.79 KiB) Osservato 5635 volte

che pur vecchio è di una precisione e ripetibilità incredibili, misurabili in ppm. E' però un incubo da utilizzare perché per impostare una temperatura è necessaria una tabella di conversione da tenere con lo strumento. E sopratutto non permette di muoversi tra due valori in modo monotono. Ci si arriva invece per salti. Se nel sistema che si vuole testare ci sono filtri a finestra mobile, la prova perde di significato. Si è pensato allora di costruire uno di questi oggetti con un'interfaccia per calcolatore che permetterebbe di fare tutto ciò che si vuole. Più facile a dirsi che a farsi. La parte di interfaccia è cosa banale, ma cosa utilizzare come elemento resistivo? Usare un sistema a circuito aperto, (con DAC per esempio) o retroazionato in qualche modo? La precisione che serve è alta (lo 0.1% è il minimo accettabile) e anche il range di resistenza è molto ampio (da pochi kohm a qualche Mohm). Si accettano consigli e pareri di ogni tipo.

[Heavy]

Provo ad autorispondermi. Una possibile soluzione potrebbe essere quella nello schema allegato.

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

La resistenza che si vede guardando nella porta di uscita è

La corrente è anche quella che passa sulla resistenza e quindi

Sostituendo

Se l'amplificatore regola

Il DAC ha come riferimento la tensione di uscita. Alla sua uscita avremo una frazione del riferimento in funzione del codice in ingresso. Se indichiamo con

in uscita avremo

e quindi

con k inferiore a 1. Abbiamo fatto un amplificatore di resistenza a controllo digitale (fico...). La precisione dipende in pratica solo dalla tolleranza della resistenza e dalla precisione del convertitore. Una calibrazione a punti toglierebbe ogni problema. Troppo bello per essere vero. A parte il fatto che lavora solo per correnti entranti nel nodo (che nel mio caso non è un problema), come si comporta dinamicamente? E come funzionerà quando la tensione in uscita sarà molto bassa?

[DirtyDeeds]

utilizziamo i resistor box, che non so neppure come chiamare in italiano

Cassette di resistori.

A parte il fatto che lavora solo per correnti entranti nel nodo (che nel mio caso non è un problema)

Questo problema, così come quello della voltage compliance, potrebbe essere risolto con una pompa di corrente di tipo Howland. Ci sono però altri due problemi: il primo è che quel circuito ha un terminale riferito a 0 V; il secondo è che non permette di realizzare resistori a 4 terminali. Poi, bisogna fare attenzione che la resistenza di ingresso del DAC sull'ingresso di reference (tipicamente una decina di kiloohm) è in parallelo alla resistenza che si vuole simulare.

[edgar]

Hai provato a vedere se Guildline produce qualcosa che ti può andare bene ?

[Heavy]

la resistenza di ingresso del DAC sull'ingresso di reference (tipicamente una decina di kiloohm) è in parallelo alla resistenza che si vuole simulare.

Ostrega, te ga rason (Accipicchia, hai ragione). Vuol dire che ci mettiamo un buffer.
Non poter avere i quattro terminali non è un problema, la resistenza minima è nell'ordine del kohm. Per il problema dei ritorni di massa, il circuito è già previsto come flottante con una comunicazione seriale optoisolata e un DC/DC per l'alimentazione. Il circuito dipo Howland richiede un po' di tempo per l'analisi dettagliata. Ti ringrazio del consiglio e metto il documento nella pila "to be done".

Per edgar: no, non ho trovato quello che ci serve. Sembra un problema un po' sottovalutato da chi fa questi prodotti. Si trovano simulatori per le PTC, ma qualcosa di più generale (e magari conveniente) no.

Aggiornamento schema con buffer. Adesso bisogna anche fare un po' di attenzione alla questione offset. Per la stabilità cosa dovremmo fare? Quella RC sul primo amplificatore bisogna metterla?

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

[DirtyDeeds]

ma qualcosa di più generale (e magari conveniente) no.

Fare un buon sintetizzatore di resistenze è un discreto casino, te ne accorgerai quando inizierai a valutare in quel circuito gli effetti di offset e, soprattutto, derive.

Se i componenti che avete bisogno di emulare sono sempre gli stessi potreste pensare di farvi una cassetta ad hoc con dei resistori ad alta stabilità costruita in modo da avere la monotonicità che vi serve.

[Heavy]

Per DirtyDeeds: le derive sono uno dei punti principali sui quali mi sono soffermato. La temperatura non è un problema perché il circuito non dissipa ed è utilizzato in laboratorio che è un ambiente climatizzato. La temperatura sarà sempre all'interno dell'intervallo 20-25 °C. Le derive a lungo termine non sono un problema perché con quattro righe di codice si può fare un programma di calibrazione che utilizza un multimetro a 6+1/2 cifre come riferimento. Le derive a breve sono tutte da vedere. Mi spaventa un po' anche il rumore quando ci saranno poche decine di millivolt in ingresso. Non vorrei mai che il circuito si rivelasse come un amplificatore di rumore .

[Paolino]

Per l'emulazione dei sensori di temperatura resistivi (NTC, PTC, ecc.), in laboratorio utilizziamo i resistor box, che non so neppure come chiamare in italiano

Le uso pure io, e in italiano le conosco con il nome di decadiche, in quanto a ciascun pomello corrisponde una potenza di 10 nel valore della resistenza totale.

Ciao.

Paolo.

[Heavy]

Per Paolino: non mi pare ci sia un termine standard. Qui è d'uso chiamarle resistenze campione anche se le resistenze campione sono un'altra cosa.

[Paolino]

Può darsi che non esista un "nome standard". Ho scritto infatti che io le conosco come decadiche, ma questo non sposta la funzionalità dell'oggetto

Ciao.

Paolo.