Mikä on potentiometri: Rakentaminen ja sen toiminta

Potentiometri on sähköinen instrumentti, jota käytetään mittaamaan EMF (sähkömoottori) tietyn solun, solun sisäinen vastus. Ja sitä käytetään myös eri solujen EMF: ien vertaamiseen. Sitä voidaan käyttää myös a muuttuva vastus useimmissa sovelluksissa. Näitä potentiometrejä käytetään valtavasti elektroniikkalaitteiden valmistuksessa, jotka tarjoavat tavan säätää elektroniset piirit jotta saadaan oikeat lähdöt. Vaikka niiden ilmeisimmän käytön on oltava radioiden ja muiden äänentoistoon käytettävien elektronisten laitteiden äänenvoimakkuuden säätimissä.

Potentiometrin tappi ulos

Trimpot-potentiometrin napakaavio on esitetty alla. Näitä potentiometrejä on saatavana eri muodoissa ja niissä on kolme johtoa. Nämä komponentit voidaan sijoittaa leipälaudalle helposti prototyyppien tekemistä varten. Tässä potentiometrissä on nuppi sen päällä ja sitä käytetään arvon muuttamiseen muuttamalla sitä.

Tappi ulos potentiometristä

Tappi 1 (kiinteä pää): Tämän kiinteän pään1 liitäntä voidaan tehdä resistiivisen polun yhteen pintaan

Tappi 2 (vaihteleva pää): Tämän muuttuvan pään liitäntä voidaan tehdä kytkemällä se pyyhkimeen niin, että se tuottaa vaihtelevan jännitteen

Tappi 3 (kiinteä pää): Tämän toisen kiinteän pään kytkentä voidaan tehdä kytkemällä se resistiivisen polun toiseen pintaan

Kuinka valita potentiometri?

Potentiometriä kutsutaan myös POT: ksi tai vaihtuvaksi vastukseksi. Näitä käytetään vaihtelevan vastuksen aikaansaamiseksi vain vaihtamalla potentiometrin nuppi. Tämän luokitus voidaan tehdä kahden tärkeän parametrin perusteella, kuten vastus (R-ohm) ja teholuokitus (P-watti).

Potentiometri

Potentiometrin vastus muuten sen arvon perusteella päättää lähinnä kuinka paljon vastusta se antaa nykyiselle virtaukselle. Kun vastuksen arvo on korkea, virran pienempi arvo virtaa. Jotkut potentiometreistä ovat 500Ω, 1K ohm, 2K ohm, 5K ohm, 10K ohm, 22K ohm, 47K ohm, 50K ohm, 100K ohm, 220K ohm, 470K ohm, 500K ohm, 1M.

Vastusten luokitus riippuu lähinnä siitä, kuinka paljon virtaa se sallii virrata sen läpi, mikä tunnetaan nimellistehona. Potentiometrin nimellisteho on 0,3 W, ja siksi sitä voidaan käyttää yksinkertaisesti matalavirtapiireissä.

Potentiometrejä on edelleen useita erilaisia, ja niiden valinta riippuu lähinnä tietyistä välttämättömyydestä, kuten seuraavasta.

• Rakenteen tarpeet
• Resistenssin muutoksen ominaisuudet
• Valitse potentiometrin tyyppi käytön välttämättömyyden perusteella
• Valitse parametrit piirin tarpeiden perusteella

Rakentaminen ja toimintaperiaate

Potentiometri koostuu pitkästä resistiivisestä johtimesta L, joka koostuu magnumista tai konstantaanista, ja tunnetusta EMF V -parista. Tätä jännitettä kutsutaan ohjainkennon jännite . Liitä resistiivisen johdon L kaksi päätä akun napoihin alla olevan kuvan mukaisesti. Oletetaan, että tämä on ensisijainen piirijärjestely.

Yhden toisen kennon (jonka EMF E mitataan) yksi pääte on ensiöpiirin toisessa päässä ja kennonavan toinen pää on kytketty mihin tahansa resistiivisen johtimen pisteeseen galvanometrin G kautta. Oletetaan nyt, että tämä järjestely on toissijainen piiri. Potentiometrin sijoitus alla esitetyllä tavalla.

Potentiometrin rakenne

Tämän perustoimintaperiaate perustuu siihen tosiasiaan, että potentiaalin putoaminen langan minkä tahansa osan yli on suoraan verrannollinen langan pituuteen edellyttäen, että langalla on tasainen poikkileikkausala ja sen läpi kulkeva vakiovirta. 'Kun kahden solmun välillä ei ole potentiaalieroa, virtaa sähkövirta'.

Nyt potentiometrilanka on itse asiassa johdin, jolla on suuri resistanssi (ῥ) ja jonka poikkileikkausala on tasainen A. Sillä on siten koko langassa vastus. Nyt tämä potentiometriliitin, joka on kytketty korkean EMF V: n kennoon (unohdetaan sen sisäinen vastus), jota kutsutaan ohjainkennoksi tai jännitelähteeksi. Anna potentiometrin läpi kulkevan virran olla I ja R on potentiometrin kokonaisvastus.

Sitten Ohmin lain mukaan V = IR

Tiedämme, että R = ῥL / A

Siten V = I / L / A

Koska ῥ ja A ovat aina vakioita ja virta I pidetään vakiona reostaatilla.

Joten L ῥ / A = K (vakio)

Siten V = KL. Oletetaan nyt, että solu E, jolla on alhaisempi EMF kuin ajurikenno, laitetaan piiriin yllä esitetyllä tavalla. Oletetaan, että siinä on EMF E. Nyt potentiometrin johdossa sanotaan pituus x, jonka mukaan potentiometristä on tullut E.

E = Lxx / A = Kx

Kun tämä kenno asetetaan piiriin, kuten yllä olevassa kuvassa on esitetty, vitsin ollessa kytketty vastaavaan pituuteen (x), galvaanimittarin läpi ei tule virtaa, koska kun potentiaaliero on nolla, virtaa ei virtaa sen läpi .

Joten galvanometri G osoittaa tyhjän tunnistuksen. Sitten pituutta (x) kutsutaan nollapisteen pituudeksi. Nyt tietämällä vakio K ja pituus x. Voimme löytää tuntemattoman EMF: n.

E = Lxx / A = Kx

Toiseksi voidaan verrata myös kahden solun EMF: ää, antakaa EMF E1: n ensimmäiselle solulle nollapiste pituudelta = L1 ja EMF E2: n toiselle solulle nollapiste pituudelle = L2

Sitten,

E1 / E2 = L1 / L2

Miksi potentiometri valitaan yli jännitemittarin?

Kun käytämme volttimittaria, virta kulkee piirin läpi, ja kennon sisäisen vastuksen takia terminaalipotentiaali on aina pienempi kuin todellinen kennopotentiaali. Tässä piirissä, kun potentiaaliero on tasapainotettu (käyttäen Galvanometrin nolla-ilmaisua), virtaa ei virtaa piirissä, joten päätepotentiaali on yhtä suuri kuin todellinen solupotentiaali. Joten voimme ymmärtää, että Voltmeter mittaa solun terminaalipotentiaalia, mutta tämä mittaa todellisen solupotentiaalin. Tämän kaaviomaiset symbolit on esitetty alla.

Potentiometrin symbolit

Potentiometrien tyypit

Potentiometri tunnetaan myös yleisesti potti. Näillä potentiometreillä on kolme pääteliitäntää. Yksi liitin, joka on kytketty liukukoskettimeen, jota kutsutaan pyyhkijäksi, ja kaksi muuta liitintä on kytketty kiinteään vastusraiteeseen. Pyyhkijää voidaan siirtää resistiivistä radaa pitkin joko käyttämällä lineaarista liukukytkintä tai pyörivää “pyyhin” -kosketinta. Sekä pyörivällä että lineaarisella säätimellä on sama peruskäyttö.

Potentiometrin yleisin muoto on yhden kierroksen pyörivä potentiometri. Tämän tyyppistä potentiometriä käytetään usein äänenvoimakkuuden ohjauksessa (logaritminen kartio) sekä monissa muissa sovelluksissa. Potentiometrien rakentamiseen käytetään erilaisia ​​materiaaleja, mukaan lukien hiilikoostumus, kermetti, johtava muovi ja metallikalvo.

Pyörivät potentiometrit

Nämä ovat yleisin potentiometrityyppi, jossa pyyhin liikkuu pyöreää polkua pitkin. Näitä potentiometrejä käytetään pääasiassa vaihtuvan jännitesyötön saamiseksi murto-osaan piirejä. Paras esimerkki tästä pyörivästä potentiometristä on radiotransistorin äänenvoimakkuuden säädin, jossa pyörivä nuppi ohjaa virtalähdettä vahvistinta kohti.

Tällainen potentiometri sisältää kaksi pääteliitintä, joissa tasainen vastus voidaan sijoittaa puoliympyrämalliin. Ja se sisältää myös keskellä olevan liittimen, joka on liitetty vastukseen käyttämällä liukukontaktia, joka on kytketty pyörivällä nupilla. Liukukoskettimen voi kääntää kääntämällä nuppia puoliympyrän vastuksen yli. Tämän jännite voidaan saada vastuksen ja liukumisen kahden koskettimen joukosta. Näitä potentiometrejä käytetään aina, kun tasojännitteen säätö on tarpeen.

Lineaariset potentiometrit

Tämän tyyppisissä potentiometreissä pyyhin liikkuu lineaarista polkua pitkin. Tunnetaan myös nimellä liukupotti, liukusäädin tai fader. Tämä potentiometri on samanlainen kuin pyörivä tyyppi, mutta tässä potentiometrissä liukukosketin yksinkertaisesti pyöri vastuksella lineaarisesti. Vastuksen kahden liittimen liitäntä on kytketty jännitelähteen poikki. Vastuksen liukukosketinta voidaan siirtää vastuksen kautta liitetyn polun avulla.

Vastuksen liitin on kytketty kohti liukua, joka on kytketty piirin lähdön yhteen pintaan ja toinen liitin on kytketty piirin lähdön toiseen pintaan. Tällaista potentiometriä käytetään enimmäkseen piirin jännitteen laskemiseen. Sitä käytetään akkukennon sisäisen vastuksen mittaamiseen ja sitä käytetään myös äänen ja musiikin taajuuskorjaimen sekoitusjärjestelmissä.

Mekaaninen potentiometri

Markkinoilla on erilaisia ​​potentiometrejä, koska mekaanisia tyyppejä käytetään manuaaliseen ohjaukseen laitteen vastuksen ja tehon muuttamiseksi. Digitaalista potentiometriä käytetään kuitenkin muuttamaan sen vastus automaattisesti tietyn tilan perusteella. Tämän tyyppinen potentiometri toimii tarkasti kuin potentiometri ja sen vastusta voidaan muuttaa digitaalisella tiedonsiirrolla, kuten SPI, I2C, sen sijaan, että käännät nuppia suoraan.

Näitä potentiometrejä kutsutaan POTiksi POT-muotoisen rakenteensa vuoksi. Se sisältää kolme päätelaitetta, kuten i / p, o / p ja GND, sekä nupin sen kärjessä. Tämä nuppi toimii kuten ohjaus ohjata vastusta kiertämällä sitä kahteen suuntaan kuten myötäpäivään muuten vastapäivään.

Digitaalisten potentiometrien tärkein haittapuoli on, että niihin vaikuttavat yksinkertaisesti erilaiset ympäristötekijät, kuten lika, pöly, kosteus jne. Näiden haittojen voittamiseksi otettiin käyttöön digitaaliset potentiometrit (digiPOT). Nämä potentiometrit voivat toimia ympäristössä, kuten pöly, lika, kosteus muuttamatta sen toimintaa.

Digitaalinen potentiometri

Digitaalisia potentiometrejä kutsutaan myös nimellä digiPOT tai muuttuvat vastukset jota käytetään ohjaamaan analogisia signaaleja mikro-ohjaimilla. Tämän tyyppiset potentiometrit antavat o / p-vastuksen, joka on vaihdettavissa digitaalitulojen mukaan. Joskus näitä kutsutaan myös RDAC: iksi (resistiiviset digitaalinen-analoginen muunnin). Tämän digipotin ohjaus voidaan suorittaa digitaalisilla signaaleilla eikä mekaanisella liikkeellä.

Jokainen vastustikkaiden askel sisältää yhden kytkimen, joka on kytketty digitaalisen potentiometrin o / p-liittimeen. Potentiometrin vastuksen suhde voidaan määrittää valitun portaikon yli. Yleensä nämä vaiheet on merkitty esimerkiksi bittiarvolla. 8-bittiä on yhtä suuri kuin 256 askelta.

Tämä potentiometri käyttää digitaalisia protokollia, kuten I²C, muuten SPI-väylä (Serial Peripheral Interface) signalointiin. Suurin osa näistä potentiometreistä käyttää yksinkertaisesti haihtuvaa muistia niin, että ne eivät muistaneet paikkansa, kun ne on kytketty pois päältä, ja niiden lopullinen paikka voidaan tallentaa FPGA: n tai mikro-ohjaimen kautta, johon ne on kytketty.

Ominaisuudet

potentiometrin ominaisuudet Sisällytä seuraavat.

• Se on erittäin tarkka, koska se toimii arviointitekniikan eikä taivutustekniikan avulla tunnistamattomien jännitteiden määrittämiseksi.
• Se määrittää muuten nollatasapisteen, joka ei tarvitse voimaa ulottuvuudelle.
• Potentiometri toimii vapaasti lähteen vastuksesta, koska virtaa ei ole koko potentiometrissä, koska se on tasapainossa.
• Tämän potentiometrin pääominaisuudet ovat erottelukyky, kartio, merkintäkoodit ja hyppy / hyppy-vastus

Potentiometrin herkkyys

Potentiometrin herkkyys voidaan määritellä pienimmäksi potentiaalimuutokseksi, joka lasketaan potentiometrin avulla. Sen herkkyys riippuu pääasiassa potentiaalisesta kaltevuusarvosta (K). Kun potentiaaligradientin arvo on pieni, potentiometrin laskema potentiaaliero on pienempi ja potentiometrin herkkyys on suurempi.

Joten tietyllä mahdollisella eroavuudella potentiometrin herkkyys voi kasvaa potentiometrin pituuden kasvun myötä. Potentiometrin herkkyyttä voidaan lisätä myös seuraavista syistä.

• Lisäämällä potentiometrin pituutta
• Pienentämällä virran virtausta piirissä reostaatin läpi
• Molemmat tekniikat auttavat vähentämään potentiaaligradientin arvoa ja lisäämään resistiivisyyttä.

Potentiometrin ja volttimittarin välinen ero

Potentiometrin ja volttimittarin tärkeimpiä eroja käsitellään vertailutaulukossa.

Reostaatti vs. potentiometri

Suurimmat erot reostaatin ja potentiometrin välillä on esitetty vertailutaulukossa.

Jännitteen mittaus potentiometrillä

Jännitteen mittaus voidaan tehdä piirin potentiometrillä on hyvin yksinkertainen käsite. Piirissä reostaatti on säädettävä ja virran virta vastuksen läpi voidaan säätää siten, että jokaiselle vastuksen yksikön pituudelle voidaan laskea tarkka jännite.

Nyt meidän on kiinnitettävä haaran yksi pinta vastuksen alkuun, kun taas toinen pää voidaan liittää kohti vastuksen liukukosketinta galvanometrillä. Joten nyt meidän on siirrettävä liukukosketin vastuksen yli, kunnes galvanometri näyttää nollan taipuman. Kun galvanometri saavuttaa nollatilansa, meidän on otettava huomioon vastuslukeman sijaintilukema ja sen perusteella voimme löytää piirin jännitteen. Parempaa ymmärtämistä varten voimme säätää jännitettä vastuksen jokaiselle yksikön pituudelle.

Edut

potentiometrin edut Sisällytä seuraavat.

• Ei ole mahdollisuutta saada virheitä, koska se käyttää nollan heijastusmenetelmää.
• Standardointi voidaan tehdä käyttämällä normaalia solua suoraan
• Sitä käytetään mittaamaan pieniä emf-arvoja erittäin herkkien aineiden vuoksi
• Vaatimuksen perusteella potentiometrin pituutta voidaan lisätä tarkkuuden saamiseksi.
• Kun potentiometriä käytetään piirissä mittaamiseen, se ei ota virtaa.
• Sitä käytetään mittaamaan solun sisäinen vastus sekä vertaamaan e.m.f. kahdesta kennosta, mutta jännitemittaria käyttämällä se ei ole mahdollista.

Haitat

potentiometrin haitat Sisällytä seuraavat.

• Potentiometrin käyttö ei ole kätevää
• Potentiometrilangan poikkipinta-alan tulisi olla yhtenäinen, joten se ei ole käytännössä mahdollista.
• Kokeilun aikana langan lämpötilan tulisi olla vakaa, mutta tämä on vaikeaa nykyisen virtauksen vuoksi.
• Tämän tärkein haittapuoli on, että se tarvitsee valtavan voiman pyyhin- tai liukukoskettimiensa siirtämiseen. Pyyhkimen liikkeen takia on eroosiota. Joten se lyhentää anturin elämää
• Kaistanleveys on rajoitettu.

Potentiometrin ohjainkenno

Potentiometriä käytetään jännitteen mittaamiseen arvioimalla potentiometrin resistanssin mittausjännite jännitteellä. Joten potentiometrin käyttöä varten on oltava jännitelähde, joka on liitetty potentiometrin piiriin. Potentiometriä voidaan käyttää jännitteen lähteellä, jonka kennosta saadaan nimeltään ohjainkenno.

Tätä kennoa käytetään virran toimittamiseen koko potentiometrin vastuksessa. Potentiometrin vastus ja nykyinen tulo tarjoavat laitteen täydellisen jännitteen. Joten tätä jännitettä voidaan säätää muuttamaan potentiometrin herkkyyttä. Yleensä tämä voidaan tehdä säätämällä virtaa läpi koko vastuksen. Reostaatti on kytketty kuljettajan soluun sarjaan.

Virran virtausta koko vastuksessa voidaan säätää reostaatilla, joka on kytketty kuljettajakennoon sarjaan. Joten kuljettajakennon jännitteen on oltava parempi verrattuna mitattuun jännitteeseen.

Potentiometrien sovellukset

Potentiometrin sovellukset sisältävät seuraavat.

Potentiometri jännitteenjakajana

Potentiometriä voidaan käyttää kuten jännitteenjakaja manuaalisesti säädettävän lähtöjännitteen saamiseksi liukusäätimestä kiinteästä tulojännitteestä, joka syötetään potentiometrin kahden pään yli. Nyt RL: n kuormitusjännite voidaan mitata

Jännitteenjakajan piiri

VL = R2RL. VS / (R1RL + R2RL + R1R2)

Ääniohjaus

Liukupotentiometrit, yksi yleisimmistä nykyaikaisen pienitehoisten potentiometrien käyttötavoista, ovat äänenohjauslaitteina. Sekä liukupotteja (fadereita) että pyöriviä potentiometrejä (nuppeja) käytetään säännöllisesti taajuusvaimennukseen, äänenvoimakkuuden säätämiseen ja audiosignaalien erilaisiin ominaisuuksiin.

Televisio

Potentiometrejä käytettiin kuvan kirkkauden, kontrastin ja värivasteen säätämiseen. Potentiometriä käytettiin usein 'pystysuoran pidon' säätämiseen, mikä vaikutti vastaanotetun kuvasignaalin ja vastaanottimen sisäisen pyyhkäisypiirin väliseen synkronointiin ( monivärähtelijä ).

Anturit

Yksi yleisimmistä sovelluksista on siirtymän mittaaminen. Liikkuvan rungon siirtymän mittaamiseksi on kytketty potentiometrissä olevaan liukuelementtiin. Rungon liikkuessa myös liukusäätimen sijainti muuttuu vastaavasti, joten kiinteän pisteen ja liukusäätimen välinen vastus muuttuu. Tämän vuoksi myös näiden pisteiden välinen jännite muuttuu.

Vastuksen tai jännitteen muutos on verrannollinen kehon siirtymän muutokseen. Siten jännitteen muutos osoittaa ruumiin siirtymisen. Tätä voidaan käyttää sekä siirtymän että rotaation siirtymän mittaamiseen. Koska nämä potentiometrit toimivat vastusperiaatteella, niitä kutsutaan myös resistiivisiksi potentiometreiksi. Esimerkiksi akselin kierto voi edustaa kulmaa, ja jännitteenjakosuhde voidaan tehdä verrannolliseksi kulman kosiniin.

Näin ollen kyse on kaikesta yleiskatsaus siitä, mikä on potentiometri , pinout, sen rakenne, erityyppiset, kuinka valita, ominaisuudet, erot, edut, haitat ja sovellukset. Toivomme, että olet saanut paremman käsityksen näistä tiedoista. Lisäksi kaikki tätä käsitettä koskevat kyselyt tai sähkö- ja elektroniikkaprojektit , anna arvokkaat ehdotuksesi kommentoimalla alla olevassa kommenttiosassa. Tässä on kysymys sinulle, mikä on pyörivän potentiometrin tehtävä?