Mikä on potentiometri?
Potentiometri, joka on lyhennetty "ruukkuina", on vastus, jolla on mekaaninen säätömekanismi, jota voidaan säätää manuaalisesti sen vastusarvoon. Itse vastus tarjoaa kiinteän vastusarvon, jota käytetään estämään tai rajoittamaan virran virtausta piirissä. Potentiometrin ydin on muuttuva vastus.
Potentiometrin toimintaperiaate on säätää lähtöjännite jännitteen jakajan kautta ja mitata tarkasti (ts. "Mitta") potentiaali, joka on myös nimen "potentiometri" alkuperä. Niiden tuottama lähtösignaali on verrannollinen harjan fyysiseen sijaintiin vastuselementillä, ja passiivisena elementinä potentiometri voi toimia ilman ylimääräistä virtalähdettä tai piiriä.
Lyhyt potentiometrien historia
Valtakunnan tutkimuksen ja kehityksen nopean kehityksen taustalla 1800 -luvun alkupuolella monet ihmiset alkoivat tutkia menetelmiä laitteiden tai piirien sähkön määrän hallitsemiseksi. Potentiometrin käsitettä ehdotettiin vasta vuonna 1841. Vuonna 1872 Thomas Edison keksi ensimmäisen käytännön hiilisotentiometrin.
Nykyaikaisissa potentiometreissä on pienempi tilavuus ja suurempi tarkkuus, ja niissä on erityyppisiä ja pakkauslomakkeita sovellusvaatimusten mukaisesti. Niitä käytetään laajasti kirkkauden, äänenvoimakkuuden, äänisignaalien sekä videon kirkkauden ja värin säätämiseen, ja niitä voidaan käyttää myös sijaintiantureina.
Kuinka potentiometri toimii?
Pyörivän potentiometrin sisäinen työperiaate
Kohteen vastus riippuu useista tekijöistä, joista yksi on sen pituus. Kun materiaali ja poikkileikkaus ovat samat, objektin vastus, jonka pituus on 10 senttimetriä, on puolet esineestä, jonka pituus on 20 senttimetriä. Potentiometri käyttää tätä periaatetta. Säätämällä liukuvan kosketuksen lineaarinen tai kiertoasento tasaisessa vastuselementillä, potentiometri voi muuttaa virran polun pituutta säätäen siten lähtöä.
Tulojännite kohdistetaan koko resistiiviseen elementtiin, kun taas lähtöjännite on jännitteen pudotus kiinteän resistiivisen elementin ja liukuvan kosketuksen välillä. Liukuvan kosketuksen sijainti määrittää piiriin käytetyn tulojännitteen.
Syöttövoiman häviämisen vuoksi potentiometrejä käytetään harvoin yli 1 watin hallintaan, koska liiallinen teho voi johtaa hyväksyttävään lämmitykseen. Päinvastoin, potentiometrit hallitsevat muita komponentteja säätämällä analogisia signaaleja. Esimerkiksi yksinkertainen valonsäädin käyttää potentiometriä kolmen terminaalisen kaksisuuntaisen tyristorin (TRIAC) ohjaamiseen valon kirkkauden säätämiseksi.
Tyypit potentiometrit
Potentiometrit on jaettu pääasiassa kahteen luokkaan: analogiset potentiometrit ja digitaaliset potentiometrit.
Analoginen potentiometri: Ohjaa lähtöä manuaalisesti käyttämällä mekaanisia komponentteja, yleensä kahdessa muodossa: lineaarinen ja pyörivä
Pyörivä potentiometri: Kiertämällä nuppia tai akselia, vastus ja lähtö voidaan muuttaa. Akselittomassa versiossa käytetään ruuvimeisseliä säätöön, jota kutsutaan yleisesti trimmeriksi.
Lineaarinen potentiometri: Muuttaa resistanssia liukumalla, sopii sovelluksiin, jotka vaativat lineaarista suhdetta.
Digitaalinen potentiometri: Säätää lähtö digitaalisten signaalien kautta ilman mekaanista toimintaa. Tässä artikkelissa keskitytään analogisten potentiometrien keskustelemiseen.
Muun tyyppisiä analogisia potentiometrejä
Sovellusvaatimusten mukaan analogiset potentiometrit sisältävät myös seuraavat alatyypit:
Esiasetukset ja säätimet: Virheenkorjaamiseen ja kalibrointiin käytettävät pienet piirilevyn asennetut komponentit.
Kaksoispotentiometri: Kahden potentiometrin yhdistäminen yhdellä akselilla voi samanaikaisesti säätää kahta signaalia.
Servopotentiometri: Potentiometri, joka on kytketty pyörivään akseliin (kuten moottori) sijainnin havaitsemiseksi.
Logaritminen potentiometri: Resistenssi muuttaa logaritmisesti ja sitä käytetään yleisesti äänenvoimakkuuden säätämiseen.
Koaksiaalinen potentiometri: Kaksi pyörivää potentiometriä asennetaan koaksiaalisesti monitoimiseen ohjaukseen.
Liukuva potentiometri: Säätää vastus liu'uttamalla, soveltuu sekoittimiin tai tasapainottajaan.
Sähköinen liukuva potentiometri: Pieni tasavirtamoottori, jota käytetään automaatioohjaukseen.
Yhden käännöksen ja monikuori potentiometrit: Soveltuu tavallisiin ja tarkkaan sovelluksiin.
Ero potentiometrien ja reometrien välillä
Potentiometrit ovat kolme terminaalikomponenttia, joita käytetään yleisesti jännitteen hallintaan; Varistorit ovat kaksi päätekomponenttia, joita käytetään virranohjaukseen. Potentiometriä voidaan käyttää muuttuvan vastuksena irrottamalla toinen pää. Varistorit ovat enimmäkseen suuritehoisia langan haavavastuksia, joita käytetään lamppujen tai moottorien suureen virran ohjaukseen.
Potentiometri- ja kiertokooderi
Kiertokooderi muuntaa akselin kulman siirtymisen digitaaliseksi signaaliksi, joka on erilainen rakenteessa ja tarkoituksessa kuin potentiometrit. Potentiometrit ovat analogisia laitteita, jotka on helppo asentaa, kun taas kiertokooderit ovat digitaalisia laitteita, joilla on korkea tarkkuus, mutta vaativat ylimääräisiä piirejä signaalien kääntämiseksi.
Potentiometrien suorituskykyparametrit
Kestävyys: Potentiometrin kokonaisvastusarvo.
Nimellisteho: Suurin siedettävä voima.
Resoluutio: Tarkkuus riippuu harjan liikkeestä.
Liukuva kohina: Sisäisen kosketuksen tuottama sähkömelu.
Lämpötilakerroin: Aste, jolla vastus muuttuu lämpötilan kanssa.
Mekaaninen käyttöikä: syklien lukumäärä.
Potentiometrien edut ja haitat
Edut sisältävät yksinkertaisen suunnittelun, alhaiset kustannukset, kätevä toiminta ja laaja valikoima vastusarvoja; Haitat ovat rajoitettu kaistanleveys, helppo kuluminen ja mahdollinen sähkömelu.
Yleiset sovellukset
Kuten aiemmin mainittiin, potentiometrejä käytetään yleisesti ääni- ja videolaitteissa tai järjestelmissä parametrien, kuten äänenvoimakkuuden, kirkkauden, kontrastin ja värin hallitsemiseksi. Niitä voidaan käyttää myös jännitteen mittaamiseen testauslaitteiden testaamisessa, samoin kuin sijaintitunnistuksessa prosessinhallinta- ja automaatiojärjestelmissä. Potentiometrien joustavuus ja niiden potentiaali muuttuvana vastuksina eivät vain rajoita niitä näihin yleisiin sovelluksiin, vaan myös ulottuvat melkein kaikkiin analogisiin ja moniin digitaalisiin sovelluksiin. Niin kauan kuin on tarpeen ohjata piiriä tai vastaanottaa palautetta piiristä, potentiometrejä voidaan käyttää vaihtoehtoisena ratkaisuna.
tehdä yhteenveto
Potentiometri on suhteellisen yksinkertainen laite, joka käyttää kypsää tekniikkaa jännitteenohjauksen tai mittaustoimintojen saavuttamiseen erilaisissa elektronisissa tai sähkölaitteissa ja järjestelmissä. Ne voivat myös ymmärtää ja mitata lineaarista tai kiertoliikettä.
