Mi az a potenciométer?
A potentiométer, amelyet "edényként" rövidítenek, egy olyan mechanikus beállítási mechanizmus elleni ellenállás, amelyet manuálisan be lehet állítani az ellenállási értékhez. Maga az ellenállás rögzített ellenállási értéket biztosít, amelyet az áram áramlásának megelőzésére vagy „korlátozására” használnak. A potenciométer lényege változó ellenállás.
A potenciométer működési elve az, hogy a kimeneti feszültséget egy feszültség -elválasztón keresztül állítsa be, és pontosan megmérje (azaz "mérés") a potenciált, amely szintén a "potenciométer" név eredete. Az általuk generált kimeneti jel arányos a kefe fizikai helyzetével az ellenállás elemen, és passzív elemként a potenciométer további tápellátás vagy áramkör nélkül működhet.
A potenciométerek rövid története
A hatalmi kutatás és fejlesztés gyors fejlődésének hátterében a 19. század elején sok ember elkezdte feltárni az eszközök vagy áramkörök villamosenergia -mennyiségének ellenőrzésének módszereit. A potenciométer fogalmát csak 1841 -ben javasolták. 1872 -ben Thomas Edison feltalálta az első gyakorlati szén potenciométert.
A modern potentiométerek kisebb mennyiségű és nagyobb pontossággal rendelkeznek, és különféle típusú és csomagolási űrlapokban kaphatók az alkalmazás követelményei szerint. Ezeket széles körben használják a fényerő, a hangerő, a hangjelek, valamint a video fényerő és szín beállítására, és pozícióérzékelőkként is használhatók.
Hogyan működik egy potenciométer?
A forgó potenciométer belső működési elve
Egy objektum ellenállása több tényezőtől függ, amelyek közül az egyik a hossza. Ha az anyag és a keresztmetszet megegyezik, akkor egy 10 centiméter hosszú objektum ellenállása fele egy objektum, amelynek hossza 20 centiméter hosszú. A potenciométer ezt az elvt használja. A csúszó érintkezés lineáris vagy forgási helyzetének beállításával az egységes ellenállás elemen a potenciométer megváltoztathatja az aktuális út hosszát, ezáltal beállítva a kimenetet.
A bemeneti feszültséget a teljes ellenállás elemre alkalmazzák, míg a kimeneti feszültség a rögzített ellenálló elem és a csúszó érintkező közötti feszültségcsökkenés. A csúszó érintkező helyzete meghatározza az áramkörre alkalmazott bemeneti feszültséget.
A bemeneti teljesítmény eloszlásának szükségessége miatt a potenciométerek ritkán használják az 1 wattot meghaladó teljesítmény szabályozására, mivel a túlzott teljesítmény elfogadhatatlan fűtést eredményezhet. Éppen ellenkezőleg, a potenciométerek analóg jelek beállításával szabályozzák más komponenseket. Például egy egyszerű fényszabályozó potenciométert használ egy három végső kétirányú tirisztor (TRIAC) vezérlésére a fény fényerejének beállításához.
A potenciométerek típusai
A potentiométerek elsősorban két kategóriába oszlanak: analóg potenciométerek és digitális potenciométerek.
Analóg potenciométer: A kimenetet a mechanikus alkatrészek manuálisan történő működtetésével, általában két formában: lineáris és forgó
Rotációs potenciométer: A gomb vagy tengely forgatásával az ellenállás és a kimenet megváltoztatható. A tengely nélküli változat csavarhúzót használ a beállításhoz, amelyet általában trimmernek neveznek.
Lineáris potenciométer: Az ellenállást csúsztatással változtatja meg, alkalmas olyan alkalmazásokra, amelyek lineáris kapcsolatot igényelnek.
Digitális potenciométer: A kimenetet digitális jeleken keresztül beállítja, anélkül, hogy mechanikai működésre lenne szükség. Ez a cikk az analóg potentiométerek megvitatására összpontosít.
Más típusú analóg potenciométerek
Az alkalmazási követelmények szerint az analóg potentiométerek a következő altípusokat is tartalmazzák:
Presetek és beállítók: A hibakereséshez és a kalibráláshoz használt kis áramköri táblákra szerelt alkatrészek.
Kettős potenciométer: A két potenciométer egyetlen tengelyen történő kombinálása egyszerre beállíthat két jelet.
Szervo potenciométer: egy potenciométer, amely egy forgó tengelyhez (például motorhoz) csatlakoztatva van a helyzetérzékeléshez.
Logaritmikus potenciométer: Az ellenállás logaritmikusan megváltozik, és általában a térfogat beállításához használják.
Koaxiális potenciométer: Két forgó potentiométert telepítenek koaxiálisan a multifunkcionális vezérléshez.
Csúszó potenciométer: Az ellenállást csúszás útján állítja be, keverőkhöz vagy kiegyenlítőhöz.
Elektromos csúszó potenciométer: egy kis egyenáramú motor, amelyet az automatizálás ellenőrzéséhez használnak.
Egyetlen és több forduló potenciométerek: Rendes és nagy pontosságú alkalmazásokhoz alkalmas.
A potenciométerek és a reométerek közötti különbség
A potentiométerek három terminális alkatrész, amelyeket általában a feszültségszabályozáshoz használnak; A varisztorok két terminális alkatrész, amelyeket az aktuális vezérléshez használnak. A potenciométer használható változó ellenállásként az egyik vég leválasztásával. A varisztorok többnyire nagy teljesítményű huzalseb-ellenállások, amelyeket a lámpák vagy motorok nagy áramú vezérléséhez használnak.
Potenciométer és forgó kódoló
A forgó kódoló a tengely szögelt elmozdulását digitális jelévé alakítja, amely szerkezetük és célja különbözik a potenciométerektől. A potentiométerek olyan analóg eszközök, amelyeket könnyen beállíthatók, míg a forgó kódolók nagy pontosságú digitális eszközök, de a jelek lefordításához további áramkörökre van szükség.
A potenciométerek teljesítményparaméterei
Ellenállás: A potenciométer teljes ellenállási értéke.
Névleges teljesítmény: maximális tolerálható teljesítmény.
Feloldás: A pontosság a kefe mozgásától függ.
Csúszó zaj: A belső érintkezés által generált elektromos zaj.
Hőmérsékleti együttható: Az ellenállás hőmérséklete milyen mértékben változik.
Mechanikai élettartam: ciklusok száma.
A potenciométerek előnyei és hátrányai
Az előnyök között szerepel az egyszerű tervezés, az alacsony költség, a kényelmes működés és az ellenállási értékek széles skálája; A hátrányok korlátozott sávszélesség, könnyű kopás és az elektromos zaj lehetséges generálása.
Közös alkalmazások
Mint korábban említettük, a potenciométereket általában audio- és videoeszközökben vagy rendszerekben használják olyan paraméterek, például hangerő, fényerő, kontraszt és szín vezérlésére. Használhatók a feszültségméréshez a tesztelő berendezésekben, valamint a helyzetérzékeléshez a folyamatvezérlő és az automatizálási rendszerekben. A potenciométerek rugalmassága és azok változó ellenállóként való potenciáljuk nemcsak ezekre a közös alkalmazásokra korlátozódik, hanem szinte minden analóg és sok digitális alkalmazásra is kiterjed. Mindaddig, amíg az áramkör aktív irányítására van szükség, vagy az áramkörről visszajelzést kell kapni, a potenciométerek alternatív megoldásként használhatók.
összefoglal
A potentiométer egy viszonylag egyszerű eszköz, amely érett technológiát használ a feszültségszabályozó vagy mérési funkciók eléréséhez különféle elektronikus vagy elektromos eszközökben és rendszerekben. Pontosan érzékelhetik és mérhetik a lineáris vagy rotációs mozgást.
