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Ratgeber

Wissenswertes zu Widerstandsdekaden

Widerstandsdekaden haben eine ähnliche Funktion wie ein Potentiometer mit dem Unterschied, dass sich ein präzise definierter Wert voreinstellen lässt. Wer eigene Widerstandsschaltungen in der elektronischen Messtechnik entwickelt oder bestehende überprüft, der realisiert den Aufbau entweder mit Einzelwiderständen auf einem Steckboard oder mit einer kompakten Widerstandsdekade mit Schaltern zur Auswahl der Ohm-Zahl.



Was ist eine Widerstandsdekade?

Eine Widerstandsdekade ist ein einstellbarer Gesamtwiderstand, bei dem man über Schalter in Reihe geschaltete Widerstände summieren kann, um damit eine Versuchsschaltung zu simulieren. Sie wird mit Schaltern zum Drehen oder Schieben auf den gewünschten Widerstandswert voreingestellt.

Je ein Schalter zum Drehen oder eine Spalte der Schalter zum Schieben, stellt eine Dekade dar. In einer Dekade kann einer aus zehn ohmschen Werten eingestellt werden. Darüber hinaus gibt es auch digitale Dekaden, mit deren Hilfe variable Dekadenwiderstände, beispielsweise der PT100 zur Temperaturmessung simuliert werden kann.

Im Bild zu sehen ist eine Widerstandsdekade aus unserem Sortiment, welche den Bereich von 1 Ohm bis zu 11,111111 MOhm mit einer Auflösung von 1 Ohm-Schritten abdeckt. Sie wird an den zwei 4 mm Anschlussbuchsen mit der Versuchsschaltung verbunden. Optional bieten Dekaden für höhere Leistungen die Möglichkeit, über eine dritte Buchse eine Feinsicherung zum Schutz des Gerätes dazwischen zu schalten. Die Genauigkeit kann bei Verwendung einer Sicherung gewährleistet werden, indem man deren Leitungswiderstand mit einrechnet.



Wo werden sie eingesetzt?

Widerstandsdekaden werden unter anderem in Versuchsschaltungen zur Simulation von Messwandlern, Ersatzschaltungen bei der Entwicklung von Widerstandsnetzwerken, Vergleichswiderstände in Messbrücken und als Spannungsteiler genutzt.

In der Elektromobilität werden sie zur Überprüfung eines Isolationswächters in Fahrzeugen eingesetzt. An alten Automatisierungsanlagen wurden in Vergangenheit mit ihrer Hilfe die Prozessparameter eingestellt.



Wie sind der typische Aufbau und die Funktion?

Jede Dekade stellt einen Bereich mit 10 gleichen Widerständen dar, die in Reihe geschaltet sind. Die einzelnen Bereiche sind untereinander ebenfalls in Reihe verbunden. Aus den Werten der zugeschalteten Einzelwiderstände und Dekaden, summiert sich dann der Gesamtwiderstand

Somit kommt eine Zusammenstellung zustande, die beispielsweise wie folgt aussieht:

Bereich 1 0,1 Ω bis 1,0 Ω Besteht aus 10 Widerständen mit 0,1 Ω

Bereich 2

1,0 Ω bis 10 Ω Besteht aus 10 Widerständen mit 1 Ω
Bereich 3 10 Ω bis 100 Ω Besteht aus 10 Widerständen mit 10 Ω
Bereich 4 100 Ω bis 1 kΩ

Besteht aus 10 Widerständen mit 100 Ω

 

Bereich 5 1 kΩ bis 10 kΩ Besteht aus 10 Widerständen mit 1 kΩ
Bereich 6 10 kΩ bis 100 kΩ Besteht aus 10 Widerständen mit 10 kΩ
Bereich 7 100 kΩ bis 1 MΩ Besteht aus 10 Widerständen mit 100 kΩ
Bereich 8 1 MΩ bis 10 MΩ Besteht aus 10 Widerständen 1 MΩ

Die Präzisionswiderstände bestehen zum Teil aus einer temperaturunabhängigen Metalllegierung, beispielsweise Manganin. Diese Drahtwiderstände haben die Eigenschaft, dass sie lediglich geringe Induktionen beziehungsweise Kapazitäten erzeugen. Darüber hinaus sind sie bei Frequenzen bis zu 10 kHz als Wirkwiderstände einsetzbar und können die elektrische Energie in Wärme umwandeln. Ob eine Dekade dazu geeignet ist, kann in der Bedienungsanleitung nachgelesen werden.



Praxistipp: Was muss beim Einsatz beachtet werden?

  • Die Versuchsschaltung muss ordnungsgemäß mit der Widerstandsdekade verbunden werden. 

  • Aus der in der Bedienungsanleitung enthaltenen Tabelle kann man für den eingestellten Widerstandswert die maximale Spannung ablesen. Dieser Wert muss zum Schutz des Gerätes eingehalten werden.

  • Bei der Einstellung des Gerätes wird empfohlen, die Kabelverbindung zu der Versuchsschaltung zu trennen.

  • Die Spannung darf nur während der Prüfzeit angelegt werden.

  • Während der Prüfung den Aufbau nicht unbeobachtet lassen.

  • Verwendung nur durch elektrotechnisch unterwiesenes Fachpersonal.

  • Aus der folgenden Tabelle kann für die Cosinus R1-3000, die maximale Spannung in Abhängigkeit des eingestellten Widerstands abgelesen werden.

Eingestellter Widerstand Maximale Spannung Maximaler Strom
1 Ω 1,7 V 1,7 mA
2 Ω 2,4 V 1,2 mA
3 Ω 3 V 1 mA
4 Ω 3,4 V 866 mA
10 Ω 5,4 V 547 mA
20 Ω 7,7 V 387 mA
30 Ω 9,4 V 316 mA
40 Ω 10,9 V 273 mA
100 Ω 17,3 V 173 mA
200 Ω 24,4 V 122 mA
300 Ω 30 V 100 mA
400 Ω 34,6 V < 100 mA
1 kΩ 54,7 V < 100 mA
2 kΩ 77,4 V < 100 mA
3 kΩ 94,8 V < 100 mA
4 kΩ 109,5 V < 100 mA
10 kΩ 173,2 V < 100 mA
20 kΩ 244,9 V < 100 mA
30 kΩ 250 V < 100 mA
40 kΩ 250 V < 100 mA
100 kΩ 250 V < 100 mA
200 kΩ 250 V < 100 mA
300 kΩ 250 V < 100 mA
400 kΩ 250 V < 100 mA
1 MΩ 250 V < 100 mA
2 MΩ 250 V < 100 mA
3 MΩ 250 V < 100 mA
4 MΩ 250 V < 100 mA


Kalibrierung

Werksseitig ist eine Widerstandsdekade kalibriert, allerdings ohne Zertifikat. Die Fehlertoleranz liegt bei 1 %. Die Genauigkeit der Widerstände lässt mit fortschreitender Einsatzdauer nach. Deswegen bieten die Deutsche Akkreditierungsstelle (DakkS) oder die International Organization for Standardization (ISO) die Durchführung einer Kalibrierung mit anschließendem Zertifikat an. Diese sollte in regelmäßigen Intervallen durchgeführt werden.

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