|
Электронные
компоненты разделяются на два большие класса активные и
пассивные. К последним относятся резисторы и
потенциометры. На резисторы и потенциометры приходится
от 20 до 45%, т. е. почти до половины общего количества
радиодеталей в устройстве.
Принцип работы резисторов основан на использовании
свойства материалов оказывать сопротивление протекающему
току. Функция резисторов — 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, величина сопротивления
которых может быть изменена путем перемещения подвижного
контакта.
Известны два способа включения переменных резисторов в схему:
потенциометрический и реостатный. Под "потенциометром (
Potentiometers ) " понимают переменный резистор,
предназначенный для работы в потенциометрической схеме.
Напомним, что термин "потенциометр ( Potentiometers )" (от лат. potentia
— сила и ...метр), 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.
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. Очень часто вместо термина
"потенциометр ( Potentiometers )" используют термин
"переменный резистор ( Resisror variable ) ".
Однозначного подхода к использованию терминов нет и у
зарубежных изготовителей электронных компонентов. Так
ряд производителей в кодировке своих изделий
потенциометров ( Potentiometers ) ( переменных
резисторов ) используют термин "переменный резистор (
Resisror variable ) " и первые символы кода представляют
как "RV" от слов "Resisror variable ", но в технической
документации ( спецификации, чертежах описании и т. д. )
используют термин "потенциометр ( Potentiometers )".
Потенциометр ( Potentiometers ) ( переменный резистор )
как регулируемый делитель является универсальным
изделием для различных приложений. Предлагаемые нами
потенциометры ( Potentiometers ) ( переменные
резисторов ) обладают улучшенными техническими
характеристиками ( диапазон сопротивления от 0,5 кОм до
1 мОм; функциональная характеристика А, В, С, W ;
мощность 0,05 до 0,25 Вт. Для навесного и печатного
монтажа. Погрешность не более 20%; сопротивление
изоляции 100 мОм; выдерживают краткосрочные до 1 мин.
перегрузки да 500 В.; сопротивление между скользящим
контактом и резистивной подложкой не более 0,5 Ом )
изготовлены в жестких электрических и механических
допусках, отличаются высоким эксплуатационным ресурсом.
Основные принципы работы потенциометров -
Potentiometers - ( переменных
резисторов)
При помощи подвижного ползунка потенциал снимается
с элемента сопротивления, имеющего определенное общее
напряжение. Следуя этому принципу деления напряжения
потенциометр ( Potentiometers
) ( переменный резистор )может использоваться как
источник стандартных значений и как датчик позиций.
Допустимое напряжение зависит от размера и общего
сопротивления.
Элементы сопротивления Potentiometers - ( переменных
резисторов)
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.
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 потенциометрах, и при этом
может быть достигнут очень высокий срок эксплуатации.
Преимущества этой техники: очень высокий срок
эксплуатации, практически бесконечная разрешающая
способность, высокая устойчивость к ударным и
вибрационным нагрузкам, высокое число оборотов. Малые
допуски при этом трудно реализовать, отсюда дороговизна.
Плохой температурный коэффициент, пригодны только для
потенциометров с <360° углом поворота.
Механический угол поворота Potentiometers - ( переменных
резисторов)
Очень часто и особенно рукой тяжело установить точное
желаемое значение, так как это требует точного
позиционирования оси потенциометра, соединенной с
ползунком на высокоразрешающем элементе сопротивления.
Поэтому различают:
а) Многооборотный потенциометр. Примером таких
потенциометров являются СП5-35. Автору не известны
зарубежные аналоги равного качества и характеристик
Много лет уже широко известен прецизионный потенциометр
на 10 механических оборотов, то есть с механическим
углом поворота до 3600°. Исполнение в проволочной
гибридной технике может быть приобретено за очень низкую
цену. Из-за очень больших количеств таких потенциометров
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) Потенциометр 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 потенциометры 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
потенциометра. Эти потенциометры экономически более
выгодны, чем соответствующие им с сервофланцем или с
шарикоподшипником.
б) Прецизионный потенциометр 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 потенциометры
В измерительной, управляющей и регулирующей технике
очень часто потенциометры 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 потенциометров включает в себя прежде всего
соответствующее сопряжение (а также скользящее
сопряжение) как и необходимые детали крепления.
Основные параметры потенциометров ( Potentiometers ) (
переменных резисторов )
Потенциометры ( Potentiometers ) ( 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
потенциометра ( Potentiometers ) ( переменного резистора
) Rном. Этот параметр измеряется в ваттах (Вт). Это
наибольшая мощность постоянного или переменного тока,
при протекании которого через потенциометр (
Potentiometers ) ( 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 потенциометры ( Potentiometers ) (
переменные резисторы ) с номинальной мощностью
рассеивания от 0,05 до 2 Вт. Температурный коэффициент
сопротивления (ТКС) резистора. Характеризует
относительное изменение сопротивления потенциометра (
Potentiometers ) ( 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 потенциометров ( Potentiometers
) ( 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.
Стандарты и источники,
использованные при написании данной статьи о потенциометрах ( Potentiometers
) ( переменных резисторах )
ГОСТ 10318-80* — Резисторы переменные. Основные
параметры
ГОСТ 21342.1-87* — Резисторы переменные. Метод измерения
переходного сопротивления контактов выключателя
резистора
ГОСТ 21342.2-75* — Резисторы переменные. Метод проверки
плавности изменения сопротивления
ГОСТ 21342.3-87* — Резисторы переменные. Методы проверки
функциональной характеристики
ГОСТ 21342.4-87* — Резисторы переменные. Метод измерения
разбаланса сопротивления многоэлементных резисторов
ГОСТ 21342.5-87* — Резисторы переменные. Методы
измерения минимального сопротивления, показателя
максимального ослабления и начального скачка
сопротивления
ГОСТ 21342.6-75* — Резисторы переменные. Методы контроля
шумов перемещения подвижной системы
ГОСТ 21395.3-75* — Резисторы переменные. Методы проверки
плавности хода, момента вращения (усилия перемещения),
момента (усилия) трогания подвижной системы резистора,
момента (усилия) срабатывания выключателя резистора
ГОСТ 21395.4-75* — Резисторы переменные. Метод проверки
угла поворота или перемещения подвижной системы, угла
срабатывания выключателя резистора или перемещения при
срабатывании выключателя резистора
ГОСТ 21395.5-75* — Резисторы переменные. Метод проверки
прочности стопорения подвижной системы
ГОСТ 21395.6-75* — Резисторы переменные. Методы проверки
износоустойчивости резистора и выключателя резистора
ГОСТ 21395.7-75* — Резисторы переменные. Метод проверки
прочности упоров
ГОСТ 22174-76* — Резисторы переменные непроволочные.
Корпусы. Основные размеры
ГОСТ 24237-84* — Резисторы переменные непроволочные.
Общие технические условия
ГОСТ 24239-84* — Резисторы переменные проволочные. Общие
технические условия
ГОСТ 27647-88 — Резисторы переменные. Метод проверки
механической прочности вала управления
ГОСТ 27648-88 — Резисторы переменные. Метод измерения
переходного сопротивления подвижного контакта при низком
напряжении
http://www.docum.ru/gost.asp?id=152921; http://www.ra-publish.com.ua/ra/?mag=ra0508&text=8457.htm;
http://www.sibindustry.ru/shop/findokp.asp?id=421740; http://www.tensor-nn.ru/; http://bbs.ws/cgi-bin/bbs.cgi?GUITARAMPS::1045482038::1045482038::;
http://ico.dp.ua/resistor/resistor.htm;
http://www.mprofit.ru/descr502.htm; http://www.layert.ru;
http://www.elmicom.ru; http://www.arzil.ru;
http://www.platan.ru/news/news846.html;
http://cxem.net/avto/injectors/inject9.php;
http://www.einfo.ru/sect16cat3826.html;
http://www.conrad.ru/ceonline/949.html; http://www.tcnti.ru/katalog/gost-kgs/;
http://belgiss.org.by/russian/pered/mkss.php?mkssUrl=31.040.20&sub=1;
http://www.comrad.spb.ru/pr.php?DType=38;
http://www.gaw.ru;
http://www.tcnti.ru/katalog/gost-oks/31/31.040/31.040.20/?tovar=%C3%CE%D1%D2+27648-88;
http://www.symmetron.ru/suppliers/trimmerres/trimmerres.shtml;
http://www.cadgroup.ru/product/norm/normacs/doc.php?a=show&s=7000&f=310402000;
а также другие источники.
Практически постоянно в наличии имеются потенциометры ( переменные резисторы )
следующих фирм-изготовителей "Mika", "Tomy", "Alps". В
программе поставок только стандартный ряд номиналов
0,5к, 1к, 2к, 5к, 10, 20к, 50к, 100к, 200к, 250к, 500к,
1м
|
