Co je to potenciometr?
Potentiometr, zkrácený jako „hrnce“, je rezistor s mechanickým mechanismem nastavení, který lze ručně upravit podle hodnoty odporu. Samotný rezistor poskytuje pevnou hodnotu odporu, která se používá k prevenci nebo „omezení“ toku proudu v obvodu. Podstatou potenciometru je variabilní rezistor.
Pracovní princip potenciometru je upravit výstupní napětí přes dělič napětí a přesně měřit (tj. „Opatření“) potenciálu, který je také původem názvu „potenciometr“. Výstupní signál, který generují, je úměrný fyzické poloze štětce na prvku odporu a jako pasivní prvek může potenciometr pracovat bez dalšího napájení nebo obvodu.
Krátká historie potenciometrů
Na začátku 19. století na pozadí rychlého rozvoje ve výzkumu a vývoji energie začalo mnoho lidí zkoumat metody pro kontrolu množství elektřiny v zařízeních nebo obvodech. Koncept potenciometru nebyl navržen až do roku 1841. V roce 1872 vynalezl Thomas Edison první praktický potenciometr uhlíku.
Moderní potenciometry mají menší objemy a vyšší přesnost a přicházejí v různých typech a baleních podle požadavků na aplikaci. Oni se široce používají k úpravě jasu, hlasitosti, zvukových signálů, jakož i jasu a barvy videa a lze je také použít jako senzory polohy.
Jak funguje potenciometr?
Vnitřní pracovní princip rotačního potenciometru
Odpor objektu závisí na více faktorech, z nichž jedna je jeho délka. Když jsou materiál a průřez stejné, odpor objektu s délkou 10 centimetrů je poloviční odolnost před objektem s délkou 20 centimetrů. Potentiometr využívá tento princip. Nastavením lineární nebo rotační polohy posuvného kontaktu na jednotném odporovém prvku může potenciometr změnit délku proudové cesty, čímž se nastaví výstup.
Vstupní napětí je aplikováno na celý odporový prvek, zatímco výstupní napětí je pokles napětí mezi pevným odporovým prvkem a posuvným kontaktem. Poloha posuvného kontaktu určuje vstupní napětí aplikované na obvod.
Vzhledem k potřebě rozptýlit vstupní výkon se potenciometry používají jen zřídka k řízení energie přesahující 1 watt, protože nadměrný výkon může vést k nepřijatelnému vytápění. Naopak, potenciometry řídí jiné komponenty nastavením analogových signálů. Například jednoduchý regulátor světla používá potenciometr k řízení tří terminálních obousměrných tyristor (Triac) k úpravě jasu světla.
Typy potenciometrů
Postentiometry jsou rozděleny hlavně do dvou kategorií: analogové potenciometry a digitální potenciometry.
Analogový potenciometr: Ovládejte výstup ručně provozními mechanickými komponenty, obvykle ve dvou formách: lineární a rotační
Rotační potenciometr: Otočením knoflíku nebo hřídele lze změnit odpor a výstup. Verze bez hřídele používá šroubovák pro nastavení, běžně označovaný jako zastřihovač.
Lineární potenciometr: změní odpor klouzání, vhodné pro aplikace, které vyžadují lineární vztah.
Digitální potenciometr: Upravuje výstup prostřednictvím digitálních signálů bez nutnosti mechanického provozu. Tento článek se zaměřuje na diskusi o analogových potenciometrech.
Jiné typy analogových potenciometrů
Podle požadavků na aplikaci zahrnují analogové potenciometry také následující podtypy:
Předvolby a přiléhačky: Komponenty namontované na desce malého obvodu používané pro ladění a kalibraci.
Duální potenciometr: Kombinace dvou potenciometrů na jedné ose může současně upravit dva signály.
Potentiometr servo: potenciometr připojený k rotujícímu hřídeli (jako je motor) pro detekci polohy.
Logaritmický potenciometr: Odpor se mění logaritmicky a běžně se používá pro nastavení objemu.
Koaxiální potenciometr: Dva rotační potenciometry jsou instalovány koaxiálně pro multifunkční kontrolu.
Posuvný potenciometr: Upravuje odpor klouzání, vhodný pro mixéry nebo ekvalizéry.
Elektrický posuvný potenciometr: Poháněný malým stejnosměrným motorem, který se používá pro řízení automatizace.
Jednorázové a vícenásobné otočení: vhodné pro běžné a vysoce přesné aplikace.
Rozdíl mezi potenciometry a rheometry
Postentiometry jsou tři koncové komponenty běžně používané pro řízení napětí; Varistory jsou dvě koncové komponenty používané pro kontrolu proudu. Potenciometr lze použít jako variabilní rezistor odpojením jednoho konce. Varistory jsou většinou vysoce výkonné rezistory rány používané pro vysokou kontrolu lamp nebo motorů.
Potenciometr a rotační kodér
Rotační kodér převádí úhlový posun hřídele na digitální signál, který se liší strukturou a účelem od potenciometrů. Postentiometry jsou analogová zařízení, která se snadno nastaví, zatímco rotační kodéry jsou digitální zařízení s vysokou přesností, ale pro překládání signálů vyžadují další obvody.
Výkonné parametry potenciometrů
Odpor: Celková hodnota odporu potenciometru.
Hodnocená síla: Maximální tolerovatelná síla.
Rozlišení: Přesnost závisí na pohybu štětce.
Posuvný šum: Elektrický šum generovaný vnitřním kontaktem.
Koeficient teploty: stupeň, v jakém se odpor mění s teplotou.
Mechanická životnost: Počet cyklů.
Výhody a nevýhody potenciometrů
Mezi výhody patří jednoduchý design, nízký náklady, pohodlný provoz a širokou škálu hodnot odporu; Nevýhody jsou omezená šířka pásma, snadné opotřebení a možné generování elektrického šumu.
Běžné aplikace
Jak již bylo zmíněno dříve, potenciometry se běžně používají ve zvukových a video zařízeních nebo systémech pro řízení parametrů, jako je objem, jas, kontrast a barva. Mohou být také použity pro měření napětí v testovacích zařízeních, jakož i pro snímání polohy v systémech řízení a automatizaci procesů. Flexibilita potenciometrů a jejich potenciál jako variabilní rezistory je nejen omezují na tyto běžné aplikace, ale také se rozšiřují na téměř všechny analogové a mnoho digitálních aplikací. Dokud je nutné aktivně ovládat obvod nebo přijímat zpětnou vazbu z obvodu, lze jako alternativní řešení použít potenciometry.
shrnout
Potentiometr je relativně jednoduché zařízení, které používá zralé technologie k dosažení funkce řízení napětí nebo měření v různých elektronických nebo elektrických zařízeních a systémech. Mohou také přesně cítit a měřit lineární nebo rotační pohyb.
