پتانسیلومتر چیست

به عنوان یک عنصر اساسی و در عین حال مهم در قلمرو مؤلفه های الکترونیکی ، پتانسیلومتر از آن ایستاده است.اصل کار منحصر به فرد و طیف برنامه گسترده آن ، آن را در طراحی و نگهداری تجهیزات الکترونیکی ضروری می کند.این مقاله همچنین با توجه به تفاوت های اصلی ، عملکرد ، طبقه بندی و مقایسه با سایر مؤلفه ها ، به بررسی ویژگی های کمرنگ تر و مشخصات فنی کلیدی پتانسیلومترها می پردازد.این هدف این است که یک درک جامع و عمیق را ارائه دهد.

در حوزه پردازش سیگنال آنالوگ ، پتانسیلومترها نقش مهمی را بر عهده می گیرند.آنها به لطف اصل مقاومت قابل تنظیم آنها ، کنترل دقیق و اندازه گیری ولتاژ را فعال می کنند.تطبیق پذیری را در نظر بگیرید: برنامه ها از کنترل صدا در تقویت کننده های صوتی تا عملکرد در دستگاه های قابل حمل باتری متفاوت است.پتانسیلومتر بر اساس اصل مقاومت قابل تنظیم عمل می کند.در داخل ، یک ماده مقاومتی یک مسیر را خط می کند - راست یا خمیده.یک مفصل کشویی ، ورنیه ، از نظر جسمی با این مقاومت تماس می گیرد و می تواند مسیر را طی کند.کاربر با تنظیم موقعیت مکان نما و دستیابی به کنترل مداوم ولتاژ خروجی ، مقدار مقاومت بین مکان نما و پتانسیلومتر را تغییر می دهد.

پتانسیومتر در اندازه گیری دقیق اختلاف پتانسیل - ولتاژ بین دو نقطه ، ماهر است.این کار از طریق اصل بخش ولتاژ عمل می کند.این اصل شامل تقسیم ولتاژ ورودی به سطوح مجزا ، یک محوری فرآیند در پردازش سیگنال آنالوگ است.به عنوان مثال ، در یک تقویت کننده صوتی ، تنظیم حجم با تغییر سطح ولتاژ سیگنال ورودی تقویت کننده با استفاده از پتانسیلومتر حاصل می شود.

ماهیت منفعل پتانسیلومترها قابل توجه است.آنها نیازی به منبع تغذیه اضافی ندارند ، ویژگی خاصی به ویژه در دستگاه های قابل حمل باتری مفید است.این ویژگی منفعل همچنین دلالت بر این دارد که پتانسیلومتر به دلیل مقاومت ذاتی آن ، هیچ مصرف انرژی اضافی در مدار را معرفی نمی کند.

پتانسیلومترها بر اساس مکانیسم تنظیم آنها به آنالوگ و دیجیتال تقسیم می شوند.انواع آنالوگ از یک مکانیسم کشویی فیزیکی ، مانند یک کشویی خطی یا دستگیره چرخشی ، برای اصلاح مقاومت استفاده می کند.پتانسیومترهای خطی به طور معمول یک طرح نوار مستقیم را اتخاذ می کنند ، با یک کشویی در طول یک مسیر خطی حرکت می کند.برعکس ، پتانسیومترهای دوار ، یک محور ثابت دارند و مقاومت را از طریق دستگیره چرخان تغییر می دهند.از طرف دیگر ، پتانسیلومترهای دیجیتال برای تنظیم مقاومت ، سیگنال های دیجیتالی (مانند مدولاسیون عرض پالس یا رابط دیجیتال) را اهرم می کنند.مناسب برای سیستم های کنترل دیجیتال ، مانند سیستم های کنترل شده توسط ریزپردازنده ها ، پتانسیلومترهای دیجیتال کنترل دقیق تری دارند.آنها غالباً در برنامه هایی که خواستار تعدیل با دقت بالا هستند ، به کار می روند.

در انتخاب پتانسیلومتر ، عواملی مانند دامنه مقاومت ، دوام ، پایداری دما و اندازه فیزیکی بازی می شوند.به عنوان مثال ، پتانسیومترهای دوار اغلب به دلیل طراحی جمع و جور در برنامه های محدود فضا ترجیح می دهند.

پتانسیلومترها و رئاستات ها ، با وجود ظاهر مشابه ، در عملکرد و کاربرد به طور قابل توجهی متفاوت هستند.پتانسیلومترها به طور معمول برای تنظیم ولتاژ استفاده می شوند ، به ویژه به عنوان تقسیم کننده ولتاژ در مدولاسیون سیگنال.تصور کنید که یک سیگنال صوتی را به سطح دقیقی که یک تقویت کننده نیاز دارد تنظیم کنید.در مقابل ، رئاستات ها استفاده خود را بیشتر در محدودیت فعلی یا در تغییر مقاومت کل یک مدار پیدا می کنند.

با کاوش در ساختار آنها ، یک پتانسیلومتر معمولاً دارای سه پایانه است: یک انتهای کشویی (برف پاک کن) و دو انتهای ثابت.نقش آن بر اساس استفاده ترمینال تغییر می کند.با استفاده از هر سه ، به یک تقسیم کننده ولتاژ تبدیل می شود.فقط با استفاده از برف پاک کن و یک ترمینال ثابت ، به یک رئاستات تبدیل می شود.بر خلاف رمزگذارهای چرخشی ، که سیگنال های دیجیتالی ایجاد می کنند و در سیستم های کنترل دقیق مانند روبات ها و سیستم های موقعیت یابی با دقت بالا شیوع دارند ، پتانسیلومترها خروجی آنالوگ مداوم را ارائه می دهند.این سیستم ها برای رمزگشایی خروجی رمزگذار چرخشی ، مدار اضافی را نیاز دارند.

ضعف پتانسیلومتر محوری است.این تغییر مقاومت نسبت به موقعیت کشویی یا دستگیره را تعریف می کند.پتانسیومترهای خطی خطی یک تغییر مقاومت پایدار را در کل محدوده تنظیم ارائه می دهند ، کاملاً مناسب برای برنامه های استاندارد مانند کنترل افزایش سیگنال.در مقابل ، تغییر مقاومت در پتانسیلومتر لگاریتمی یا صوتی ، خطی نیست ، بلکه لگاریتمی است.این منجر به تغییر مقاومت کمتری در شروع حرکت کشویی یا دستگیره و بیشتر در انتها می شود.چنین ویژگی به ویژه برای برنامه های صوتی مانند تنظیمات صدا مفید است ، که به خوبی با درک لگاریتمی گوش انسان از شدت صدا هماهنگ است.

فراتر از این دو نوع اصلی ، پتانسیلومترها در سایر موارد خاص-لگاریتمی ، شکل S شکل و سفارشی قرار می گیرند-هر یک متناسب با نیازهای خاص کاربردی هستند.

هنگام انتخاب پتانسیلومتر ، چندین پارامتر اصلی توجه را می طلبند.به عنوان مثال ، دامنه مقدار مقاومت حداکثر و حداقل مقاومت قابل تنظیم را تعیین می کند و باید با نیاز مدار هماهنگ شود.در مرحله بعد ، امتیاز قدرت را در نظر بگیرید - حداکثر توان یک پتانسیلومتر می تواند تحمل کند.این عامل برای جلوگیری از گرمای بیش از حد در زیر بارهای سنگین بسیار مهم است.

وضوح یکی دیگر از جنبه های حیاتی است.این به کوچکترین تغییر در مقاومت اشاره دارد که پتانسیلومتر می تواند تشخیص دهد ، برای برنامه های کاربردی که نیاز به کنترل دقیق دارند.در کنار ، سر و صدای کشویی ، نویز مقاومت در حین کار ، به ویژه در برنامه های صوتی که ممکن است به طور مستقیم بر کیفیت صدا تأثیر بگذارد ، بسیار مهم می شود.ضریب دما نیز به همان اندازه مهم است ، که منعکس کننده چگونگی مقاومت با تغییرات دما متفاوت است ، یک عامل مهم در محیط هایی که نوسانات دما قابل توجهی را تجربه می کنند.

اندازه فیزیکی و دوام نیز نقش ایفا می کند.انتخاب باید بر اساس فضای نصب موجود و محیط استفاده باشد.در همین راستا ، ولتاژ عملیاتی ، پاسخ فرکانس و مقاومت به عایق ملاحظاتی است که باید مورد غفلت قرار گیرد.به عنوان مثال ، در برنامه های با فرکانس بالا ، خازن انگلی یک پتانسیلومتر ممکن است بر عملکرد آن تأثیر بگذارد.دوام ، به ویژه در تنظیمات مستعد سایش مکانیکی ، یک عامل مهم است.

به طور خلاصه ، پتانسیلومترها نه تنها در صنعت مؤلفه های الکترونیکی بسیار حیاتی هستند ، بلکه انواع و برنامه های متنوع آنها را نیز به یک عنصر ضروری در طراحی و نگهداری الکترونیکی تبدیل می کند.انتخاب پتانسیلومتر مناسب شامل وزن دقیق شاخص های فنی مانند دامنه مقاومت ، رتبه بندی قدرت ، وضوح ، سر و صدای کشویی ، ضریب دما و ابعاد فیزیکی و دوام است.این ملاحظات اطمینان حاصل می کند که پتانسیومتر انتخاب شده یکپارچه با نیازهای خاص کاربردی و شرایط محیطی تراز می شود.