Задача: прибор должен имитировать переменный резистор с точностью до 0.01 Ом.

Решение: поставил несколько прецизионных резисторов (напр. краснодарский завод ЗИП или др.) и коммутирую один из них герконовым реле.

Плохо в этом то, что получается только несколько фикс. значений сопротивления за большую цену и нехилые габариты.

Подскажите, добрые люди, как же это можно по другому сделать, мож микруха какая специальная есть.
Очень хочется менять значение сопротивления в некотором диапазоне с некоторым шагом, а не ограничиваться лишь несколькими значениями.

Для этих целей существуют цифровые потенциометры: так допустим есть семейство MCP4XXXX - цифровые потенциометры с управлением по SPI-интерфейсу фирмы Microchip.
Почитай вот эту статью про цифровые потенциометры - там все доходчево написано и примеры есть. http://www.compitech.ru/html.cgi/arhiv/01_05/stat_50.htm
Правда я не уверен в их прецизионности, поэтому еще один вариант это матрица R-2R, звенья которой коммутируются транзисторами, лучше полевыми. Чтобы понять как работает посмотри схемы цап из любого учебника.

1. Какое номинальное значение сопротивления?
2. На какой ток расчитан прибор?

Вот это по делу!
1. Номинальное значение скажем 50 -200 Ом (если точнее - диапазон термосопротивления, но я его забыл)
2. токи - единицы мА

2Alexandr
Оба варианта не годятся, так как нужна прецизионность.

Могу согласиться что потенциометров прецизионных нет. Но матрицы R-2R наверняка есть, ну не может быть чтоб не было. Могу еще посоветовать подключать готовые прецизионные резисторы через электронные ключи или переключатели - например DG201 и MAX333 (Maxim/Dallas). Конечно их открытые каналы имеют некоторое малое сопротивление, но оно хотя бы аддитивно и его можно учитывать.

Сопротивление у них действительно малое, но оно очень зависимо от внешних факторов (ток, температура), учитывать которые очень трудно.

Действительно, единственная альтернатива Вашему решению - резистивная матрица, коммутируемая электронными ключами (если допустимо, что одна из клемм иммитатора будет соединена с общим проводом). Сейчас можно найти полевики с сопротивлением открытого канале < 20 mOhm. В любом случае, у задачи, требующей создания прибора с погрешностью 5Е-5, не может быть простого решения. Кстати, при выборе герконов тоже надо обратиь внимание на величину и стабильность сопротивления контактов.

Да нет, это вроде недопустимо.

Ну, а если бы к примеру было допустимо, то я все равно до конца не понимаю как можно сюда воткнуть R2R. Ведь это по сути хитрый делитель: на входе опорное напряжение, на выходе - выходное.
Подумаю на выходных.
Вроде постепенно доходит.

И чем я в институте занимался?

Может быть имеет смысл подумать над экзотическими вариантами, например такими: испольэовать, как у Вас сейчас, набор прецизионных резисторов, подключая к ним медный резистор из тонкой проволоки и меняя его сопротивление путем изменения его температуры. Учитывая, что у меди ТКС=0,004 1/град, требования к стабилизации температуры могут оказаться приемлемыми. Правда, этот вариант мне и самому не очень...

Скорее всего, требованиям поставленной задачи ( абсолютная погрешность задания величины R +/- 0.01 ом в диапазоне 50-200 ом) не отвечает и вариант с коммутацией прецезионных резисторов герконами, так как контактное сопротивление геркона изменяется в процессе эксплуатации, колеблется от 0.08ом/КЭМ-1 до 0.3ом/МК-10-3 и для герконов одного наименования и даже одной партии может различаться на 0.01-0.02 ом. Нужно выбирать герконы, предназначенные для коммутации больших токов (например КМГ-12/ 0.007ом), имеющие малое контактное сопротивление иначе долговременной стабильности такого устройства не получить. Необхоимо также знать и диапазон рабочих температур, так как возможно необходимо учитывать и изменение сопротивления образцовых резисторов и подводящих проводов от температуры.
А вообще, очень похоже, что это устройство необходимо для калибровки электронного измерителя температуры ( медные термометры -50 ом, платиновые 100, 200 ом, ток не более 1 ма и требования по точности задания сопротивления соответствуют. Если это так, то возможно другое решение для построения калибратора.
Нельзя ли подробнее описать конечную задачу? Для чего нужен этот прибор?
Тогда возможно и решение будет найдено.

Извиняюсь за паузу. Заказчики замучили.

Итак задача: сделать девайс для поверки (калибровки) приборов (систем), измеряющих температуру при помощи термосорезисторов. Подключение - по 4 проводам.
Т.о. девайс должен имитировать терморезистор (ессно в нескольких температурных точках - чем больше тем лучше) - по одной паре ему ток, а он по другой - напряжение, соответствующее температуре.

А насчет герконов - коммутирую сразу оба провода (сдвоенный геркон), поэтому мне кажется влияние их сопротивления нивелируется.

[
А насчет герконов - коммутирую сразу оба провода (сдвоенный геркон), поэтому мне кажется влияние их сопротивления нивелируется.

[/quote]

Это справедливо, если калибруемые приборы имеют 4-х проводный вход. А вообще для этой задачи альтернативы "обычным" прецизионным резисторам я не вижу.

<Оба варианта не годятся, так как нужна прецизионность. >
А как Вам такой вариант.
Наверняка Ваши прецизионные резюки по не точнее 0.05%, при относительной погрешности цифрового 256 поз. потенциометра это вполне вписыватся. Теперь как быть с диапазоном и абсолютной точностью выдаваемого номинала.
Нужного номинала можно добиться паралельным включением потенциометров. А абсолютное более-менее прецизионное значение самого составного потенциометра можно получить например так: поставим перед ним прецизионный резюк и по получаемому напряжению падения на сосотавном потенциометре уточняем его сопоротивление.

to CeDeX:

У вашей задачи есть решение.
Терморезистор запитывается генератором тока от поверяемого прибора и этот ток для разных экземпляров прибора может иметь небольшой разброс.
Падение напряжения с терморезистора снимается по двум отдельным проводам(четырёхпроводка) и подаётся на поверяемый прибор. Терморизистор имеет нормируемую характеристику сопротивления от температуры, например при температуре 20 С он имеет сопротивление 100 Ом, и тогда если ток поступающий от генератора тока поверяемого прибора составляет
1 мА, то напряжение которое будет поступать на вход поверяемого прибора составит 100 мВ. Отсюда предложение, давайте мерять ток поступающий от поверяемого прибора при помощи АЦП, умножать его на величину нужного значения сопротивления и генерировать требуемое значение напряжения цифровым кодом с выхода микропроцессора при помощи 15 - 16 разрядного ЦАПа. Таким образом мы переходим от создания физической величины сопротивления к измерению тока(что можно сделать например подключив генератор тока к единственному эталонному резистору и измеряя падение напряжения на нём при помощи АЦП) расчёту значения и генерации величины напряжения. Данный калибратор и аттестовать будет достаточно просто, и большое количество точек шкалы могут быть сгенерированы программно с требуемым для Вас шагом.

PS.

Есть и второе решение этой задачи, связанное с генерацией физической величины сопротивления при помощи полевого транзистора:
Пропускаем ток от генератора тока поверяемого прибора через последовательно соединённые полевик и небольшой образцовый резистор, инструментальными усилителями снимаем падение напряжений с полевика и образцового резистора, измеряем их двухканальным АЦП, по напряжению на образцовом резисторе рассчитываем ток от поверяемого прибора и перемножив это значение тока на величину нужного сопротивления получим значение напряжения, которое должно падать на полевике, если он имел бы это требуемое значение сопротивления. К выходу микропроцессора подключён ЦАП выход которого в свою очередь задаёт напяжение затвор-исток полевого транзистора. Изменяя цифровой код на выходе микропроцессора добиваемся требуемого значения падения напряжения на полевике, которое и будет подаваться наповеряемый прибор.
Если охватить полевой транзистор глубокой отрицательной обратной связью то можно получить неплохие результаты по точности, однако этот вариант сложнее и он более проблемный.

С Уважением, lightport.

Оба варианта можно было бы рассматривать, если найти способ обойти проблемы, связанные с "незаземленностью" выхода калибратора

- Подключаем вместо терморезистора конденсатор приемлемой ёмкости и, пока он заряжается, непрерывно измеряем: его сопротивление - поверяемым прибором, напряжение на нём - внешним высокоомным вольтметром. Далее, зная ёмкость конденсатора и напряжения, соответствующие отсчетам поверяемого прибора, узнаём ток и переводим Вольты в Омы.

Да я тоже постепенно склоняюсь к этому варианту.
По крайней мере я понял, что в моем случае это единственная альтернатива ультрапрецизионым резисторам.
Другой вопрос - добиться той же точности вряд ли удастся. Все же тут погрешность зависит от трех компонентов - измерения тока, расчета и генерации напряжения.
Но попробовать такое сделать стоит.
Да и одно но (о нем говорил Axel) - это будет работать только по 4 проводам. Но это скорее особенность, а не недостаток.

Большой спасиб всем кто напряг свои извилины.

to CeDeX:

Насчет достижимой точности, я с Вами не согласен, так как при коммутации ультрапрецезионных резисторов у Вас последовательно с ним включается два непрецезионных переходных сопротивления геркона ( лучшие 0.007омх2 и более, обычные 0.12омх2 ), для устранения влияния которых нужно напряжения на поверяемый прибор снимать прямо с ультрапрецезионного резистора, пропустив их через еще два герконовых ключа. То есть нужно четыре геркона для одного эталонного резистора и Вы избавляетесь от погрешности вносимой герконами и подводящими проводами, остается только погрешность ультрапрецезионного резистора от изменения температуры.
Если же сохранить схему коммутации с двумя герконами , то для поддиапазона 50 ом абсолютная погрешность при изменении переходного сопротивления всего в 0.003 ом может составить (2х 0.003ом=0.006ом) и относительная погрешность составит 0.006/50*100%=0.012, %
Для варианта АЦП-МП-ЦАП (16разрядные ЦАП и АЦП) при измерении напряжения в поддиапазоне 200ом-обеспечивается 65535 градаций, и соответственно 50ом- 16385градаций (следовательно относительная погрешность измерения во всем диапазоне 1/16385*100%=0.006%, с учетом примерно такой-же ЦАП по генерации выходного напряжения получим в худшем случае те же 0.012% или меньше ( при равномерном распределении суммируются среднеквадратично), а кол-во точек для калибровки больше 49000.
Так что по достижимой точности оба варианта по крайней мере сравнимы,
а по функциональным возможностям и количесту оборудования второй вариант предпочтительнее,хотя и сложнее.
С уважением. Lightport

Ne bejte za wopros, no interesno - a chem ne podhodit D/A, imejushij tokowyj wyhod? Po-moemu, takih bolshinstwo, i preobrazowanie "tok-naprjazhenie" delaetsja otdelnym (wnutrennim) operacionnikom. Kak prawilo, tokowyj wyhod w takih D/A dostupen, eto po-suti R/2R matrica podkljuchennaja k reference.

[quote=CeDeX,Dec 10 2004, 08:59]
Задача: прибор должен имитировать переменный резистор с точностью до 0.01 Ом.

Подскажите, добрые люди, как же это можно по другому сделать, мож микруха какая специальная есть.

Пошурши сдесь : http://www.cqham.ru/super/tech/digpots.htm

Можно включить параллельно "N-ком" потенциометр и "100N-ком" потенц. Точность установки - сумачешшая будет!

хе. есть то они может и есть тока фик найдешь когда надо... пытался...

Так что, все же на полевике, включенном последовательно с маленьким прецизионным резистором, не получается чисто аналоговое решение сделать (на прецизионном резисторе меряем ток и операционниками-умножителями регулируем напряжение на затворе полевика, чтобы общее падение напряжения на цепи получить соответственно требуемому сопротивлению)? Конечно, прецизионный аналоговый перемножитель ставить - та еще задача, но ведь можно и нелинейную иметь зависимость сопротивления от внешнего управляющего напряжения? Или основная фишка как раз в том, чтобы откалибровать прецизионный прибор, не имея другого, более точного, прецизионного прибора (путем покупки целого ряда готовых эталонов-резисторов)?

Лет 20 назад делал девайс для калибровки температурных криогенных датчиков. Датчики подключались по четырехпроводной схеме; для проведения самокалибровки к девайсу через дополнительные каналы четырехпроводного коммутатора подключались резисторы с2-29 0.1% разных номиналов. При использовании 12-ти битного АЦП на основе 594ПА1 с опорой КС191Ф, программируемого инструментальногусилителя на ОУ LM317A, ключей 564КП1 погрешность девайса составила 0.1% с учетом самокалибровки, но без учета погрешности калибровочных резисторов (калибровочные резисторы дополнительно калибровались прибором Щ31) в диапазоне 100ом-200ком.

2 Axel:
А какая проблема - развязал два блока используя DC-DC и если нужно, для интерфейса - оптронами и все.

Была когда-то подобная задача. Взяли 10 оборотный прецизионный переменый резистор и насадили его на вал шагового двигателя. Упаковали все в коробочку- шаговиком управляли по RS232. Точность была 200 шагов*10 оборотов ~ 11 бит. Потом приделали микрошаг и калибровку записали во флеш - 13 бит точности выдавили.