Функциональная_характеристика_переменных_резисторов

Функциональная_характеристика_переменных_резисторов

11.1.3. Основные электрические параметры и характеристики резисторов

Номинальная мощность и предельное напряжение

Под номинальной мощностью понимается наибольшая мощность, которую резистор может

рассеивать в заданных условиях в течение гарантированного срока службы (наработки) при сохранении параметров в установленных пределах.

Номинальную мощность устанавливают расчетным путем, исходя из выбранных материалов и конструкции, и подтверждают длительными испытаниями при различных значениях температуры среды и электрической нагрузки.

Рабочее напряжение, при котором резистор может работать, не должно превышать значения, рассчитанного ис­ходя из номинальной мощности и номинального сопротивления по формуле. Однако при выборе рези­сторов с большим номинальным сопротивлением (сотни килоом, единицы мегаом) это напряжение может достигать больших значений и в некоторых случаях приводить к пробою. Поэтому для каждого типа резистора с учетом его конструкции, размеров и обеспечения длительной работоспособности устанавливается предельное рабочее напряже­ние Uпред. Оно ограничивается в основном тепловыми процессами в токопроводящем элементе и электрической проч­ностью резистора.

Номинальное сопротивление и допуск

Номинальное сопротивление — электрическое сопротивление, значение которого обозна­чено на резисторе или указано в нормативной документации и которое является исходным для отсчета отклонений от этого значения. Диапазон номинальных сопротивлений установлен для резисторов: постоянных от долей ома до еди­ниц тераом; переменных проволочных от 0,47 Ом до 1 МОм; переменных непроволочных от 1 Ом до 10 МОм. В технически обоснованных случаях допускается отклонение от указанных пределов. Для постоянных резисторов уста­новлено шесть рядов: Е6; Е12; Е24; Е48; Е96; Е192, а для переменных резисторов установлен ряд Е6. Кроме того, допускается использовать ряд ЕЗ. Цифра после буквы Е указывает число номинальных значений в каждом десятичном интервале (табл. 11.1.3.) Например, по ряду Е6 номинальные сопротивления в каждой декаде должны соответство­вать числам 1; 1,5; 2,2; 3,3; 6,8 или числам, полученным умножением или делением этих числе на 10", где п — целое положительное или отрицательное число.

Для прецизионных и сверхпрецизионных резисторов с допусками +0,01; ±0,005; +0,002; ±0,001% номинальные сопротивления устанавливаются из ряда, полученного умножением чисел 1, 2, 3, 4, 5, 8, 9 на 10", где п — целое положительное число от 1 до 6.

Действительные значения сопротивлений резисторов вследствие погрешностей изготовления могут отличаться от номинальных. Разница между номинальным и действительным сопротивлением, выраженная в процентах по отноше­нию к номинальному сопротивлению, называется допускаемым отклонением от номинального сопротивления или, кратко, допуском. Установлен ряд допусков: +0,001; ±0,002; ±0,005; ±0,01; ±0,02; ±0,05; ±0,1; ±0,2; ±0,5; ±1; ±2; +5; +10; ±20; ±30%

Переменные резисторы, кроме номинального сопротивления, характеризуются следующими параметрами:

полное сопротивление — электрическое сопротивление, измеренное между крайними выводами резистивного эле­мента, оно совпадает с номинальным;

установленное сопротивление — электрическое сопротивление, измеренное между одним из выводов резистивно­го элемента и выводом, подвижного контакта;

минимальное сопротивление — электрическое сопротивление, измеренное между выводом подвижного контакта и любым; выводом резистивного элемента при таком положении вала, когда получается наименьшее сопротивление;

сопротивление дополнительного отвода — электрическое сопротивление между крайним выводом резистивного элемента и выводом дополнительного отвода;

переходное сопротивление (контактное сопротивление) — электрическое сопротивление между резистивным элементом и подвижным контактом;

для резисторов с выключателем введено понятие "сопротивление контактов выключателя" — электрическое сопро­тивление замкнутой контактной пары, состоящее из сопротивления контакт деталей и переходного сопротивления контакта;

начальный скачок — резкое изменение сопротивления при перемещении подвижной системы от упора (а для рези­сторов с выключателем от положения "включено") до начала плавного изменения сопротивления;

сопротивление изоляции — электрическое сопротивление между токоведущими частями и корпусом,

Разбаланс сопротивления многоэлементного переменного резистора — это отноше­ние выходного напряжения, снимаемого с одного резистора к соответствующему напряжению, снимаемому с другого резистора, при перемещении их подвижной системы и одинаковом питающем напряжении на выводах резистивного элемента. Причина разбаланса — технологический разброс секций. Разбаланс оценивается в децибелах. Для рези­сторов общего назначения с линейной характеристикой допускается разбаланс до 3 дБ, для резисторов с нелинейной характеристикой — до 6 дБ.

Износоустойчивость — способность резистора сохранять свои параметры при многократ­ных перемещениях подвижной системы. При вращении подвижной системы изнашивается подвижной контакт и резистивный слой. Для уменьшения износа следует уменьшать контактное давление, однако при этом возрастают шумы вращения.

Температурный коэффициент сопротивления

Температурным коэффициентом сопротивления (ТКС) называется величина, характеризу­ющая относительное изменение сопротивления на один градус Кельвина или Цельсия. ТКС характеризует обратимое изменение сопротивления реэистивного элемента вследствие изменения температуры окружающей среды или изме­нения электрической нагрузки. Чем меньше ТКС, тем лучшей температурной стабильностью обладает резистор.

На практике пользуются средним значением температурного коэффициента сопротивления, который определяется в интервале рабочих температур. Значения ТКС прецизионных резисторов лежал в пределах от единиц до 100-10

6 1/°С, а резисторов общего назначения — от десятков до +2000-10

функциональная характеристика переменных резисторов.

Функциональная характеристика определяет зависимость сопротивления переменного ре­зистора или напряжения от положения подвижного контакта. По характеру функциональной зависимости переменные резисторы делятся на линейные — типа А и нелинейные -типов Б, В, И, Ей др. (рис. 11.1.2). Наиболее распростра­ненные зависимости — логарифмические (Б) и обратнологарифмические (В). Резисторы с такими зависимостями

поименяются для оегулиоовок гтюмкости и тем-

применяются для регулировок громкости и тем­бра звука, яркости свечения индикаторов и т. п. Встречаются резисторы с характеристиками типа И или Е, а также с синусными, косинус­ными зависимостями, используемые в устрой­ствах автоматики и вычислительной техники.

Отклонения от заданной кривой определя­ются допусками (границами). Для переменных резисторов общего назначения эти границы ус­танавливаются в пределах 2-20%, а для пре­цизионных — в пределах 0,05-1%. Отклонение от функциональной зависимости может иметь скачкообразный характер, в результате чего нарушается плавность регулирования. Причи­нами таких отклонений могут быть неоднород­ность и дефекты проводящего элемента и по­движного контакта, а также наличие начально­го скачка и минимального сопротивления.

Указания по выбору и правильному применению резисторов

Надежность резисторов ов многом определяется правильным выбором нужного типа рези­стора при проектировании аппаратуры и использовании их в режимах, не превышающих допустимые. Для правиль­ного выбора резисторов необходимо на основе требований к аппаратуре проанализировать условия работы каждого резистора и определить: ,

эксплуатационные факторы (интервал рабочих температур, относительную влажность окружающей среды, атмос­ферное давление, механические нагрузки и др.);

значения параметров и их допустимые изменения в процессе эксплуатации (номинальное сопротивление, допуск, сопротивление изоляции, шумы, вид функциональной характеристики переменных резисторов, ТКС и др.);

допустимые режимы и рабочие электрические нагрузки (мощность, напряжение, частота, параметры импульсного режима и т. д.);

показатели надежности, долговечности и сохраняемости;

конструкцию резисторов, способ монтажа, габаритные размеры и массу.

В целях повышения надежности и долговечности резисторов во всех возможных случаях следует использовать их при менее жестких нагрузках и в облегченных режимах по сравнению с допустимыми.

Указания по монтажу и креплению. Применяемые способы монтажа и крепления рези­сторов должны обеспечить необходимую механическую прочность, надежный электрический контакт и исключение ре­зонансных явлений во время воздействия вибрационных нагрузок. В зависимости от конструктивного исполнения и условий эксплуатации резисторы могут крепиться на монтажные стойки, платы, панели, шасси и колодки с помощью винтов, шпилек, хомутов, скоб, держателей, а также путем приклейки, заливки, пайки за выводы. Примеры крепле­ния приведены на рис. 11.1.3. и 11.1.4. Клей и компаунды для приклеивания и заливки должны обеспечивать хорошую теплопроводность, адгезию и нетоксичность к покрытиям резисторов. Крепежные приспособления не должны повреж­дать корпус и защитные покрытия резисторов. Устройства для крепления не должны ухудшать условий теплоотвода.

Читайте также:  Резиновое_покрытие_для_спортивной_площадки_на_улице

Контактирование выводов резисторов с другими элементами производится обычно пайкой. Пайку следует произ­водить бескислотными флюсами, при этом не должно происходить опасного перегрева выводных узлов резистора. Допускается пайка выводов на расстояниях от корпуса меньших, чем указано в нормативной документации, при за-

щите контактного узла от перегрева и повреждений с помощью теплоотводов, а также одноразовый изгиб проволоч­ных и лепестковых выводов при условии защиты контактного узла от повреждений в момент изгиба. Радиус изгиба выводов должен быть не менее полуторного диаметра проволочного вывода или полуторной толщины ленточного вы­вода. Не разрешается использовать лепестковые выводы резисторов для припайки к ним других деталей.

С целью повышений плотности монтажа аппаратуры разрешается вертикальная ус­тановка малогабаритных резисторов на печатных платах (рис. 11.1.6). При плотном монтаже резисторов ухудшается их теплообмен, поэтому следует уделять большое внимание правильному выбору электрических режимов и отводу тепла от резисторов. Для этого необходимо обеспечить надежный тепловой контакт резисторов, имеющих металлический кожух или корпус, с монтажной платой, панелью, шасси; располагать резисторы дальше от других тепловыделяющих элементов; располагать резисторы большой мощности ближе к периферии узла, блока; применять принудительное охлаж­дение. Электрическую нагрузку при плотном монтаже рекомендуется устанавливать не более 0,7 от номинальной.

Защита от воздействия механических нагрузок. Максимальная нагрузка на ре­зистор достигается при резонансе, когда частота вибрации равна частоте собственных колебаний.

Если за счет изменения длины выводов невозможно избежать резонансных явлений, то следует применить дополнительные способы крепления (механические держа­тели, приклейку, заливку). При этом открытые резистивные элементы должны быть предварительно защищены. Пе­ред заливкой переменных подстрочных резисторов должно быть установлено требуемое сопротивление и приняты меры к исключению попадания заливочных материалов на контактную дорожку резистивного элемента.

При недостаточной собственной защите резисторов от влаги применяется дополнительная защита их в составе аппаратуры: герметизация блоков или всей аппаратуры, заливка в блоках влагозащитными компаундами, снижение относительной влажности в помещениях, где находится и работает аппаратура.

Указания по применению резисторов при повышенном давлении воздуха и пони­женном атмосферном давлении. Повышенное (до 3 атм.) давление воздуха не влияет на работоспособность рези­сторов. При пониженном атмосферном давлении из-за уменьшения электрической прочности воздуха необходимо

снижать рабочее напряжение на резисторах, не допускать близкого расположения токоведущих частей от шасси ап­паратуры и образования остроконечных наплывов припоя при монтаже, особенно у высоковольтных резисторов.

Во избежание перегрева за счет ухудшения теплоотвода в условиях пониженного атмосферного давления у рези­сторов с большими удельными мощностями рассеяния необходимо снижать электрическую нагрузку до значений, указанных в нормативной документации.

Переменные резисторы

Все электронные компоненты делятся на два класса активные и пассивные. К классу пассивных относятся резисторы.

Резисторы относятся к наиболее распространенным деталям радиоэлектронной аппаратуры. На их долю приходится от 20 до 45%, т. е. почти до половины общего количества радиодеталей в устройстве. Напомним основные теоретические положения.

Принцип работы резистора.

Принцип работы резисторов основан на использовании свойства материалов оказывать сопротивление протекающему току. Функция резисторов — это регулирование и распределение электрической энергии между цепями и элементами схем.

В зависимости от выполняемых функций различают:

  • резисторы постоянные, с фиксированной при изготовлении величиной сопротивления,
  • и переменные резисторы, величина сопротивления которых может быть изменена путем перемещения подвижного контакта.

Известны два способа включения переменных резисторов в схему: потенциометрический и реостатный.

Под "потенциометром " понимают переменный резистор, предназначенный для работы в потенциометрической схеме.

На практике широкое распространение получили оба способа, используемые в равной мере. Производитель и поставщик электронных компонентов заранее не может знать, в какой именно схеме будет использоваться его изделие.

Напомним, что термин "потенциометр", имеет два совершенно различные значения:

1. электроизмерительный компенсатор, прибор для определения ЭДС или напряжений компенсационным методом измерений.

С использованием мер сопротивления потенциометр может применяться для измерения тока, мощности и др. электрических величин, а с использованием соответствующих измерительных преобразователей — для измерения различных неэлектрических величин: температуры, давления, состава газов ( со-потенциометр обратной связи представляет собой резистивный делитель напряжения, с включенными последовательно резистором и потенциометром между входным контактом контроллера и заземлением), плотности.

Различают потенциометры постоянного и переменного тока.

В потенциометре постоянного тока измеряемое напряжение сравнивается с эдс нормального элемента. Поскольку в момент компенсации ток в цепи измеряемого напряжения равен нулю, измерения производятся без отбора мощности от объекта измерения. Точность измерений при помощи таких потенциометров достигает 0,01%, а иногда и выше.

В электронных автоматических потенциометрах, как постоянного, так и переменного тока измерения напряжения выполняются автоматически; при этом компенсация измеряемого напряжения осуществляется посредством исполнительного механизма (электродвигателя), перемещающего соответствующие движки на сопротивлениях (реохордах) потенциометра.

Исполнительный механизм управляется напряжением небаланса (разбаланса) — разностью между компенсируемым и компенсирующим напряжениями.

Результаты измерений в электронных автоматических потенциометрах выводятся в цифровой форме, что позволяет вводить полученные данные непосредственно в ЭВМ. Помимо измерений, электронные автоматические потенциометры могут выполнять функции регулирования параметров производственных процессов.

В этом случае движок реохорда устанавливают в определённое положение, задающее, например, требуемую температуру объекта регулирования, а напряжение небаланса потенциометры подают на исполнительный механизм, соответственно увеличивающий (уменьшающий) электрический нагрев или регулирующий поступление горючего.

Цифровые потенциометры являются надежной альтернативой механическим потенциометрам и превосходят их по прочности конструкции, точности разрешения, низкому уровню шумов, а также по возможности дистанционного управления.

Конструктивно потенциометры выполнены в виде цепи последовательно соединенных резисторов с управлением токосъема посредством внешнего интерфейса. Выпускаются устройства с линейной или логарифмической зависимостью сопротивления от положения движка. Также, в корпусе микросхемы может быть интегрировано до шести цифровых потенциометров.

2. Делитель напряжения с плавным регулированием сопротивления, устройство (в простейшем случае в виде проводника с большим омическим сопротивлением, снабженного скользящим контактом), при помощи которого на вход электрической цепи может быть подана часть данного напряжения.

Такие делители напряжения применяются в радиотехнике и электротехнике, в аналоговой вычислительной и в измерительной технике, а также в системах автоматики, например в качестве датчиков линейных и угловых перемещений.

Мы используем второе значение термина "потенциометр".

Очень часто вместо термина "потенциометр" используют термин "переменный резистор". Однозначного подхода к использованию терминов нет.

Так ряд производителей в кодировке своих изделий потенциометров используют термин "переменный резистор" и первые символы кода представляют как "RV" от слов "Resisror variable ", но в технической документации (спецификации, чертежах описании и т. д. ) используют термин "потенциометр".

Переменный резистор как регулируемый делитель является универсальным изделием для различных приложений.

Основные принципы работы переменного резистора.

Читайте также:  Ламинат_под_камень_фото

При помощи подвижного ползунка некоторый потенциал снимается с элемента сопротивления, имеющего определенное общее напряжение. Следуя этому принципу деления напряжения переменный резистор может использоваться как источник стандартных значений и как датчик позиций. Допустимое напряжение зависит от размера и общего сопротивления.

Элементы сопротивления переменного резистора

Различают следующие элементы сопротивления:

а) Проволока как элемент сопротивления — это очень традиционное исполнение.

В зависимости от значения общего сопротивления используются различные металлические легирующие элементы. Преимущества проволоки, как элемента сопротивления: возможны малые допуски на линейность, на сопротивление и на температурный коэффициент.

Сопротивления общего назначения могут изготавливаться малыми сериями. При этом переменные резисторы отличают прекрасные электрические данные, низкие затраты на изготовление, высокая гибкость.

Недостатками являются низкая разрешающая способность из-за перехода с витка на виток, относительно невысокий срок эксплуатации из-за стирания, высокий электрический уровень шума связанный с износом, малая пригодность при ударных и вибрационных нагрузках и высокой скорости перестановки.

б) Элементы сопротивления гибридной техники.

Эта техника предлагается на рынке лишь немногими изготовителями. Она представлена промежуточным решением между проволокой и проводящими искусственными материалами, как элементами сопротивления. Витки проволоки заполняются в специальном процессе в толстослойной массе и весь элемент покрывается этой пастой.

в) Проводящие искусственные материалы как элементы сопротивления.

Эта современная технология используется прежде всего в современных одновитковых переменных резисторах, и при этом может быть достигнут очень высокий срок их эксплуатации.

Преимущества этой техники: очень высокий срок эксплуатации, практически бесконечная разрешающая способность, высокая устойчивость к ударным и вибрационным нагрузкам, высокое число оборотов.

Однако, малые допуски при этом реализовать достаточно трудно, отсюда дороговизна изделий. Плохой температурный коэффициент делает их пригодными только для потенциометров с

Механический угол поворота потенциометра

Очень часто и особенно рукой тяжело установить точное желаемое значение, так как это требует точного позиционирования оси переменного резистора, соединенной с ползунком на высокоразрешающем элементе сопротивления. Поэтому различают:

а) Многооборотный переменный резистор.

Примером таких резисторов являются СП5-35. Много лет уже широко известен прецизионный резистор на 10 механических оборотов, то есть с механическим углом поворота до 360°. Исполнение в проволочной гибридной технике может быть приобретено за очень низкую цену.

Из-за очень больших количеств таких переменных резисторов выпускаемых в мире они используются как точные регулировщики напряжения на передних платах измерительных, управляющих и регулирующих приборов. Чем больше механический угол поворота, и тем самым механическое число поворотов, тем выше точность установки.

б) Переменный резистор с одним механическим оборотом (угол поворота 360°)

Этот вид часто используется как аналоговый датчик угла поворота. Для многих применений вполне достаточно одного поворота для всего интервала сопротивления, особенно если весь интервал сопротивления должен быстро выставляться.

Механические виды — наиболее часто используемыми видами являются:

а) Крепления в одной точке
Такие крепления часто используются в сочетании с регуляторами ручного управления или при малых скоростях установки.

Прецизионные резисторы с одноточечным креплением почти всегда оснащены прецизионным подшипником скольжения в нарезной втулке. Поэтому оно рекомендуется только для медленной скорости установки без радиальных и аксиальных нагрузок на ось резистора. Эти переменные резисторы экономически более выгодны, чем соответствующие им резисторы с сервофланцем или с шарикоподшипником.

б) Прецизионный резистор с синхрофланцем (сервофланцем либо шарикоподшипником)
Такие подшипники используются чаще всего в сочетании с моторами и другими элементами привода. Подшипником почти всегда является прецизионный шарикоподшипник, который выдерживает намного более высокое число оборотов, как и более высокие аксиальные и радиальные нагрузки.

При этом монтаж происходит либо с тремя нарезными отверстиями в фланце, либо с тремя, так называемыми, синхронизационными скобами. Такое строение используется в первую очередь для применения потенциометра, как аналогового датчика угла.

Моторные переменные резисторы.

В измерительной, управляющей и регулирующей технике очень часто переменные резисторы используются с приводом от различных моторов.

Существуют различные моторы:

  • маленькие моторы постоянного тока (якорь без железа), особенно пригодные для самых низких напряжений разбега,
  • миниатюрные шаговые моторы,
  • сервомоторы переменного тока.

Все эти моторы могут быть снабжены жесткой передачей с большим числом редуцирований. Основа моторных резисторов включает в себя прежде всего соответствующее сопряжение (а также скользящее сопряжение) как и необходимые детали крепления.

Переменные резисторы характеризуются следующими основными параметрами.

Номинальное значение сопротивления Rном. Измеряется в омах (Ом), килоомах (кОм), мегаомах (мОм). Номинальные значения сопротивлений указывают на корпусе изделия.

Допустимое отклонение действительного сопротивления от его номинального значения. Это отклонение измеряется в процентах, оно нормировано и определяется классом точности.

Номинальное значение мощности рассеивания переменного резистора Rном. Этот параметр измеряется в ваттах (Вт). Это наибольшая мощность постоянного или переменного тока, при протекании которого через переменный резистор он может работать длительное время без повреждений.

Мощность Рном, ток I, протекающий через резистор, падение напряжения U на резисторе и его сопротивление r связаны зависимостью: P=UI U=IRВ большинстве устройств радиоэлектронной аппаратуры применяют переменные резисторы с номинальной мощностью рассеивания от 0,05 до 2 Вт.

Температурный коэффициент сопротивления (ТКС) резистора. Характеризует относительное изменение сопротивления переменного резистора при изменении температуры окружающей среды на 1 °С и выражается в процентах.

В резисторах ТКС незначительный и составляет в среднем десятые доли — единицы процента. Собственные индуктивность и емкость. Определяются габаритными размерами, конструкцией и влияют на частотный диапазон применения резисторов.

Функциональные и конструктивные особенности переменных резисторов.

Таких характеристик несколько. Перечислим их.

Функциональная зависимость (кривая регулирования). Кривая, которая показывает зависимость величины сопротивления между подвижным контактом и одним из неподвижных контактов проводящего элемента от угла поворота. По характеру функциональной зависимости переменные резисторы разделяются на линейные и нелинейные. Характер нелинейной зависимости определяется схемными задачами, для решения которых предназначен резистор. Наиболее распространенные нелинейные зависимости — логарифмические и обратно-логарифмические.

Разрешающая способность.

Важная характеристика переменных резисторов, показывающая, какое наименьшее изменение угла поворота подвижной системы резистора может быть различимо.

Ее характеризуют минимально допустимым изменением сопротивления при весьма малом перемещении подвижного контакта. У непроволочных резисторов разрешающая способность теоретически неограниченна и лимитируется дефектами и неоднородностями проводящего слоя, контактной щетки и величиной переходного контактного сопротивления.

Шумы вращения.

При вращении подвижной системы резистора, помимо тепловых и токовых шумов на выходное напряжение, зависящее от угла поворота, накладывается еще одна составляющая — напряжение шумов вращения. Их уровень значительно превышает тепловые и токовые шумы в резисторе и достигает 30 –40 дБ. Шумы вращения особенно характерны для непроволочных потенциометров.

Источниками шумов вращения могут быть: шумы переходного сопротивления, возникающие в результате появления контактной разности потенциалов между щеткой и резистивным элементом; термоэлектродвижущая сила, возникающая от нагрева проводящего элемента при быстром вращении подвижной системы.

ExpoElectronica 2020. 23-я международная выставка электронных компонентов, модулей и комплектующих

Минпромторг РФ представил стратегию развития микроэлектроники до 2030 года.

Изменения в ФЗ «Об обеспечении единства измерений»

ЭкспоЭлектроника 2019 — 22-я международная выставка электронных компонентов, модулей и комплектующих

Читайте также:  Пульт_для_шлагбаума_найс

Международная выставка Electronica 2018 прошла с 13 по 16 ноября в Мюнхене (Германия)

Конференция «Испытания ЭКБ. Возможности и проблемы»

Сопротивление в движении: что нужно знать о переменных резисторах

Регулировка громкости звуковой системы, фиксация положения пальца на сенсорном экране и определение появления в автомобиле человека – вот всего лишь несколько примеров использования переменных резисторов в повседневной жизни. Возможность изменять сопротивление – это возможность взаимодействовать, поэтому переменные резисторы можно найти во множестве вещей. (Всё, что необходимо знать о постоянных резисторах, описано в предыдущей статье).

Принципы одинаковы, но способов разделения напряжения существует довольно много. Рассмотрим, что лежит в основе верньеров, реостатов, мембранных потенциометров, резистивных сенсорных экранов, а также датчиков изгиба и растяжения.

Потенциометр

Потенциометры, по сути – это делители напряжения. Это метод разделения заданного напряжения на меньшие значения. Согласно схеме, у потенциометра (серый) есть три точки соединения. Средняя – переменная (обозначена стрелкой), и она контактирует с материалом резистора внутри где-то в одной из точек протяжённого резистора.

Напряжение между регулируемой точкой и одной из оставшихся (концов резистора) определяется сопротивлением между ними. Если соединены только две точки, тогда у нас получится переменный резистор, или реостат.

На фото – потенциометр с цилиндрической поворотной ручкой. Круглая пластиковая ручка громкости на вашей звуковой системе прячет один из таких потенциометров. Обратите внимание на три контакта, из которых средний соединён с переменной точкой. На фото изображён новый потенциометр. А вот статья о том, как я использовал такое устройство на усилителе, сделанном из банки из-под арахисового масла.

Как меняется сопротивление потенциометра

У потенциометров может быть линейный или логарифмический диапазон сопротивления. Линейный означает, что при повороте ручки сопротивление меняется линейно. Если повернуть её на четверть, сопротивление изменится на четверть.

Но если так будет с ручкой громкости, нашим ушам покажется, что громкость растёт слишком быстро; так происходит из-за особенностей восприятия звуков мозгом. Поэтому для ручки громкости лучше использовать потенциометр, чьё сопротивление меняется логарифмически. На графике показано, как меняется громкость при повороте ручки, как для линейного, так и для логарифмического потенциометра. Некоторые потенциометры обеспечивают лишь псевдо-логарифмический рост, и они дешевле тех, что дают настоящий логарифм. Они состоят из двух линейных частей, встречающихся на 50% поворота. Их работа также отражена на графике.

Логарифмическое поведение достигается изменением формы резистивного элемента – его ширина меняется по всей длине. Поэтому потенциометры часто делят на линейно сужающиеся и логарифмически сужающиеся.

Ещё одна разновидность потенциометра – подстроечное сопротивление, или триммер. Они меньше размером, и используются на электронных платах. Подстраиваются одни обычно один раз, или очень редко – только для калибровки схемы.


Триммеры


Эквалайзер

Не все потенциометры работают с вращением. Они могут быть сделаны и в форме ползунов, как на фото с эквалайзером. Такие ползуны подвержены попаданию грязи, нарушающей их работу – именно такая проблема появилась у клавиатуры на фото (это моя клавиатура, и её ползуны действительно трудно передвигать).

Реостат

Как я уже упомянул, при подсоединении только двух контактов потенциометр часто называют реостатом. Реостаты обычно используются для больших токов, и, конечно же, не только для регулировки громкости.

Чтобы работать с большими токами, они обычно делаются при помощи провода, намотанного на изолированный сердечник, по которому ходит скользящий контакт. Вспомним символ потенциометра, у которого использовано три контакта. Поскольку здесь мы подключаем два контакта, мы используем другой символ; сопротивление со стрелочкой (не подсоединённой) поперёк. На изображении ниже вы можете видеть два варианта этого символа – по стандартам IEEE и IEC.

Мембранный потенциометр

Мембранный потенциометр состоит из гибкой диэлектрической, часто прозрачной мембраны с присоединённой снизу полоской сопротивления.

Ниже её находится основание, на поверхности которого нанесена токопроводящая дорожка. Когда палец, или другой объект прикасается к мембране, полоска устанавливает контакт с дорожкой. В результате на контактах полоски появляется напряжение. Оно зависит от того, в каком месте полоска соприкоснулась с дорожкой. Схема тут та же, что и самая первая схема на странице для потенциометра.

Сопротивление мембранного потенциометра SoftPot с сайта Sparkfun меняется линейно от 100 Ом до 10 кОм с номинальной мощностью в 1 Вт.

В случае, когда контакт не постоянен (например, он возникает только при нажатии пальцем), в схеме необходим подтягивающий резистор (к примеру, 100 кОм). Но у некоторых мембранных потенциометров есть магнит или скользящий контакт, всегда давящий на мембрану и поддерживающий постоянный контакт.

Резистивный сенсорный экран

Резистивный сенсорный экран похож на мембранный потенциометр, только резистивный материал есть на обоих его слоях, причём материал прозрачный. Передняя мембрана гибкая и также прозрачная, так что палец или стилус может надавить на неё и создать контакт. Технология использовалась в некоторых дешёвых карманных компьютерах или детских игрушках. Она всё ещё применяется, но революция смартфонов произошла благодаря ёмкостным экранам, не требующим гибкой мембраны.

Для 4-проводного резистивного сенсорного экрана напряжение подаётся на верхний слой, а результат считывается с нижнего, и таким образом считывается координата X. Затем всё происходит наоборот и получается координата Y. Всё это происходит за миллисекунды, и опрос экрана проводится непрерывно.

Все подсчёты ведутся вспомогательным контроллером. Резистивные экраны не такие отзывчивые, как ёмкостные, и для высокой точности обычно требуется стилус. Используются в очень дешёвых смартфонах.

Датчик давления

Датчики давления состоят из токопроводящего полимера, в котором есть проводящие и непроводящие частицы. Он расположен между двумя проводниками, переплетёнными, но не соединёнными. Прижимание полимера к проводникам создаёт контакт. Увеличение силы или площади нажатия увеличивает проводимость и уменьшает сопротивление. Без нажатия сопротивление конструкции может быть более 1 МОм, а точность обычно составляет около 10%. Этого достаточно для использования в музыкальных инструментах, протезах, датчиках наличия человека в машине и портативной электроники.

Гибкие и растяжимые датчики

Гибкий датчик – это резистивный материал, например, углерод, нанесённый на гибкую мембрану. При изгибании датчика материал растягивается и сопротивление увеличивается пропорционально радиусу изгиба. Судя по одной из спецификаций, сопротивление плоского датчика в 10 кОм может удваиваться при сгибании его на 180 градусов, когда оба конца соединяются. Распространённый пример – пальцы в игровых перчатках, такие, как в контроллере Nintendo Power Glove (в одном из проектов его хакнули для управления квадрокоптером). Сгибание пальцев приводит к изменению сопротивления, показывающему степень сгиба.


Датчик растяжения работает по тому же принципу, только его сопротивление увеличивается при растяжении. Резиновый шнур с углеродом выглядит, как шнур для банджи. Судя по одному примеру с Adafruit, 6-дюймовый шнурок сопротивлением 2,1 кОм при растяжении до 10" меняет сопротивление до 3,5 кОм. Ещё один пример – проводящая нить из стальных волокон, смешанных с полиэстером, а ещё бывают датчики в виде резинок или ремней.

Ссылка на основную публикацию
Французские_натяжные_потолки_цена
Французкие натяжные потолки ПРИМЕРЫ РАБОТ Сотрудники Сотрудники компании «Народный потолок» помогут ответить на все интересующиеся вопросы по покупке и монтажу...
Формула_средней_линейной_скорости
Кинематика 1. Механическим движением называется изменение положения тела в пространстве относительно других тел с течением времени. 2. Механика - это...
Формулу_вычисления_индуктивности_соленоида
Индуктивность соленоида Сайт СТУДОПЕДИЯ проводит ОПРОС! Прими участие :) - нам важно ваше мнение. 2.5. 2.4. Взаимодействие движущихся зарядов называется...
Французское_печенье_рецепт_с_фото
Французское печенье "сабле" Ингредиенты яйцо – 3 шт. сливочное масло - 220 гр. сахар коричневый универсальный тм "мистраль" – 4...