Hvad er et potentiometer?
Potentiometer, forkortet som "gryder", er en modstand med en mekanisk justeringsmekanisme, der kan justeres manuelt for dens modstandsværdi. Selve modstanden tilvejebringer en fast modstandsværdi, der bruges til at forhindre eller 'begrænse' strømmen af strømmen i kredsløbet. Essensen af et potentiometer er en variabel modstand.
Arbejdsprincippet for et potentiometer er at justere udgangsspændingen gennem en spændingsdelere og måle nøjagtigt (dvs. "mål") potentialet, som også er oprindelsen af navnet "potentiometer". Outputsignalet, de genererer, er proportionalt med den fysiske placering af børsten på modstandselementet, og som et passivt element kan potentiometeret fungere uden yderligere strømforsyning eller kredsløb.
En kort historie med potentiometre
På baggrund af hurtig udvikling inden for magtforskning og udvikling i det tidlige 19. århundrede begyndte mange mennesker at udforske metoder til kontrol af mængden af elektricitet i enheder eller kredsløb. Begrebet potentiometer blev først foreslået i 1841. I 1872 opfandt Thomas Edison det første praktiske carbonpotentiometer.
Moderne potentiometre har mindre mængder og højere præcision og kommer i forskellige typer og emballageformularer i henhold til applikationskrav. De er vidt brugt til at justere lysstyrke, lydstyrke, lydsignaler samt videolysstyrke og farve og kan også bruges som positionssensorer.
Hvordan fungerer et potentiometer?
Internt arbejdsprincip for roterende potentiometer
Modstanden for et objekt afhænger af flere faktorer, hvoraf den ene er dens længde. Når materialet og tværsnittet er det samme, er modstanden for et objekt med en længde på 10 centimeter halvdelen af et objekt med en længde på 20 centimeter. Potentiometeret anvender dette princip. Ved at justere den lineære eller rotationsposition for glidekontakten på det ensartede resistenselement, kan potentiometeret ændre længden af den aktuelle sti og derved justere output.
Indgangsspændingen påføres hele det resistive element, mens udgangsspændingen er spændingsfaldet mellem det faste resistive element og den glidende kontakt. Placeringen af den glidende kontakt bestemmer indgangsspændingen, der er anvendt på kredsløbet.
På grund af behovet for at sprede indgangseffekten anvendes potentiometre sjældent til at kontrollere effekten over 1 watt, da overdreven effekt kan resultere i uacceptabel opvarmning. Tværtimod kontrollerer potentiometre andre komponenter ved at justere analoge signaler. For eksempel bruger en simpel lysregulator et potentiometer til at kontrollere en tre terminal tovejs tyristor (TRIAC) til at justere lysets lysstyrke.
Typer af potentiometre
Potentiometre er hovedsageligt opdelt i to kategorier: analoge potentiometre og digitale potentiometre.
Analog potentiometer: Kontrol output med manuelt driftsmekaniske komponenter, normalt i to former: lineær og roterende
Rotationspotentiometer: Ved at dreje en knap eller skaft kan modstanden og outputet ændres. Den skaftløse version bruger en skruetrækker til justering, ofte benævnt en trimmer.
Lineært potentiometer: Ændrer modstand ved at glide, egnet til applikationer, der kræver et lineært forhold.
Digital potentiometer: Justerer output gennem digitale signaler uden behov for mekanisk drift. Denne artikel fokuserer på at diskutere analoge potentiometre.
Andre typer analoge potentiometre
I henhold til applikationskrav inkluderer analoge potentiometre også følgende undertyper:
Forudindstillinger og justeringer: Små kredsløbskortmonterede komponenter, der bruges til fejlsøgning og kalibrering.
Dobbelt potentiometer: Kombination af to potentiometre på en enkelt akse kan samtidig justere to signaler.
Servo -potentiometer: Et potentiometer, der er forbundet til en roterende skaft (såsom en motor) til positionsdetektion.
Logaritmisk potentiometer: Modstanden ændrer logaritmisk og bruges ofte til lydstyrkejustering.
Koaksialpotentiometer: To roterende potentiometre installeres koaksialt til multifunktionel kontrol.
Glidende potentiometer: Justerer modstanden ved at glide, egnet til mixere eller udligningsmidler.
Elektrisk glidende potentiometer: Drevet af en lille DC -motor, der bruges til automatiseringskontrol.
Enkelt drejning og multi-drejepotentiometre: Velegnet til henholdsvis almindelige og højpræcisionsapplikationer.
Forskellen mellem potentiometre og rheometre
Potentiometre er tre terminale komponenter, der ofte bruges til spændingskontrol; Varistorer er to terminale komponenter, der bruges til nuværende kontrol. Et potentiometer kan bruges som en variabel modstand ved at afbryde den ene ende. Varistorer er for det meste højeffekt trådmodstande, der bruges til høj strømstyring af lamper eller motorer.
Potentiometer og roterende koder
Den roterende koder konverterer vinkelfortrængningen af skaftet til et digitalt signal, som er forskelligt i struktur og formål fra potentiometre. Potentiometre er analoge enheder, der er lette at indstille, mens roterende kodere er digitale enheder med høj nøjagtighed, men kræver yderligere kredsløb for at oversætte signaler.
Præstationsparametre for potentiometre
Modstand: Den samlede modstandsværdi af potentiometeret.
Bedømt strøm: Maksimal tålelig effekt.
Opløsning: Nøjagtighed afhænger af børstens bevægelse.
Glidestøj: Elektrisk støj genereret af intern kontakt.
Temperaturkoefficient: I hvilken grad modstand ændres med temperaturen.
Mekanisk levetid: Antal cyklusser.
Fordele og ulemper ved potentiometre
Fordelene inkluderer enkle design, lave omkostninger, praktisk drift og en bred vifte af modstandsværdier; Ulemperne er begrænset båndbredde, let slid og mulig generering af elektrisk støj.
Fælles applikationer
Som nævnt tidligere anvendes potentiometre ofte i lyd- og videoenheder eller systemer til at kontrollere parametre såsom volumen, lysstyrke, kontrast og farve. De kan også bruges til spændingsmåling i testudstyr såvel som positionsfølelse i processtyring og automatiseringssystemer. Fleksibiliteten af potentiometre og deres potentiale som variable modstande begrænser dem ikke kun til disse almindelige applikationer, men udvider også til næsten alle analoge og mange digitale applikationer. Så længe det er nødvendigt at aktivt kontrollere kredsløbet eller modtage feedback fra kredsløbet, kan potentiometre bruges som en alternativ løsning.
sammenfatte
Potentiometer er en relativt enkel enhed, der bruger moden teknologi til at opnå spændingskontrol eller målefunktioner i forskellige elektroniske eller elektriske enheder og systemer. De kan også nøjagtigt fornemme og måle lineær eller rotationsbevægelse.
