Ratgeber
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.
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.
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.
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.
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 |
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.