Mis on potentsiomeeter?
Potentsiomeeter, lühendatuna "pottidena", on mehaanilise reguleerimismehhanismiga takisti, mida saab selle takistuse väärtuse jaoks käsitsi reguleerida. Takisti ise tagab fikseeritud takistuse väärtuse, mida kasutatakse voolu voolu ennetamiseks või piiramiseks vooluringis. Potentsiomeetri olemus on muutuv takisti.
Potentsiomeetri tööpõhimõte on väljundpinge reguleerimine pingejagaja kaudu ja mõõta täpselt (st "mõõde") potentsiaali, mis on ka nime "potentsiomeeter" päritolu. Nende genereeritud väljundsignaal on võrdeline pintsli füüsilise asendiga takistuselemendil ja passiivse elemendina võib potentsiomeeter töötada ilma täiendava toiteallika või vooluringita.
Potentsiomeetrite lühike ajalugu
19. sajandi alguses võimu uurimise ja arendamise kiire arengu taustal hakkasid paljud inimesed uurima meetodeid seadmetes või vooluringides elektrienergia koguse kontrollimiseks. Potentsiomeetri kontseptsiooni pakuti välja alles 1841. aastal. 1872. aastal leiutas Thomas Edison esimese praktilise süsiniku potentsiomeetri.
Kaasaegsetel potentsiomeetritel on väiksemad ja suuremad täpsused ning need on erinevat tüüpi ja pakendivormides vastavalt rakendusnõuetele. Neid kasutatakse laialdaselt heleduse, helitugevuse, helisignaalide, samuti video heleduse ja värvi reguleerimiseks ning neid saab kasutada ka positsioonianduritena.
Kuidas potentsiomeeter töötab?
Rotary potentsiomeetri sisemine tööpõhimõte
Objekti takistus sõltub mitmest tegurist, millest üks on selle pikkus. Kui materjal ja ristlõige on samad, on objekti takistus pikkusega 10 sentimeetrit pool objekti oma pikkusega 20 sentimeetrit. Potentsiomeeter kasutab seda põhimõtet. Reguleerides libiseva kontakti lineaarset või pöörlemisasendit ühtlasel takistuselemendil, võib potentsiomeeter muuta voolutee pikkust, reguleerides sellega väljundit.
Sisendpinge rakendatakse kogu takistuslikule elemendile, väljundpinge on aga fikseeritud takistusliku elemendi ja libiseva kontakti vahel pinge langus. Lükanduva kontakti asukoht määrab vooluringile rakendatud sisendpinge.
Sisendvõimsuse hajutamise vajaduse tõttu kasutatakse potentsiomeetreid harva, et juhtida üle 1 vati, kuna liigne võimsus võib põhjustada vastuvõetamatu kuumutamist. Vastupidi, potentsiomeetrid kontrollivad muid komponente analoogsignaale reguleerides. Näiteks kasutab lihtne valguse regulaator potentsiomeetri, et juhtida valguse heleduse reguleerimiseks kolme terminaalset kahesuunalist türistorit (Triac).
Potentsiomeetrite tüübid
Potentsiomeetrid jagunevad peamiselt kahte kategooriasse: analoogsed potentsiomeetrid ja digitaalsed potentsiomeetrid.
Analoog potentsiomeeter: kontrollige väljundit käsitsi mehaaniliste komponentide abil, tavaliselt kahel kujul: lineaarne ja pöörlev
Pöördpotentsiomeeter: nupu või võlli pööramisega saab takistust ja väljundit muuta. Võllideta versioon kasutab reguleerimiseks kruvikeerajat, mida tavaliselt nimetatakse trimmeriks.
Lineaarne potentsiomeeter: muudab takistust libisemisega, mis sobib rakenduste jaoks, mis nõuavad lineaarset suhet.
Digitaalne potentsiomeeter: reguleerib väljundit digitaalsignaalide kaudu ilma mehaanilise tööta. See artikkel keskendub analoogse potentsiomeetrite arutamisele.
Muud tüüpi analoogsed potentsiomeetrid
Taotlusnõuete kohaselt hõlmavad analoogsed potentsiomeetrid ka järgmisi alatüüpe:
Eelseaded ja kohandajad: silumiseks ja kalibreerimiseks kasutatavad väikese vooluahelaga komponendid.
Dual potentsiomeeter: kahe potentsiomeetri ühendamine üheteljedel võib samaaegselt reguleerida kahte signaali.
Servo potentsiomeeter: potentsiomeeter, mis on ühendatud pöörleva võlliga (näiteks mootor) positsiooni tuvastamiseks.
Logaritmiline potentsiomeeter: takistus muutub logaritmiliselt ja seda kasutatakse tavaliselt mahu reguleerimiseks.
Koaksiaalne potentsiomeeter: multifunktsionaalseks juhtimiseks paigaldatakse koaksiaalselt kaks pöörlevat potentsiomeetrit.
Lükanduv potentsiomeeter: reguleerib takistust libisemisega, mis sobib segistidele või ekvalaiseritele.
Elektriline libisev potentsiomeeter: juhitud väikese alalisvoolu mootoriga, mida kasutatakse automaatika juhtimiseks.
Ühe ja mitme pöörde potentsiomeetrid: sobivad vastavalt tavalisteks ja ülitähtsateks rakendusteks.
Erinevus potentsiomeetrite ja reomeetrite vahel
Potentsiomeetrid on kolm terminali komponenti, mida tavaliselt kasutatakse pinge juhtimiseks; Varlalistrid on kaks terminalist komponenti, mida kasutatakse voolukontrolli jaoks. Potentsiomeetri saab kasutada muutuva takistina ühe otsa lahtiühendamisega. Varlistrid on enamasti suure võimsusega traadihaavatakistid, mida kasutatakse lampide või mootorite suure voolu juhtimiseks.
Potentsiomeeter ja pöörlev kooder
Pöördkodeerija teisendab võlli nurga nihkumise digitaalseks signaaliks, mis on potentsiomeetritest erinev ja otstarbelt erinev. Potentsiomeetrid on analoogseadmed, mida on lihtne seadistada, samas kui pöörlevad kooderid on suure täpsusega digitaalsed seadmed, kuid signaalide tõlkimiseks on vaja täiendavat vooluringi.
Potentsiomeetrite jõudlusparameetrid
Vastupidavus: potentsiomeetri kogutakistuse väärtus.
Hindatud võimsus: maksimaalne talutav võimsus.
Resolutsioon: täpsus sõltub pintsli liikumisest.
Lükanduv müra: sisemise kontakti teel tekitatud elektriline müra.
Temperatuuri koefitsient: aste, mil vastupidavus muutub temperatuuriga.
Mehaaniline eluiga: tsüklite arv.
Potentsiomeetrite eelised ja puudused
Eelised hõlmavad lihtsat disaini, odavat, mugavat tööt ja laias valikus vastupidavuse väärtusi; Puudused on piiratud ribalaius, kerge kulumine ja võimalik elektrimüra genereerimine.
Ühised rakendused
Nagu varem mainitud, kasutatakse potentsiomeetreid tavaliselt heli- ja videoseadmetes või süsteemides selliste parameetrite juhtimiseks nagu helitugevus, heledus, kontrastsus ja värv. Neid saab kasutada ka pinge mõõtmiseks testimisseadmetes, samuti positsioonide tuvastamiseks protsessi juhtimis- ja automatiseerimissüsteemides. Potentsiomeetrite paindlikkus ja nende potentsiaal muutuvate takistitena ei piira neid mitte ainult nende ühiste rakendustega, vaid ulatub ka peaaegu kogu analoog- ja paljudele digitaalsetele rakendustele. Kuni on vaja vooluringist aktiivset kontrolli või tagasisidet vooluringist aktiivselt juhtida, saab potentsiomeetreid kasutada alternatiivse lahendusena.
kokku võtma
Potentsiomeeter on suhteliselt lihtne seade, mis kasutab küpset tehnoloogiat pinge juhtimis- või mõõtmisfunktsioonide saavutamiseks erinevates elektroonilistes või elektrilistes seadmetes ja süsteemides. Samuti saavad nad täpselt tajuda ja mõõta lineaarset või pöörlemist.
