پتانسیلومتر چیست؟
پتانسیلومتر ، مخفف به عنوان "گلدان" ، مقاومت با مکانیسم تنظیم مکانیکی است که می تواند برای مقدار مقاومت آن به صورت دستی تنظیم شود. مقاومت خود یک مقدار مقاومت ثابت را فراهم می کند که برای جلوگیری یا محدود کردن جریان جریان در مدار استفاده می شود. جوهر پتانسیلومتر یک مقاومت متغیر است.
اصل کار یک پتانسیلومتر تنظیم ولتاژ خروجی از طریق تقسیم ولتاژ و اندازه گیری دقیق (یعنی "اندازه گیری") پتانسیل است که منشأ نام "پتانسیلومتر" است. سیگنال خروجی که آنها تولید می کنند متناسب با موقعیت فیزیکی برس بر روی عنصر مقاومت است و به عنوان یک عنصر منفعل ، پتانسیلومتر می تواند بدون منبع تغذیه اضافی یا مدار کار کند.
تاریخچه مختصری از پتانسیلومترها
در برابر زمینه توسعه سریع در تحقیقات و توسعه قدرت در اوایل قرن نوزدهم ، بسیاری از افراد شروع به کشف روش های کنترل میزان برق در دستگاه ها یا مدارها کردند. مفهوم پتانسیلومتر تا سال 1841 پیشنهاد نشده است. در سال 1872 ، توماس ادیسون اولین پتانسیلومتر کربن عملی را اختراع کرد.
پتانسیلومترهای مدرن دارای حجم و دقت بیشتری هستند و با توجه به نیازهای کاربردی در انواع مختلف و فرم های بسته بندی قرار می گیرند. آنها به طور گسترده ای برای تنظیم روشنایی ، حجم ، سیگنال های صوتی و همچنین روشنایی و رنگ ویدیویی و رنگ مورد استفاده قرار می گیرند و همچنین می توانند به عنوان سنسور موقعیت استفاده شوند.
پتانسیلومتر چگونه کار می کند؟
اصل کار داخلی پتانسیلومتر دوار
مقاومت یک شی به چندین عامل بستگی دارد که یکی از آنها طول آن است. هنگامی که ماده و مقطع یکسان هستند ، مقاومت یک شی با طول 10 سانتی متر نیمی از یک شی با طول 20 سانتی متر است. پتانسیلومتر از این اصل استفاده می کند. با تنظیم موقعیت خطی یا چرخشی تماس کشویی بر روی عنصر مقاومت یکنواخت ، پتانسیلومتر می تواند طول مسیر جریان را تغییر دهد و در نتیجه خروجی را تنظیم کند.
ولتاژ ورودی برای کل عنصر مقاومت اعمال می شود ، در حالی که ولتاژ خروجی افت ولتاژ بین عنصر مقاومت ثابت و تماس کشویی است. موقعیت تماس کشویی ولتاژ ورودی اعمال شده به مدار را تعیین می کند.
با توجه به نیاز به از بین بردن قدرت ورودی ، از پتانسیلومترها به ندرت برای کنترل قدرت بیش از 1 وات استفاده می شود ، زیرا قدرت بیش از حد می تواند منجر به گرمایش غیرقابل قبول شود. در مقابل ، پتانسیلومترها با تنظیم سیگنال های آنالوگ ، اجزای دیگر را کنترل می کنند. به عنوان مثال ، یک تنظیم کننده نور ساده از یک پتانسیلومتر برای کنترل سه تریستور دو طرفه ترمینال (TRIAC) برای تنظیم روشنایی نور استفاده می کند.
انواع پتانسیلومترها
پتانسیلومترها عمدتاً به دو دسته تقسیم می شوند: پتانسیلومتر آنالوگ و پتانسیومترهای دیجیتال.
پتانسیلومتر آنالوگ: با کار دستی اجزای مکانیکی ، معمولاً به دو شکل ، خروجی را کنترل کنید: خطی و دوار
پتانسیومتر چرخشی: با چرخاندن یک دستگیره یا شافت ، مقاومت و خروجی قابل تغییر است. نسخه Shaftless از پیچ گوشتی برای تنظیم استفاده می کند ، که معمولاً به عنوان اصلاح کننده گفته می شود.
پتانسیلومتر خطی: مقاومت را با کشویی تغییر می دهد ، مناسب برای برنامه هایی که نیاز به یک رابطه خطی دارند.
پتانسیلومتر دیجیتال: بدون نیاز به عملکرد مکانیکی ، خروجی را از طریق سیگنال های دیجیتال تنظیم می کند. این مقاله به بحث در مورد پتانسیل سنجهای آنالوگ می پردازد.
انواع دیگر پتانسیومترهای آنالوگ
با توجه به الزامات کاربردی ، پتانسیلومترهای آنالوگ نیز شامل زیرگروه های زیر هستند:
از پیش تنظیم و تنظیم کننده ها: اجزای نصب شده با برد مدار کوچک که برای اشکال زدایی و کالیبراسیون استفاده می شود.
پتانسیومتر دوتایی: ترکیب دو پتانسیلومتر در یک محور واحد می تواند همزمان دو سیگنال را تنظیم کند.
پتانسیلومتر سروو: پتانسیلومتر متصل به یک شافت چرخان (مانند موتور) برای تشخیص موقعیت.
پتانسیومتر لگاریتمی: مقاومت از نظر لگاریتمی تغییر می کند و معمولاً برای تنظیم حجم استفاده می شود.
پتانسیلومتر کواکسیال: دو پتانسیلومتر دوار برای کنترل چند منظوره به صورت همزمان نصب می شوند.
کشویی پتانسیومتر: مقاومت را با کشویی ، مناسب برای میکسرها یا تسویه حساب تنظیم می کند.
پتانسیلومتر کشویی برقی: توسط یک موتور DC کوچک هدایت می شود ، برای کنترل اتوماسیون استفاده می شود.
تک نوبت و چند نوبت پتانسیلومتری: به ترتیب برای برنامه های معمولی و با دقت بالا مناسب است.
تفاوت بین پتانسیومترها و روومتر
پتانسیلومترها سه مؤلفه ترمینال هستند که معمولاً برای کنترل ولتاژ استفاده می شوند. واریستور دو مؤلفه ترمینال است که برای کنترل فعلی استفاده می شود. با جدا کردن یک انتها می توان از پتانسیلومتر به عنوان یک مقاومت متغیر استفاده کرد. واریستورها عمدتاً مقاومتهای زخم سیم با قدرت بالا برای کنترل جریان زیاد لامپ ها یا موتورها هستند.
رمزگذار پتانسیومتر و روتاری
رمزگذار چرخشی جابجایی زاویه ای شافت را به یک سیگنال دیجیتال تبدیل می کند ، که از نظر ساختار و هدف از پتانسیلومترها متفاوت است. پتانسیلومترها دستگاههای آنالوگ هستند که به راحتی تنظیم می شوند ، در حالی که رمزگذارهای دوار دستگاه های دیجیتالی با دقت بالا هستند اما برای ترجمه سیگنال ها به مدار اضافی احتیاج دارند.
پارامترهای عملکرد پتانسیلومترها
مقاومت: مقدار مقاومت کل پتانسیلومتر.
قدرت امتیاز: حداکثر قدرت قابل تحمل.
وضوح: دقت به حرکت برس بستگی دارد.
سر و صدای کشویی: سر و صدای الکتریکی ایجاد شده توسط تماس داخلی.
ضریب دما: میزان تغییر مقاومت با دما.
طول عمر مکانیکی: تعداد چرخه ها.
مزایا و مضرات پتانسیلومترها
این مزایا شامل طراحی ساده ، کم هزینه ، عملکرد مناسب و طیف گسترده ای از مقادیر مقاومت است. این مضرات پهنای باند محدود ، سایش آسان و پارگی و تولید احتمالی سر و صدای الکتریکی است.
برنامه های مشترک
همانطور که قبلاً ذکر شد ، پتانسیلومترها معمولاً در دستگاه های صوتی و تصویری یا سیستم ها برای کنترل پارامترهایی مانند حجم ، روشنایی ، کنتراست و رنگ مورد استفاده قرار می گیرند. آنها همچنین می توانند برای اندازه گیری ولتاژ در تجهیزات تست و همچنین سنجش موقعیت در سیستم های کنترل فرآیند و اتوماسیون استفاده شوند. انعطاف پذیری پتانسیلومترها و پتانسیل آنها به عنوان مقاومت متغیر نه تنها آنها را در این برنامه های متداول محدود می کند ، بلکه تقریباً در تمام برنامه های آنالوگ و بسیاری از برنامه های دیجیتال گسترش می یابد. تا زمانی که لازم باشد که به طور فعال مدار را کنترل کنید یا از مدار بازخورد دریافت کنید ، از پتانسیلومترها می توان به عنوان یک راه حل جایگزین استفاده کرد.
خلاصه کردن
پتانسیلومتر وسیله ای نسبتاً ساده است که از فناوری بالغ برای دستیابی به کنترل ولتاژ یا توابع اندازه گیری در دستگاه ها و سیستم های مختلف الکترونیکی یا الکتریکی استفاده می کند. آنها همچنین می توانند حرکت دقیق یا چرخشی را با دقت حس و اندازه گیری کنند.
