Hva er et potensiometer: konstruksjon og dets arbeid

Potensiometeret er et elektrisk instrument som brukes til å måle EMF (elektromotorisk kraft) av en gitt celle, den indre motstanden til en celle. Og det brukes også til å sammenligne EMF for forskjellige celler. Det kan også brukes som en variabel motstand i de fleste applikasjoner. Disse potensiometrene brukes i store mengder ved produksjon av elektronikkutstyr som gir en måte å justere på elektroniske kretser slik at riktige utganger oppnås. Selv om deres mest åpenbare bruk må være for volumkontroller på radioer og annet elektronisk utstyr som brukes til lyd.

Potentiometer Pin Out

Stiftdiagrammet til Trimpot-potensiometeret er vist nedenfor. Disse potensiometrene er tilgjengelige i forskjellige former og inkluderer tre ledninger. Disse komponentene kan enkelt plasseres på et brødbrett for enkel prototyping. Dette potensiometeret inkluderer en knott over den, og den brukes til å endre verdien ved å endre den.

Fest ut av potensiometeret

Pin1 (fast ende): Tilkoblingen av denne faste enden 1 kan gjøres til den ene enden av den resistive banen

Pin2 (variabel slutt): Tilkoblingen av denne variable enden kan gjøres ved å koble den til viskeren, slik at den gir variabel spenning

Pin3 (fast ende): Tilkoblingen av denne andre faste enden kan gjøres ved å koble den til en annen finish av den resistive banen

Hvordan velge et potensiometer?

Potensiometeret kalles også en POT eller variabel motstand. Disse brukes til å gi en variabel motstand ved å bare bytte knott på potensiometeret. Klassifiseringen av dette kan gjøres basert på to viktige parametere som Resistance (R-ohm) og Power rating (P-Watt).

Potensiometer

Potensiometerets motstand ellers bestemmer verdien hovedsakelig hvor mye motstand den gir til strømmen. Når motstandsverdien er høy, vil den mindre strømmen strømme. Noen av potensiometrene er 500Ω, 1K ohm, 2K ohm, 5K ohm, 10K ohm, 22K ohm, 47K ohm, 50K ohm, 100K ohm, 220K ohm, 470K ohm, 500K ohm, 1M.

Klassifiseringen av motstander avhenger hovedsakelig av hvor mye strøm den lar strømme gjennom den, som er kjent som effektvurdering. Effektklassifiseringen til et potensiometer er 0,3W og kan derfor bare brukes til kretser med lav strøm.

Det er fortsatt flere typer potensiometere, og deres valg avhenger hovedsakelig av visse nødvendigheter som følgende.

• Nødvendighetene til strukturen
• Motstandsendringsegenskapene
• Velg typen potensiometer basert på nødvendighetene ved bruk
• Velg parametrene basert på kretsens nødvendigheter

Konstruksjons- og arbeidsprinsipp

Potentiometeret består av en lang resistiv ledning L som består av magnum eller med konstantan og et batteri med kjent EMF V. Denne spenningen kalles drivercellens spenning . Koble de to endene av den resistive ledningen L til batteripolene som vist nedenfor, la oss anta at dette er et primært kretsarrangement.

En terminal av en annen celle (hvis EMF E skal måles) er i den ene enden av primærkretsen, og en annen ende av celleterminalen er koblet til et hvilket som helst punkt på den resistive ledningen gjennom et galvanometer G. La oss anta at dette arrangementet er en sekundær krets. Arrangementet av potensiometeret som vist nedenfor.

Bygging av potensiometer

Det grunnleggende arbeidsprinsippet for dette er basert på det faktum at potensialets fall over en hvilken som helst del av ledningen er direkte proporsjonal med ledningens lengde, forutsatt at ledningen har et jevnt tverrsnittsareal og den konstante strømmen som strømmer gjennom den. 'Når det ikke er noen potensiell forskjell mellom to noder, vil det strømme strøm'.

Nå er potensiometertråden faktisk en ledning med høy resistivitet (ῥ) med jevnt tverrsnittsareal A. Dermed har den gjennom hele ledningen jevn motstand. Nå er denne potensiometerterminalen koblet til cellen med høy EMF V (forsømmelse av dens indre motstand) kalt drivercelle eller spenningskilden. La strømmen gjennom potensiometeret være I og R er den totale motstanden til potensiometeret.

Så ved Ohms lov V = IR

Vi vet at R = ῥL / A.

Dermed er V = I ῥL / A

Ettersom ῥ og A alltid er konstante og nåværende holdes jeg konstant av en reostat.

Så L ῥ / A = K (konstant)

Dermed er V = KL. Anta at en celle E med lavere EMF enn drivercellen er satt i kretsen som vist ovenfor. Si at den har EMF E. Nå i potensiometer ledningen si lengde x potensiometeret har blitt E.

E = L ῥx / A = Kx

Når denne cellen settes i kretsen som vist over figuren med en vits koblet til den tilsvarende lengden (x), vil det ikke være strøm av strøm gjennom galvanometeret, for når potensialforskjellen er lik null, vil ingen strøm strømme gjennom den .

Så galvanometeret G viser null deteksjon. Deretter kalles lengden (x) lengden på nullpunktet. Nå ved å kjenne konstant K og lengden x. Vi kan finne den ukjente EMF.

E = L ῥx / A = Kx

For det andre kan EMF av to celler også sammenlignes, la den første cellen av EMF El gitt et nullpunkt i lengden = L1 og den andre cellen i EMF E2 viser et nullpunkt i lengden = L2

Deretter,

E1 / E2 = L1 / L2

Hvorfor er potensiometer er valgt over voltmeter?

Når vi bruker voltmeter, strømmer strøm gjennom kretsen, og på grunn av cellens indre motstand vil alltid terminalpotensial være mindre enn det faktiske cellepotensialet. I denne kretsen, når potensialforskjellen er balansert (ved bruk av en Galvanometer null deteksjon), strømmer ingen strøm i kretsen, så terminalpotensialet vil være lik det faktiske cellepotensialet. Så vi kan forstå at Voltmeteret måler terminalpotensialet til en celle, men dette måler det faktiske cellepotensialet. De skjematiske symbolene på dette er vist nedenfor.

Potensiometer-symboler

Typer potensiometre

Et potensiometer er også kjent som pot. Disse potensiometrene har tre terminalforbindelser. En terminal koblet til en glidekontakt kalt en visker, og de andre to terminalene er koblet til et fast motstandsspor. Vindusviskeren kan beveges langs motstandssporet enten ved hjelp av en lineær skyvekontroll eller en roterende 'visker' -kontakt. Både roterende og lineære kontroller har samme grunnleggende operasjon.

Den vanligste formen for potensiometeret er rotasjonspotensiometeret med en sving. Denne typen potensiometer brukes ofte i lydvolumkontroll (logaritmisk taper), så vel som i mange andre applikasjoner. Forskjellige materialer brukes til å konstruere potensiometre, inkludert karbonsammensetning, cermet, ledende plast og metallfilm.

Roterende potensiometre

Dette er den vanligste typen potensiometere, der viskeren beveger seg langs en sirkulær bane. Disse potensiometrene brukes hovedsakelig for å få en foranderlig spenningsforsyning til en brøkdel av kretsene. Det beste eksemplet på dette roterende potensiometeret er en radiotransistors volumkontroller der den roterende knappen regulerer strømforsyningen mot forsterkeren.

Denne typen potensiometer inkluderer to terminalkontakter der en jevn motstand kan plasseres i en halvsirkulær modell. Og det inkluderer også en terminal i midten som er alliert med motstanden ved hjelp av en glidekontakt som er koblet til via en roterende knott. Glidekontakten kan dreies ved å vri knotten over den halvsirkulære motstanden. Spenningen til dette kan oppnås mellom de to motstandskontaktene og glidningen. Disse potensiometrene brukes der nivåspenningskontroll er nødvendig.

Lineære potensiometre

I disse typer potensiometere beveger viskeren seg langs en lineær bane. Også kjent som skyvepotte, glidebryter eller fader. Dette potensiometeret ligner på rotasjonstypen, men i dette potensiometeret roterte glidekontakten ganske enkelt på motstanden lineært. Tilkoblingen av motstandens to terminaler er koblet over spenningskilden. En glidekontakt på motstanden kan flyttes ved hjelp av en bane som er koblet gjennom motstanden.

Motstandens terminal er koblet mot gliden som er koblet til den ene enden av kretsens utgang og en annen terminal er koblet til den andre overflaten av kretsens utgang. Denne typen potensiometer brukes mest til å beregne spenningen i en krets. Den brukes til å måle battericellens interne motstand og brukes også i miksesystemene til lyd- og musikkutjevner.

Mekanisk potensiometer

Det finnes forskjellige typer potensiometre tilgjengelig i markedet, ved at mekaniske typer brukes til å kontrollere manuelt for å endre motstanden så vel som utdataene til enheten. Imidlertid brukes et digitalt potensiometer for å endre motstanden automatisk basert på gitt tilstand. Denne typen potensiometer fungerer nøyaktig som et potensiometer, og motstanden kan endres gjennom digital kommunikasjon som SPI, I2C i stedet for å vri på knotten direkte.

Disse potensiometrene kalles POT på grunn av sin POT-formede struktur. Den inkluderer tre terminaler som i / p, o / p og GND sammen med en knott på toppen. Denne knotten fungerer som kontroll for å kontrollere motstanden ved å rotere den i de to retningene, som med urviseren ellers mot urviseren.

Den viktigste ulempen med digitale potensiometere er at de rett og slett påvirkes av forskjellige miljøfaktorer som skitt, støv, fuktighet osv. For å overvinne disse ulempene ble digitale potensiometre (digiPOT) implementert. Disse potensiometrene kan fungere i miljøer som støv, smuss, fuktighet uten å endre driften.

Digital potensiometer

Digitale potensiometere kalles også som digiPOTs eller variable motstander som brukes til å kontrollere analoge signaler ved hjelp av mikrokontrollere. Disse typer potensiometere gir en o / p-motstand som kan endres avhengig av digitale innganger. Noen ganger kalles disse også RDAC (resistive digital-til-analoge omformere). Styringen av denne digipotten kan gjøres med digitale signaler i stedet for ved mekanisk bevegelse.

Hvert trinn på motstandsstigen inkluderer en bryter som er koblet til o / p-terminalen på det digitale potensiometeret. Forholdet mellom motstanden i potensiometeret kan bestemmes gjennom det valgte trinnet over stigen. Vanligvis er disse trinnene angitt med en bitverdi, for eksempel. 8-bits er 256 trinn.

Dette potensiometeret bruker digitale protokoller som I²C, ellers SPI Bus (Serial Peripheral Interface) for signalering. De fleste av disse potensiometrene bruker ganske enkelt ustabilt minne slik at de ikke husker stedet når de er slått av, og deres endelige plass kan lagres gjennom FPGA eller mikrokontrolleren som de er koblet til.

Kjennetegn

De egenskaper av et potensiometer Inkluder følgende.

• Det er ekstremt nøyaktig ettersom det fungerer på evalueringsteknikken i stedet for avbøyningsteknikken for å bestemme de uidentifiserte spenningene.
• Den bestemmer balansepunktet ellers null som ikke trenger kraft for dimensjonen.
• Potensiometeret som arbeider er fritt for motstanden fra kilden, da det ikke er strøm av strøm gjennom potensiometeret ettersom det er balansert.
• De viktigste egenskapene til dette potensiometeret er oppløsning, avsmalning, merkekodene og hop-on / hop-off motstand

Potensiometerfølsomhet

Potensiometerfølsomheten kan defineres som den minste potensielle variasjonen som beregnes ved hjelp av et potensiometer. Dens følsomhet avhenger hovedsakelig av den potensielle gradientverdien (K). Når den potensielle gradientverdien er lav, er potensialforskjellen som et potensiometer kan beregne, mindre, og deretter er potensiometerets følsomhet mer.

For en gitt potensiell ulikhet kan potensiometerets følsomhet øke gjennom økningen i potensiometerets lengde. Potensiometerfølsomheten kan også økes av følgende årsaker.

• Ved å øke potensiometerlengden
• Ved redusert strømmen i kretsen gjennom en reostat
• Begge teknikkene vil bidra til å redusere verdien av den potensielle gradienten og øke resistiviteten.

Forskjellen mellom potensiometer og voltmeter

Hovedforskjellene mellom potensiometer og voltmeter er diskutert i sammenligningstabellen.

Reostat vs potensiometer

Hovedforskjellene mellom reostat og potensiometer er diskutert i sammenligningstabellen.

Måling av spenning med potensiometer

Måling av spenning kan gjøres ved hjelp av et potensiometer i en krets er et veldig enkelt konsept. I kretsen må reostaten justeres og strømmen gjennom motstanden kan justeres slik at for hver enhetslengde på motstanden kan en eksakt spenning slippes.

Nå må vi fikse den ene enden av grenen til motstanden som begynner, mens den andre enden kan kobles mot motstandens glidekontakt ved hjelp av et galvanometer. Så nå må vi flytte glidekontakten over motstanden til galvanometeret viser ingen avbøyning. Når galvanometeret når sine nulltilstander, må vi notere posisjonsavlesningen på motstandsskalaen og basert på at vi kan oppdage spenningen i kretsen. For bedre forståelse kan vi justere spenningen for hver enhetslengde på motstanden.

Fordeler

De fordelene med potensiometer Inkluder følgende.

• Det er ingen sjanse for å få feil fordi den bruker nullrefleksjonsmetoden.
• Standardiseringen kan gjøres ved å bruke en normal celle direkte
• Den brukes til å måle små emk på grunn av svært følsom
• Basert på kravet kan potensiometerlengden økes for å få nøyaktighet.
• Når potensiometeret brukes i kretsen for måling, trekker det ikke strøm.
• Den brukes til å måle den indre motstanden til en celle, samt sammenligne e.m.f. av to celler, men ved å bruke et voltmeter er det ikke mulig.

Ulemper

De ulemper med potensiometer Inkluder følgende.

• Potensiometerbruken er ikke praktisk
• Tverrsnittsarealet til potensiometerledningen skal være konsistent, slik at det ikke er praktisk mulig.
• Mens du gjør et eksperiment, bør ledningstemperaturen være stabil, men dette er vanskelig på grunn av strømmen.
• Den største ulempen med dette er at det trenger en enorm kraft for å flytte viskeren eller skyvekontaktene. Det er erosjon på grunn av viskerens bevegelse. Så det reduserer svingertiden
• Båndbredden er begrenset.

Potensiometer drivercelle

Potensiometeret brukes til å måle spenningen ved å evaluere målespenningen over potensiometerets motstand med spenning. Så for potensiometeroperasjonen, bør det være en spenningskilde som er alliert over kretsen til et potensiometer. Et potensiometer kan betjenes av spenningskilden som leveres av cellen er kjent som drivercellen.

Denne cellen brukes til å levere strøm gjennom potensiometerets motstand. Motstanden og det nåværende produktet til potensiometeret vil gi en komplett spenning på enheten. Så denne spenningen kan justeres for å endre potensiometerets følsomhet. Vanligvis kan dette gjøres ved å regulere strømmen gjennom hele motstanden. En reostat er koblet til drivercellen i serie.

Strømmen gjennom motstanden kan styres ved hjelp av en reostat som er koblet til drivercellen i serie. Så drivercellens spenning må være bedre sammenlignet med den målte spenningen.

Anvendelser av potensiometre

Anvendelsene av potensiometer inkluderer følgende.

Potensiometer som spenningsdeler

Potensiometeret kan brukes som en spenningsdeler for å oppnå en manuelt justerbar utgangsspenning på glidebryteren fra en fast inngangsspenning påført over de to endene av potensiometeret. Nå kan belastningsspenningen over RL måles som

Spenningsdelerkrets

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

Lydkontroll

Glidende potensiometere, en av de vanligste bruksområdene for moderne potensialmetre med lav effekt, er som lydkontrollenheter. Både skyvepotter (faders) og roterende potensiometre (knotter) brukes regelmessig til å frekvensdempe, justere lydstyrken og for forskjellige karakteristikker av lydsignaler.

Fjernsyn

Potensiometre ble brukt til å kontrollere lysstyrke, kontrast og fargesvar. Et potensiometer ble ofte brukt til å justere 'vertikalt hold', som påvirket synkroniseringen mellom det mottatte bildesignalet og mottakerens interne feiekrets ( en multivibrator ).

Transdusere

En av de vanligste applikasjonene er måling av forskyvning. For å måle forskyvningen av kroppen, som er bevegelig, er den koblet til skyveelementet plassert på potensiometeret. Når kroppen beveger seg, endres også glidebryteren slik at motstanden mellom det faste punktet og glidebryteren endres. På grunn av dette endres også spenningen over disse punktene.

Endringen i motstand eller spenningen er proporsjonal med endringen i kroppens forskyvning. Dermed indikerer spenningsendringen kroppens forskyvning. Dette kan brukes til måling av translasjonell så vel som rotasjonsforskyvning. Siden disse potensiometrene fungerer på prinsippet om motstand, kalles de også resistive potensiometre. For eksempel kan akselrotasjonen representere en vinkel, og spenningsdelingsforholdet kan gjøres proporsjonalt med vinkelens cosinus.

Dermed handler dette om en oversikt over hva som er et potensiometer , pinout, dens konstruksjon, forskjellige typer, hvordan du velger, egenskaper, forskjeller, fordeler, ulemper og dets applikasjoner. Vi håper at du har fått en bedre forståelse av denne informasjonen. Videre, eventuelle spørsmål angående dette konseptet eller elektriske og elektroniske prosjekter , vennligst gi dine verdifulle forslag ved å kommentere i kommentarfeltet nedenfor. Her er et spørsmål til deg, hva er funksjonen til et roterende potensiometer?