Co to jest potencjometr?
Potencjometr, skrócony jako „doniczki”, jest rezystorem o mechanizmie regulacji mechanicznej, który można ręcznie regulować pod kątem wartości rezystancji. Sam rezystor zapewnia stałą wartość rezystancyjną, używaną do zapobiegania lub „ograniczenia” przepływu prądu w obwodzie. Istotą potencjometru jest zmienny rezystor.
Zasada pracy potencjometru polega na dostosowaniu napięcia wyjściowego przez dzielnik napięcia i dokładne pomiar (tj. „Miernik”) potencjału, który jest również pochodzeniem nazwy „potencjometr”. Generowany przez nich sygnał wyjściowy jest proporcjonalny do fizycznej pozycji szczotki na elemencie rezystancji, a jako element pasywny potencjometr może działać bez dodatkowego zasilania lub obwodu.
Krótka historia potencjometrów
Na tle szybkiego rozwoju badań i rozwoju władzy na początku XIX wieku wiele osób zaczęło badać metody kontrolowania ilości energii elektrycznej w urządzeniach lub obwodach. Pojęcie potencjometru zostało zaproponowane dopiero w 1841 r. W 1872 r. Thomas Edison wynalazł pierwszy praktyczny potencjometr węglowy.
Współczesne potencjometry mają mniejsze objętości i wyższą precyzję oraz są dostępne w różnych typach i formularzach opakowań zgodnie z wymaganiami dotyczącymi aplikacji. Są one szeroko stosowane do dostosowywania jasności, głośności, sygnałów audio, a także jasności i koloru wideo, a także mogą być używane jako czujniki położenia.
Jak działa potencjometr?
Wewnętrzna zasada pracy potencjometru obrotowego
Odporność obiektu zależy od wielu czynników, z których jednym jest jego długość. Gdy materiał i przekrój są takie same, odporność obiektu o długości 10 centymetrów wynosi połowę obiektu o długości 20 centymetrów. Potencjometr wykorzystuje tę zasadę. Regulując pozycję liniową lub obrotową przesuwanego styku na jednolitym elemencie rezystancji, potencjometr może zmienić długość ścieżki prądowej, regulując w ten sposób wyjście.
Napięcie wejściowe jest stosowane do całego elementu rezystancyjnego, podczas gdy napięcie wyjściowe jest spadkiem napięcia między stałym elementem rezystancyjnym a kontaktem przesuwnym. Położenie styku przesuwnego określa napięcie wejściowe przyłożone do obwodu.
Ze względu na potrzebę rozproszenia mocy wejściowej potencjometry są rzadko stosowane do kontrolowania mocy przekraczającej 1 wat, ponieważ nadmierna moc może powodować niedopuszczalne ogrzewanie. Przeciwnie, potencjometry kontrolują inne komponenty, dostosowując sygnały analogowe. Na przykład prosty regulator światła używa potencjometru do kontrolowania trzech terminali dwukierunkowego tyrystora (Triac) w celu dostosowania jasności światła.
Rodzaje potencjometrów
Potencjometry są głównie podzielone na dwie kategorie: analogowe potencjometry i cyfrowe potencjometry.
Potencjometr analogowy: Kontroluj wyjście poprzez ręczne obsługę komponentów mechanicznych, zwykle w dwóch formach: liniowy i obrotowy
Potencjometr obrotowy: Obracając pokrętło lub wałek, opór i wyjście można zmienić. Wersja bez wału używa śrubokręta do regulacji, powszechnie określanej jako trymer.
Potencjometr liniowy: zmienia rezystancję poprzez przesuwanie, odpowiednie do zastosowań wymagających związku liniowego.
Cyfrowy potencjometr: dostosowuje wyjście za pomocą sygnałów cyfrowych bez potrzeby pracy mechanicznej. Ten artykuł koncentruje się na omawianiu analogowych potencjometrów.
Inne rodzaje analogowych potencjometrów
Zgodnie z wymaganiami dotyczącymi aplikacji potencjometry analogowe obejmują również następujące podtypy:
Podstawowe i regulaminowe: małe komponenty zamontowane na płytce obwodu używane do debugowania i kalibracji.
Podwójny potencjometr: Łączenie dwóch potencjometrów na jednej osi może jednocześnie regulować dwa sygnały.
Poletjometr serwo: potencjometr podłączony do obrotowego wału (takiego jak silnik) do wykrywania pozycji.
Potencjometr logarytmiczny: rezystancja zmienia się logarytmicznie i jest powszechnie stosowana do regulacji objętości.
Potencjometr koncentryczny: Dwa potencjometry obrotowe są instalowane koncentrycznie do kontroli wielofunkcyjnej.
Przesuwany potencjometr: dostosowuje rezystancję poprzez przesuwanie, odpowiedni dla mikserów lub korektorów.
Elektryczny potencjometr przesuwający się: napędzany przez mały silnik DC, używany do kontroli automatyzacji.
Potentiometry z pojedynczym skrętem i wieloma obrotami: odpowiednie odpowiednio do zwykłych i wysokiej precyzyjnych zastosowań.
Różnica między potencjometry i reometrów
Potencjometry to trzy końcowe składniki powszechnie stosowane do kontroli napięcia; Varistors to dwa końcowe komponenty używane do kontroli prądu. Potencjometr może być stosowany jako zmienny rezystor poprzez odłączenie jednego końca. Varistors to głównie rezystory rany o dużej mocy stosowane do wysokiej prądu kontroli lamp lub silników.
Potencjometr i enkoder obrotowy
Koder obrotowy przekształca przemieszczenie kątowe wału w sygnał cyfrowy, który jest różny struktura i cel od potencjometrów. Potencjometry to urządzenia analogowe, które są łatwe do skonfigurowania, podczas gdy enkodery obrotowe są urządzeniami cyfrowymi o dużej dokładności, ale wymagają dodatkowych obwodów do tłumaczenia sygnałów.
Parametry wydajności potencjometrów
Rezystancja: całkowita wartość rezystancyjna potencjometru.
Moc znamionowa: maksymalna tolerowana moc.
Rozdzielczość: Dokładność zależy od ruchu pędzla.
Hałas przesuwany: szum elektryczny generowany przez kontakt wewnętrzny.
Współczynnik temperatury: stopień, w jakim oporność zmienia się wraz z temperaturą.
Mechaniczna żywotność: liczba cykli.
Zalety i wady potencjometrów
Zalety obejmują prostą konstrukcję, niski koszt, wygodne działanie i szeroki zakres wartości oporności; Wady mają ograniczoną przepustowość, łatwą zużycie oraz możliwe wytwarzanie szumu elektrycznego.
Typowe zastosowania
Jak wspomniano wcześniej, potencjometry są powszechnie stosowane w urządzeniach lub systemach audio i wideo do kontrolowania parametrów, takich jak głośność, jasność, kontrast i kolor. Można je również stosować do pomiaru napięcia w urządzeniach testowych, a także do wykrywania pozycji w systemach kontroli procesu i automatyzacji. Elastyczność potencjometrów i ich potencjał jako zmiennych rezystorów nie tylko ograniczają je do tych powszechnych zastosowań, ale także rozciągają się na prawie wszystkie zastosowania analogowe i wiele cyfrowych. Tak długo, jak konieczne jest aktywne kontrolowanie obwodu lub odbieranie informacji zwrotnych z obwodu, potencjometry mogą być stosowane jako alternatywne rozwiązanie.
streszczać
Potencjometr jest stosunkowo prostym urządzeniem, które wykorzystuje dojrzałą technologię do osiągnięcia funkcji kontroli napięcia lub pomiaru w różnych urządzeniach i systemach elektronicznych lub elektrycznych. Mogą również dokładnie wyczuć i mierzyć ruch liniowy lub obrotowy.
