Типы потенциометров: полное руководство по выбору и применению

Что такое потенциометр?

Существует огромная вероятность, что первым электронным компонентом, который вы видели, был резистор. Вы знаете этот цветной бусинообразный компонент с тонкими проводниками. Да, это резисторы. Резисторы — это инструменты для измерения сопротивления потоку электричества в проводе или проводнике.

Существует разные типы резисторов: SMD-резисторы, переменные резисторы, углеродные, металлопленочные, полупроводниковые и никелевые. Данная статья посвящена конкретному типу резистора — переменному резистору, также известному как потенциометр. Мы рассмотрим типы потенциометров, их применение, важность и другие важные детали.

Потенциометры

Характеристики потенциометров

Ниже приведены основные характеристики:

Характеристика (Taper):

Это одна из главных особенностей потенциометра. Она помогает эффективно использовать его и выбирать идеальное применение или подходящее устройство. Эта характеристика лучше известна как «характеристика потенциометров» или «законы потенциометров» и представляет собой соотношение между сопротивлением и положением движка. Как инженер, вы можете обнаружить, что это соотношение принимает линейный, логарифмический или антилогарифмический формат при построении графика.

Двойной потенциометр

Маркировочные коды:

Они указывают максимальное сопротивление, которое может достичь потенциометр. Это помогает инженерам принимать взвешенные решения при выборе. Поэтому производители обычно наносят маркировочные коды. Таким образом, потенциометр, помеченный как 100K, может достичь сопротивления только 100 кОм. Кроме того, маркировочный код также служит индикатором характеристики потенциометра. Однако в этом случае коды отличаются и означают разные вещи в зависимости от региона пользователя.

Разрешающая способность (Resolution):

Это просто минимальное изменение сопротивления, которое можно получить в потенциометре. Например, если вы видите потенциометр с сопротивлением 50 кОм и разрешением 10, это означает, что минимальное изменение сопротивления составляет 10 Ом. Кроме того, это значит, что наименьшее изменение сопротивления будет кратным десяти: 10 Ом, 20 Ом, 30 Ом и так далее.

Сопротивление «прыжков» контакта (Hop On Hop Off Resistance):

Во-первых, это касается поведения движка в потенциометре. В потенциометре вы найдете резистивный материал между двумя выводами, сделанными из металлов с низким сопротивлением. В результате низкого сопротивления обычно происходит резкое изменение сопротивления всякий раз, когда движок входит в область между двумя выводами или выходит из нее. Это действие движка технически называется «сопротивлением прыжков контакта».

Как работает потенциометр?

Потенциометр использует три вывода. Для использования нужно подключить три вывода к цепи следующим образом: два фиксированных вывода соединяются с концами резистивной дорожки, а последний вывод — с движком. Два фиксированных вывода — это область, получающая входное напряжение, а выходное напряжение выходит через первый вывод и вывод, подключенный к движку.

Типы потенциометров

Здесь мы сосредоточимся на потенциометрах, основанных на их принципе действия. В этой категории есть три типа: вращающийся потенциометр, цифровой потенциометр и линейный потенциометр.

Вращающийся потенциометр (Rotary Potentiometer)

Помните ручку регулировки громкости на стереоплеере? Поворачивая ручку в любую сторону, вы можете увеличить или уменьшить громкость. Именно так работает вращающийся потенциометр. Он подает регулируемое напряжение питания на электронные и электрические цепи, преобразуя свое круговое движение в переменное сопротивление.

В этом типе потенциометра вы найдете два контакта, расположенных в полукруге с равномерным сопротивлением. Третий вывод — это движок, соединенный с вращающейся ручкой. Когда вы двигаете ручку, движок также движется по резистивной дорожке, изменяя сопротивление потенциометра.

Регулировочные ручки различных версий

Существует много типов вращающихся потенциометров: однократные, двухканальные, многооборотные, сервопотенциометры и потенциометры с концентрическими валами.

Линейный потенциометр (Linear Potentiometer)

Линейный потенциометр работает точно так же, как вращающийся, за исключением того, что он использует линейное движение вместо вращательного для обеспечения переменного сопротивления. Однако линейные потенциометры наилучшим образом применяются для измерения внутреннего сопротивления батарейного элемента или сравнения эталонного элемента с батарейным.

Переменные резисторы

Существуют разные типы: линейные слайдерные потенциометры, многооборотные слайдеры, двухканальные слайдеры и моторизированные фейдеры.

Цифровой потенциометр (Digital Potentiometer)

Последние два типа, описанные выше, являются механическими потенциометрами. Поэтому они имеют проблемы, такие как вариации точности. Также у механических потенциометров есть другие проблемы: влажность, размер, механический износ, загрязнение движка, чувствительность к вибрациям и дрейф сопротивления.

Электронная плата с потенциометром

С цифровым потенциометром вам не нужно беспокоиться о точности измерений или других проблемах.

Примечание: Разные типы потенциометров можно классифицировать по двум основным факторам: материалам, используемым для их изготовления, и их принципу работы. По материалу выпуска существуют многочисленные типы: углеродные, металлопленочные, из электропроводящего пластика и кермет.

Символ потенциометра

Символ потенциометра

Источник: Wikipedia Commons

Символ потенциометра очень похож на символ резистора. Он состоит из символа резистора со стрелкой, обозначающей движок, указывающей на резистор.

Схема цифрового потенциометра

источник: https://www.electroschematics.com

На схеме выше показан цифровой потенциометр типа X9CMME с оптическим индикатором, задержкой изменения частоты и двумя элементами управления, обозначенными S1 и S2. Когда вы открываете оптические индикаторы, два резистора R8 и R9 удерживают выходное напряжение для элемента NAND IC2D и входного напряжения U/D микросхемы IC1.

Применение потенциометров

Потенциометр имеет множество применений в электрической цепи и в механизмах.

• Во-первых, потенциометр позволяет измерять электродвижущую силу или сопротивление в элементе.
• Также он функционирует как регулируемый делитель напряжения в электронной цепи.
• Кроме того, существует аудиоприменение потенциометра в телевизоре или радиоприемнике как средство регулировки громкости, абсолютной линейности или тона.
• Наконец, существуют также силовой применения потенциометров, особенно в механизмах.

Номинальные значения потенциометров

Одной из особенностей потенциометра является его переменное напряжение и способность удерживать множественные значения сопротивления. Для уменьшения сложности схемы производители сокращают значение сопротивления потенциометра до кратных 10, 20, 22, 25, 47 и 50. В результате, некоторые популярные значения потенциометров: 10 кОм, 1 кОм, 5 кОм и 100 кОм.

Недостатки цифрового потенциометра

• Вариация температуры влияет на его внутреннее сопротивление
• Отсутствие ручки делает его менее удобным для пользователя, чем другие типы
• Нельзя использовать для больших величин тока

Преимущества цифрового потенциометра

• Во-первых, он использует цифровой интерфейс
• Затем, он обеспечивает широкое разрешение
• Также он отлично работает в суровых условиях
• Кроме того, он переносной и легкий
• Наконец, он обеспечивает более высокую надежность, чем механические типы.

Резюме

Потенциометр — это важный электронный компонент, который инженеры используют для измерения внутреннего сопротивления в батарейном элементе, среди других применений. Данная статья является полным руководством по работе потенциометров. По дополнительным вопросам и запросам, пожалуйста, свяжитесь с нами.