0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Принцип работы и выбор потенциометра

Принцип работы и выбор потенциометра

Потенциометр – это переменный резистор, сопротивление которого можно регулировать механическим способом от 0 до номинала. Потенциометры используются в качестве делителя напряжения для его плавной регулировки.

Устройство и принцип действия потенциометра

Потенциометр состоит из следующих элементов, указанных на схеме:

  • резистивное вещество, определяющее номинал сопротивления с вмонтированными по обоим краям выводами 1 и 2;
  • подвижный ползунок, соединенный с контактом 3, передвигаемый для увеличения-уменьшения сопротивления;
  • ручка для управления.

Потенциометр (переменный резистор) оснащён ручным управлением. По центральной оси выводится ручка, при повороте которой можно изменить положение ползунка. Потенциометры Meyertec встроены в пластиковый корпус для монтажа в отверстие 22,5 мм.

Принцип действия потенциометра заключается в следующем. При механическом повороте ручки ползунок передвигается по плоскости подковы с резистивным веществом. Вследствие этого сопротивление изменяется между выводом 3 и выводами 1 и 2. Если на выводы 1 и 2 подать ток, то между ними и выводом 3 получается выходное напряжение. Таким образом потенциометр выполняет функции делителя напряжения.

Применение и принцип работы потенциометра с другими устройствами

Внешний потенциометр в промышленности может применяться для управления станками обработки, вентиляцией, температурой различных видов печей и т.д.

Принцип работы потенциометра обеспечивает управление регулятором мощности: мы вручную изменяем уровень напряжения на выходе регулятора. Когда ручка потенциометра повернется и займет, например, среднее положение (5 делений из 10) напряжение на выходе регулятора мощности станет равным половине входного — т.е. 380/2=190В. Таким образом при помощи потенциометра мы можем задать выходное напряжение на регуляторе.

Подключая внешний потенциометр к частотному преобразователю, мы можем вручную регулировать скорость исполнительного механизма, например, электродвигателя. Если задать стандартные уставки скорости двигателя от 0 до 50 Гц, то в крайнем левом положении потенциометра скорость двигателя будет равна 0, а в крайнем правом положении двигатель выйдет на номинальную скорость вращения.

Как выбрать потенциометр

Главную роль при выборе потенциометра играет номинал его полного сопротивления – это уровень сопротивления между неподвижными контактами. Выбирать потенциометр следует опираясь на номинал внешнего переменного резистора, указанный в руководстве по эксплуатации конкретного прибора. Например, для преобразователей частоты ОВЕН ПЧВ1, ПЧВ2, ПЧВ3 используются потенциометры номиналов 1 кОм, 5 кОм, 10 кОм., для регуляторов мощности Meyertec DRU3-125/150/200 — 10 кОм.

В некоторых случаях необходимо принять во внимание и другие параметры, а именно:

  • угол поворота регулировочного узла;
  • погрешность;
  • износостойкость;
  • тепловое сопротивление при нагреве;
  • рабочая температура.

Почему это важно? При работе оборудования в закрытом пространстве потенциометр не должен перегреваться.

При работе с преобразователями частоты и регуляторами мощности ток в потенциометрах Meyertec небольшой, тепловые потери незначительные, поэтому отводить тепло не требуется.

Важно! Перед пуском схемы в работу необходимо проверить все места пайки и изоляции, а также соблюдать правила техники безопасности.

Потенциометры и их применение

Потенциометры и их применениеПотенциометром называется регулируемый делитель напряжения, который в отличие от реостата служит для регулировки напряжения при почти неизменном токе.

Делитель напряжений — комбинация из сопротивлений, служащая для того, чтобы разделить подводимое напряжение на части. Простейший делитель напряжения представляет собой два сопротивления соединенные последовательно с источником э. д. с.

Читайте так же:
Регулировка люфта рулевой колонки мтз

Снимаемое с подвижного отводного контакта потенциометра напряжение может изменяться от нуля до максимального значения, равного приложенному к потенциометру напряжению, в зависимости от текущего положения подвижного контакта.

Величина снимаемого напряжения может как линейно зависеть от перемещения движка, так и логарифмически, и потенциометры по типу этой зависимости подразделяются на линейные и логарифмические (также антилогарифмические). Как вы уже поняли, речь в нашей статье пойдет о переменных резисторах.

переменный резистор

На сегодняшний день различных переменных резисторов выпускается масса. Для любой электронной схемы можно подобрать переменный резистор, который станет потенциометром. Между тем, переменные резисторы делятся на два типа по своему устройству: тонкопленочные и проволочные, а по функциональному назначению — на непосредственно переменные и подстроечные.

Проволочные переменные резисторы

Проволочные переменные резисторы содержат в себе манганиновую или константановую проволоку в качестве элемента с изменяемым сопротивлением. Проволока намотана на керамический стержень, формируя собой обмотку, по которой скользит ползунок, связанный с регулировочным механизмом, и таким образом можно изменить сопротивление между отводным контактом и контактами основными. Проволочные резисторы способны рассеивать мощность 5 ватт и даже более.

Тонкопленочные переменные резисторы

Тонкопленочные переменные резисторы содержат в качестве элемента сопротивления пленку, нанесенную на подковообразную диэлектрическую пластинку, по которой и перемещается ползунок, связанный с отводным контактом и с механизмом регулировки. Пленка представляет собой слой лака, углерода или иного материала, который указывается в документации.

Подстроечные резисторы

Подстроечные резисторы служат для одноразовой настройки сопротивления, например в качестве потенциометров на схемах обратной связи импульсных источников питания всегда можно встретить подстроечные резисторы.

Подстроечные резисторы имеют небольшие габаритные размеры, и рассчитаны всего на несколько циклов регулировки с целью предварительной или профилактической настройки оборудования, и больше их, как правило, не трогают. Поэтому подстроечные резисторы не являются очень стойкими и прочными, по сравнению с переменными резисторами, и рассчитаны максимум на несколько десятков циклов регулировки.

Потенциометр

Переменные резисторы рассчитаны на большое количество циклов перестройки, которое может достигать сотен тысяч раз. Переменные резисторы поэтому более износоустойчивы, чем подстроечные. Однако и здесь нужно знать меру, ведь если превысить гарантированное количество циклов перестройки, то и переменный резистор может выйти из строя.

Очевидно, подстроечный резистор никогда не заменит переменный, и если этот принцип нарушить, то можно поплатиться низкой надежностью конструируемого устройства.

Переменные резисторы применяются в тех устройствах, где регулировка подразумевается назначением устройства, например регулировка громкости в акустической системе или плавная регулировка температуры бытового колорифера. На электрогитаре можно встретить в роли потенциометра переменный резистор.

Переменные резисторы типа СП-1

Переменные резисторы типа СП-1 на защитной крышке имеют вывод, который соединяется с общим выводом, и крышка служит электрическим экраном. Подстроечные же резисторы типа СП3-28а не имеют защитной крышки, защитой будет служить корпус устройства в котором данный резистор будет установлен.

И хотя внутренне резисторы по устройству похожи, снаружи все выгладит иначе. Переменный резистор имеет прочную металлическую или пластиковую ручку, связанную с ползунком, а подстроечный резистор регулируется отверткой, которая вставляется в специальный паз регулировочного механизма, связанного с круговым ползунком.

Читайте так же:
Регулировка карбюраторов на cbr1000f

На схемах переменные резисторы легко узнать, они изображаются как постоянный резистор, но с регулировочным отводом в виде стрелки, символизирующей подвижный контакт потенциометра или реостата, в зависимости от схемы включения компонента. Буква R на схеме точно так же обозначает переменный резистор, как и постоянный, разница лишь в графическом изображении компонента.

При реостатной схеме включения используется изображение в виде резистора, пересеченного наискосок стрелкой, это указывает на то, что задействованы всего два контакта — регулировочный и один из крайних. Подстроечный же резистор на схеме обозначается без стрелки, а регулировочный контакт обозначается тонкой полоской.

Переменные резисторы сочитающие функции потенциометра и выключателя

Переменные резисторы, бывает, сочетают в себе с функцией потенциометра еще и функцию выключателя. Это удобно, когда переменный резистор используется в качестве регулятора громкости, скажем, портативного радиоприемника, когда поворотом ручки сначала осуществляется включение, затем сразу настраивается громкость.

Электрически встроенный выключатель не связан с цепью резистора, но находится в том же корпусе, что и переменный резистивный элемент с подвижным контактом. Примером переменных резисторов с интегрированным выключателем может служить отечественный СП3-3бМ или 24S1 китайского производства.

счетверенной переменный резистор

Среди переменных резисторов встречаются сдвоенные и даже счетверенные, когда поворот одной ручки приводит к перестройке сразу двух или четырех независимых электрически, на функционально связанных цепей. Например регулятор стерео баланса удобно реализовывать таким образом. В эквалайзерах используется до двух десятков сдвоенных резисторов.

На схемах сдвоенные (счетверенные) резисторы отличаются обозначением и графическим изображением: пунктир указывает на то, что механически подвижные контакты объединены.

неразборные подстроечные резисторы типа СП4-1

Типов подстроечных и переменных резисторов на современном рынке множество. Это и неразборные подстроечные резисторы типа СП4-1, залитые эпоксидным компаундом, и предназначенные для аппаратуры оборонного назначения и подстроечные типа СП3-16б для вертикального монтажа на плату, и т.д.

маленькие подстроечные резисторы

При изготовлении бытовой аппаратуры, на платы впаивают маленькие подстроечные резисторы, которые, кстати, могут по мощности достигать 0,5 ватт. В некоторых из них, например в СП3-19а, в качестве резистивного слоя применяется металлокерамика.

подстроечные резисторы на основе лаковой пленки

Есть и совсем простые подстроечные резисторы на основе лаковой пленки, такие как СП3-38 с открытым корпусом, уязвимые для влаги и пыли, и мощностью не более 0,25 ватт. Такие резисторы регулируются диэлектрической отверткой, дабы избежать случайного короткого замыкания. Такие простые резисторы часто встречаются в бытовой электронике, например в блоках питания мониторов.

резистор R-16N2

Некоторые подстроечные резисторы имеют герметичный корпус, например R-16N2, они регулируются специальной отверткой, и являются более надежными, поскольку на резистивную дорожку не попадает пыль и не конденсируется влага.

Мощные трехваттные резисторы типа СП5-50МА

Мощные трехваттные резисторы типа СП5-50МА в корпусе имеют отверстия для вентиляции, в них проводник намотан в форме тороида, а контактный ползунок скользит по нему при повороте ручки отверткой.

высоковольтные подстроечные резисторы

В некоторых телевизорах с ЭЛТ до сих пор можно встретить высоковольтные подстроечные резисторы, такие как НР1-9А, сопротивлением 68 МОм и номинальной мощностью 4 ватта. По сути это набор металлокерамических резисторов в одном корпусе, а типичное рабочее напряжение для данного резистора составляет 8,5 кВ, при максимуме в 15 кВ. Сегодня подобные резисторы встроены в ТДКС.

Читайте так же:
Mitsubishi mirage регулировка клапанов

движковые переменные резисторы

В аналоговой аудиоаппаратуре можно встретить ползунковые или движковые переменные резисторы, типа СП3-23а, которые отвечают за регулировку громкости, тембра, баланса и т. д. Это линейные резисторы, которые бывают и сдвоенными, как например СП3-23б.

Электронный потенциометр

Подстроечные многооборотные резисторы часто встречаются в электронной аппаратуре, в измерительных приборах и т. д. Их механизм позволяет точно регулировать сопротивление, и количество оборотов измеряется несколькими десятками. Червячная передача делает возможным медленный поворот и плавное перемещение скользящего контакта по резистивной дорожке, благодаря чему схемы настраиваются очень и очень точно.

подстроечный многооборотный резистор СП5-2ВБ

Например подстроечный многооборотный резистор СП5-2ВБ настраивается именно посредством червячной передачи внутри корпуса, и для полного прохода всей резистивной дорожки нужно совершить 40 оборотов отверткой. Резисторы данного типа в разных модификациях имеют мощность от 0,125 до 1 ватта, и рассчитаны на 100 — 200 циклов регулировки.

Потенциометры в музыкальной технике

Всевозможные переменные резисторы находят широкое применение в роли потенциометров в различных приборах, начиная с бытовых, таких как обогреватели, водонагреватели, акустические системы, заканчивая музыкальными инструментами, такими как электрогитары и синтезаторы. Подстроечные резисторы можно встретить практически на любых печатных платах, начиная с телевизоров, заканчивая цифровыми осциллографами и техникой оборонного значения.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Назначение и схема включения потенциометра

Итак, потенциометр это классический переменный резистр с тремя контактами, где между двумя крайними из них располагается фиксированное сопротивление, а между любым из крайних и средним контактом — переменное сопротивление. Потенциометр, в принципе, можно считать и классическим делителем напряжения, где его R в Омах образуются между крайними и средним выводом. Синоним потенциометра (на английском языке potentiometer) является реостат (на английском rheostat), хотя между ними и есть совсем незначительные отличия.

Принцип работы этого компонента электроники почти такой же как и делителя напряжения на резисторах. Так как резистивный элемент можно представить в виде двух последовательно соединенных сопротивлений, где положение движка определяет соотношение номинала первого резистора ко второму.


устройство потенциометра

Типовой потенциометр состоит из сопротивления с некоторой токопроводящей поверхностью и из идущего по ней движка — подвижного контакта потенциометра. Чем ближе движок к углу, тем меньше ом между движком и этим углом, и соответственно наоборот. В роли омического может выступать твердое вещество с большим удельным сопротивлением или обмотка скрученная из проволоки. Имеются потенциометры как с логарифмическим так и линеарным, сопр. и позиционным отношением. Подавляющее большинство существующих потенциометров поворотные, но имеются так же и устройства скользящего типа. Особенный тип потенциометра это дигитальные устройства, в которых регулировка Ом осуществляется внутри микросхемы в соответствии с поступающими из внешней схемы на микроконтроллере управляющими сигналами. Пример показан в видео уроке ниже.

Простейшим потенциометром является типовой однооборотный переменный резистор. Этот тип переменного сопротивления особенно часто применяется в аудио системах в схемах регулирования уровня громкости.

При изготовлении потенциометров применяются различные резистивные вещества и материалы: металлокерамика, электропроводный пластик, углерод, проволока, металлическая пленка.

Читайте так же:
Irbis nirvana регулировка клапанов

На схемах в электронике и электротехники потенциометр обозначается так:

Рассмотрим простую схему включения потенциометра

Для этой схемы подключения справедлива следующая формула:

На основании схемы, легко понять, что потенциометр это классический регулируемый делитель напряжения, и поэтому изображение выше, можно перерисовать следующим образом:

На рисунке представлена обычная схема делителя напряжения. Точки А, B, С (выводы)расположены по аналогии с потенциометром. Сопротивления R1 и R2 это Rab и Rbc. В выражении чуть выше, в знаменателе представлена сумма этих сопротивлений, т.е Rac = R1+R2.

Необходимо также отметить, что для нормальной и главное стабильной работы потенциометра необходимо подбирать нагрузку Rн значительно большую, чем номинал сопротивления потенциометра Rп.

Как уже было упомянуто выше, потенциометр обычно обладает тремя выводами: два из них соединены друг с другом с помощью постоянного сопротивления, а третий вывод имеет подвижной контакт, который перемещается по резистивной поверхности.

Потенциометр работает по принципу делителя напряжения, с той лишь небольшой разницей, что перемещение ручки приводит к изменению положения второго контакта и тем самым изменяется соотношение сопротивлений резисторов R1 и R2, смотри рисунок ниже:

По виду изменения сопротивления потенциометры бывают:

По типу устройства корпуса корпуса потенциометры делятся на:

По количеству оборотов, потенциометры классифицируются на:

Линейные ползунковые потенциометры делятся на:

Цифровой потенциометр работает как типовой механический потенциометр, который меняет свое сопротивление, за исключением того фактора, что цифровой потенциометр представляет собой микросхему, и в роли управляющего воздействия в ней применяется электрический сигнал, а не вращение ручки как в примере с механическим потенциометром.


Цифровой потенциометр MCP41010, и его схема подключения к Ардуино.

В принципе, оба типа потенциометра это аналоговые устройства, которые обеспечивают переменное сопротивление. Но в механический потенциометре сопротивление регулируется делителем напряжения, номинал которого изменяется из-за вращения или перемещения механической ручки. Цифровой потенциометр изменяет значение сопротивления с помощью цифровых входов без участия механических узлов.

В настоящее время цифровые потенциометры дороже своих механических собратьев, но в будущем это обязательно изменится. Зато с точки зрения надежности он во много раз лучше механического потенциометра. Цифровые потенциометры гораздо сильнее защищены от неблагоприятных факторов окружающей среды, т.к они могут распологаться в изолированном корпусе. Они практически не подвержены вибрации, менее доступны для физического воздействия и т.п. На рисунке ниже показана структурная схема сдвоенного цифрового потенциометра типа TPL0102.

К дополнительным возможностям цифрового потенциометра можно отнести, режим автоматического отключения и программируемое значение, которое задается после включения. Цифровые потенциометры используютэнергозависимую и энергонезависимую память. Кроме того, они существенно меньше своих механических коллег, поэтому они занимают меньше места на печатной плате.

Кроме того, цифровые потенциометры обладают более высоким разрешением, точностью и стабильностью в работе. К минусам можно отнести несколько повышенную сложность в эксплуатации, т.к перед применением его необходимо запрограммировать. Это, обычно делают через интерфейсы I2C или SPI. Зато цифровые потенциометры с огромным успехом могут использоваться в области программируемых блоках питания, фильтрах, измерительных приборах и регулировки звука в аудиосистемах.

Читайте так же:
Регулировка сцепления на фф1

У реостата имеется два вывода, а у потенциометра, как мы уже рассказали целых три. Поэтому больше не путайте их между собой.

Как подключить потенциометр

Потенциометры, известные также как делители напряжения, представляют собой тип электрических компонентов, которые называются переменный резистор. Как правило, они функционируют в сочетании с ручкой; пользователь поворачивает ручку, и это вращательное движение преобразуется в изменение сопротивления электрической цепи. Это изменение сопротивления затем используется для регулировки каких-либо параметров электрического сигнала, например, громкости звука. Потенциометры используются во всех видах бытовой электроники, а также в более крупном механическом и электрическом оборудовании. К счастью, если у вас есть опыт работы с электрическими компонентами, научиться подключать потенциометр довольно просто.

  1. 1 Найдите 3 клеммы потенциометра. Разместите потенциометр таким образом, чтобы регулировочная ручка смотрела вверх, а 3 клеммы были обращены к вам. Если потенциометр находится в таком положении, то клеммы слева направо можно условно пронумеровать как 1, 2 и 3. Запишите эту нумерацию на них, так как при изменении положения потенциометра в процессе дальнейшей работы вы можете их легко перепутать.
  2. 2 Заземлите первую клемму потенциометра. При использовании в качестве регулятора громкости звука (на сегодняшний день это наиболее распространенное применение) клемма 1 обеспечивает заземление. Чтобы это сделать, вам нужно припаять один конец провода к клемме, а другой конец к корпусу или раме электрической компоненты или устройства.
    • Начните с измерения длины провода, необходимого для соединения клеммы с корпусом в удобном месте. Используйте ножницы, чтобы отрезать провод нужной длины.
    • Используйте паяльник, чтобы припаять первый конец провода к клемме 1. Припаяйте другой конец к корпусу компоненты. Таким образом вы заземлите потенциометр, тем самым обеспечивая нулевое напряжение в то время, когда регулировочная ручка находится в минимальном положении.
  3. 3 Подключите вторую клемму к выходу схемы. Клемма 2 — это вход потенциометра, т.е. выходная линия схемы должна быть подключена к этой клемме. Например, на электрогитаре это должен быть провод, идущий от датчика. В усилителе это должен быть провод, идущий с предусилителя. Припаяйте провод к клемме в месте соединения, как было указано выше.
  4. 4 Подключите третью клемму ко входу схемы. Клемма 3 — это выход потенциометра, т.е. она должна быть подключена ко входу схемы. На электрогитаре это означает подключение клеммы 3 к выходному гнезду. В усилителе это означает подключение клеммы 3 к клеммам акустических систем. Аккуратно припаяйте провод к клемме.
  5. 5 Протестируйте потенциометр, чтобы убедиться, что вы правильно его подключили. Если вы подключили потенциометр, вы можете проверить его с помощью вольтметра. Соедините провода вольтметра с входной и выходной клеммами потенциометра и повращайте регулировочную ручку. При повороте регулировочной ручки показания вольтметра должны меняться.
  6. 6 Разместите потенциометр внутри электрической компоненты (устройства). Если потенциометр подключен и проверен, вы можете разместить его так, как вам будет удобно. Закройте электрическую компоненту крышкой и в случае необходимости поместите ручку на рабочий регулировочный вал потенциометра.
голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector