потерпевшая сторона

Миниатюрные энкодеры и потенциометры Contelec

Подстрочная маркировка переменных резисторов

К резисторам относят пассивные элементы электрических цепей. Эти элементы используются для линейного преобразования силы тока в напряжение или наоборот. При преобразовании напряжения может ограничиваться сила тока, или происходить поглощение электрической энергии. Изначально эти элементы носили название сопротивлений, так как именно эта величина оказывает решающее значение в их использовании. Позже, чтобы не путать базовое физическое понятие и обозначение радиокомпонентов, стали использовать название резистор.

Виды переменных резисторов

Переменные резисторы отличаются от других тем, что способны менять сопротивление. Существует 2 основных вида переменных резисторов:

• потенциометры, которые преобразуют напряжение;
• реостаты, регулирующие силу тока.

Резисторы позволяют изменять громкость звука, подстраивать параметры цепей. Эти элементы используют при создании датчиков разного назначения, систем сигнализации и автоматического включения оборудования. Переменные резисторы необходимы для регулировки оборотов двигателей, фотореле, преобразователей для видео,- и аудиотехники. Если стоит задача отладить оборудование, то потребуются подстроечные резисторы.

Потенциометры

Потенциометр отличается от других видов сопротивлений тем, что имеет три вывода:

• 2 постоянных, или крайних;
• 1 подвижный, или средний.

Два первых вывода находятся по краям резистивного элемента и соединены с его концами. Средний выход объединен с подвижным ползунком, посредством которого происходит перемещение по резистивной части. За счет этого перемещения значение сопротивления на концах резистивного элемента меняется.

Все варианты переменных резисторов подразделяются на проволочные и непроволочные, это зависит от конструкции элемента.

Как устроен резистор

Для создания непроволочного переменного резистора используются прямоугольные или подковообразные пластины из изолята, на поверхность которых наносится особый слой, обладающий заданным сопротивлением. Обычно слой представляет собой углеродистую пленку. Реже в конструкции применяют:

• микрокомпозиционные слои из металлов, их оксидов и диэлектриков;
• гетерогенные системы из нескольких элементов, включающих 1 проводящий;
• полупроводниковые материалы.

Внимание! При использовании резисторов с угольной пленкой в цепи питания важно не допустить перегрева элемента, иначе в процессе регулировки возможны резкие перепады напряжения.

При использовании подковообразного элемента движение ползунка идет по кругу с углом поворота до 2700С. Такие потенциометры имеют округлую форму. У прямоугольного резистивного элемента движение ползунка поступательное, а потенциометр выполнен в виде призмы.

Проволочные варианты построены на основе высокоомного провода. Этот провод наматывается на кольцеобразный контакт. Во время работы контакт передвигается по этому кольцу. Для того чтобы обеспечить прочное соединение с контактом, дорожка дополнительно полируется.

Как выглядит непроволочный переменный резистор

Материал изготовления зависит от точности работы потенциометра. Особое значение имеет диаметр провода, который выбирается, исходя из плотности тока. Провод должен обладать высоким удельным сопротивлением. В производстве для обмотки используют нихром, манганин, констатин и специальные сплавы из благородных металлов, которые имеют низкую окисляемость и повышенную износостойкость.

В высокоточных приборах применяют готовые кольца, куда помещают обмотку. Для такой обмотки необходимо специальное высокоточное оборудование. Каркас выполняют из керамика, металла или пластмассы.

Если точность прибора составляет 10-15 процентов, то применяют пластину, ее сворачивают в кольцо после проведения намотки. В качестве каркаса используют алюминий, латунь или изоляционные материалы, например, стеклотекстолит, текстолин, гетинакс.

Обратите внимание! Первым признаком выхода из строя резистора может быть треск или шум при повороте регулятора для корректировки громкости. Этот дефект возникает в результате износа резистивного слоя, а, значит, неплотного контакта.

Основные характеристики

Среди параметров, от которых зависит работа переменного резистора, большое значение имеет не только полное и минимальное сопротивления, но и другие данные:

• функциональная характеристика;
• мощность рассеивания;
• износостойкость;
• существующая степень шумов вращения;
• зависимость от окружающих условий;
• размеры.

Сопротивление, которое возникает между неподвижными выводами, получило название полного.

В большинстве случаев номинальное сопротивление указывается на корпусе и измеряется в кило,- и мегаомах. Это значение может колебаться в пределах 30 процентов.

Зависимость, по которой происходит изменение сопротивления при движении подвижного контакта от одного крайнего вывода к другому, называется функциональной характеристикой. Согласно этой характеристике, переменные резисторы подразделяются на 2 вида:

1. Линейные, где величина уровня сопротивления трансформируется пропорционально передвижению контакта;
2. Нелинейные, в которых уровень сопротивления изменяется по определенным законам.

Значение функциональных характеристик потенциометров

На рисунке показаны разные виды зависимостей. Для линейных переменных резисторов зависимость показана на графике А, для нелинейных, которые работают:

• по логарифмическому закону – на кривой Б;
• по показательному (обратно логарифмическому) закону – на графике В.

Также нелинейные потенциометры могут менять сопротивления, как это показано на графиках И и Е.

Все кривые построены по показаниям полного и текущего угла поворота подвижной части – αn и α от полного Rn и текущего R сопротивлений. Для вычислительной техники и автоматических устройств уровень сопротивления может меняться по косинусным или синусным амплитудам.

Для того чтобы создать проволочные резисторы с необходимой функциональной характеристикой, используют каркас разной высоты или меняют расстояние в шагах между витками обмотки. Для этих же целей в непроволочных потенциометрах изменяют состав или толщину резистивной пленки.

Основные обозначения

В схемах токопроводящих цепей переменный резистор обозначается в виде прямоугольника и стрелки, которая направлена в центр корпуса. Эта стрелка показывает средний или подвижный регулировочный выход.

Иногда в схеме необходимо не плавное, а ступенчатое переключение. Для этого используют схему, состоящую из нескольких постоянных резисторов. Эти сопротивления включаются, в зависимости от положения ручки регулятора. Тогда к обозначению добавляют знак ступенчатого переключения, цифра сверху указывает на число ступеней переключателя.

Для постепенной регулировки громкости в аппаратуру высокой точности интегрированы сдвоенные потенциометры. Здесь значение сопротивления каждого резистора меняется при движении одного регулятора. Этот механизм обозначается пунктиром или сдвоенной линией. Если на схеме переменные резисторы находятся вдали друг от друга, то связь просто выделяют пунктиром на стрелке.

Некоторые сдвоенные варианты могут управляться независимо друг от друга. В таких схемах ось одного потенциометра помещена внутри другого. В этом случае обозначение сдвоенной связи не используют, а сам резистор маркируют согласно его позиционному обозначению.

Переменный резистор может комплектоваться выключателем, который подает питание на всю схему. В этом случае ручка выключателя совмещается с переключающим механизмом. Выключатель срабатывает при перемещении подвижного контакта в крайнее положение.

Обозначения переменных резисторов

Особенности подстроечных резисторов

Такие радиокомпоненты необходимы для осуществления настройки элементов оборудования во время ремонта, наладки или сборки. Главное отличие подстроечных резисторов от остальных моделей заключается в существовании дополнительного стопорного элемента. В работе этих резисторов используется линейная зависимость.

Для создания компонентов применяются плоские и кольцевые резистивные элементы. Если речь идет об использовании приборов при большой нагрузке, то применяются цилиндрические конструкции. В схеме вместо стрелки ставят знак подстроечной регулировки.

Как определить вид переменного резистора

Общая маркировка потенциометров и подстроечных резисторов содержит цифровое и буквенное обозначение модели, которое указывает на вид, особенность конструкции и номинал.

У первых резисторов в начале аббревиатуры была буква «С», то есть сопротивление. Вторая буква «П» обозначала переменный или подстроечный. Далее шел номер группы токонесущей части. Если речь шла о нелинейных моделях, то маркировка начиналась с букв СН, СТ, СФ, в зависимости от материала изготовления. Затем шел регистрационный номер.

Сегодня используется обозначение РП – резистор переменный. Потом следует группа: проволочные – 1 и непроволочные – 2. В конце также идет регистрационный номер разработки через тире.

Для удобства обозначений в миниатюрных резисторах используется своя цветовая палитра. Если радиокомпонента слишком мала, наносится маркировка в виде 5, 4 или 3 цветных колец. Первой идет величина сопротивления, дальше – множитель, а в конце – допуск.

Цветовое кодирование резисторов

Важно! Радиодетали производят многие торговые компании по всему миру. Одни и те же обозначения могут относиться к разным параметрам. Поэтому модели выбирают по прилагаемым в описании характеристикам.

Общее правило для выбора резистора заключается в том, чтобы изучить официальные обозначения на сайте производителя. Только так можно быть уверенным в необходимой маркировке.

Видео

Типы потенциометров: потенциометры с проволочной обмоткой, с углеродной пленкой и с пластиковой пленкой

Типы потенциометров

Обычно используются три типа потенциометров: потенциометры с проволочной обмоткой, с углеродной пленкой и с пластиковой пленкой. Все они описаны ниже:

1) Потенциометры с проволочной обмоткой: Этот потенциометр состоит из нескольких витков проволоки, намотанной вокруг вала из непроводящего материала. Витки катушки скреплены клеем.В этом случае ползунок, соединенный с телом, смещение которого необходимо измерить, перемещается по дорожке потенциометра и входит в контакт с последовательными витками катушки. В этом случае провод между двумя последовательными витками не покрывается ползунком, что ограничивает разрешающую способность потенциометров намотки проволоки. Однако чем больше количество витков катушки, тем больше разрешение катушки. Разрешение измеряется как величина, обратная числу витков катушки. Это устройство имеет низкий уровень шума, механически грубое и прочное.

2) Потенциометры с углеродной пленкой: Потенциометры с углеродной пленкой образуются путем нанесения чернил из углеродного состава на изолирующий корпус, который в большинстве случаев представляет собой фенольную смолу. Это один из наиболее часто используемых материалов для горшков, он довольно дешев и имеет разрешение лучше, чем потенциометры с проволочной обмоткой. У них разумный срок службы и приемлемый уровень шума.

3) Горшки из пластиковой пленки: Эти горшки состоят из специально пропитанного пластика, характеристики сопротивления которого регулируются должным образом.Их можно использовать как для вращательных, так и для поступательных движений ползуна. У них очень хороший срок службы, разрешение лучше, чем у электролизеров с проволочной обмоткой, и низкий уровень шума.

В горшках с углеродной пленкой и пластиковой пленкой разрешение ограничено размером зерна частиц, поэтому их точность очень высока. Их разрешение может достигать от 10 до -4 и обычно ограничивается только пружиной, соединенной между ползунком и телом, движение которого необходимо измерить.

Эксплуатационные проблемы с потенциометрами

Горшки используются для измерения смещения тела, но с этим измерением связаны некоторые проблемы.Эти проблемы обычно возникают в точке соприкосновения ползуна и дорожки сопротивления. Вот некоторые из этих проблем:

1. Иногда грязь накапливается между ползунком и поверхностью сопротивления, что указывает на большее сопротивление, чем фактическое значение. Это дает ложный выход напряжения, а в некоторых случаях происходит полная потеря напряжения.

2. Если ползунок перемещается очень быстро, есть вероятность того, что контакт будет дергаться, что дает прерывистый выход напряжения, а не непрерывный.

3. Иногда трение между ползунком и поверхностью сопротивления может быть значительно выше, что ограничивает движение ползуна по сравнению с фактическим движением тела из-за сил трения.

Для большинства потенциометров типичная точность, указанная производителями, составляет + -1% от показаний полной шкалы устройства. Доступны инструменты с точностью + -2 мм, а также + -1 мм.

На рисунке ниже показаны некоторые часто используемые горшки или потенциометры.

Различные типы потенциометров

Ссылка

1. Книга: Механические измерения Томаса Г. Беквита и Н. Льюиса Бака

2. Книга: Принципы измерений и приборостроения Алана Морриса.

3. Elliott Sound Products

Изображение предоставлено

1. Futurlec

Этот пост является частью серии: Что такое потенциометр?

Это серия статей, в которых описывается, что такое потенциометр, также называемый потенциометром, его типы, а также его можно использовать в качестве преобразователя.

1. Что такое потенциометр? Потенциометр, используемый в качестве преобразователя или датчика
2. Типы потенциометров

Потенциометры — обзор | Темы ScienceDirect

6.2 Потенциометрия

Потенциометрия измеряет с помощью оборудования с высоким входным импедансом (потенциометра) разность окислительно-восстановительных потенциалов раствора между рабочим или индикаторным электродом и противоэлектродом в статических условиях. Электроды, используемые для обеспечения опорного потенциала, обычно включают водород, насыщенную каломель или хлорид серебра (AgCl).Однако для рутинной аналитической работы водородный электрод выбирают редко из-за сложности изготовления и использования установки. Хлорсеребряный электрод предпочтителен, когда температура системы не контролируется. Рабочий электрод измеряет ток, генерируемый системой без какого-либо внешнего возбуждения. В современном устройстве каждый электрод помещается в отдельный раствор и подключается к инструменту потенциометра, в то время как солевой мостик, содержащий инертный электролит, такой как хлорид калия, подвергается воздействию каждого образца, замыкая электрическую цепь (рис.6.2). Обычно противоэлектрод называют анодом, а рабочий электрод — катодом.

Рис. 6.2. Типичное расположение потенциометрического датчика. Он состоит из индикатора и электрода сравнения, которые погружены в раствор пробы и подключены к двум клеммам вольтметра. Рабочий электрод выполнен из ионоселективной мембраны. Эта мембрана разделяет раствор образца и раствор внутреннего наполнителя рабочего электрода.

Измерения всегда производятся при отсутствии или очень слабом токе, поэтому состав измеряемого вещества не изменяется, что делает возможным количественный анализ. В таких условиях измеренный потенциал может быть связан с концентрацией одного или нескольких электроактивных аналитов, присутствующих в образце.В самом деле, этот потенциал представляет собой разность между потенциалами восстановления для окислительно-восстановительной реакции на катоде и аноде, этот потенциал восстановления линейно зависит от логарифма концентрации ионов в соответствии с формулировкой, введенной Вальтером Нернстом в 1889 году (уравнение 6.1).

(6.1) E = E ° −RT / nF ∗ ln⁡aRed / aOx

, где E ° — потенциал стандартного состояния, R — газовая постоянная, T — температура в Кельвинах, n — число электронов в окислительно-восстановительной реакции, F — постоянная Фарадея и a _Red / a _Ox — коэффициент реакции (соотношение между электрохимической активностью восстановителя и окислителя).

Индикаторные электроды могут быть металлическими или мембранными, которые также называются ионоселективными электродами (ISE). Металлические электроды можно разделить на четыре вида. В первом случае металлический электрод находится в непосредственном контакте с электролитом. Если ионы этого металла содержатся в системе, то равновесие достигается на поверхности металла в зависимости от концентрации ионов металла в растворе. Ионы металла захватываются поверхностью металла и одновременно попадают в электролит.Однако этот тип электрода страдает плохой селективностью, поскольку он может реагировать на любые более легко восстанавливаемые катионы. Металлический электрод второго типа состоит из металла, покрытого или погруженного в одну из его растворимых солей (например, AgCl). Этот электрод реагирует на анионы соли. Металлический электрод третьего типа использует две равновесные реакции для реакции на катион, отличный от катиона металлического электрода. Если электролит не содержит ионов соответствующего металла, тогда металлические электроды все еще могут образовывать окислительно-восстановительный потенциал, если в электролите происходит окислительно-восстановительная реакция.Поверхность электрода инертна к окислительно-восстановительной реакции. Из металла не выделяются ионы металлов; в этом случае поверхность металла действует только как катализатор для электронов. Обычно в качестве металлического индикаторного электрода используют золото или платину, поскольку они химически инертны (не участвуют в реакции). Этот электрод является четвертым видом металлических электродов.

В настоящее время в потенциометрии обычно используются электроды, избирательно чувствительные к интересующему иону, например, селективный фторид-электрод.Внутри мембранных электродов запечатан заполняющий раствор. Этот раствор содержит ионы, к которым мембрана избирательна. Если есть разница в активности этих ионов на двух сторонах мембраны, ионы войдут в мембрану с той стороны, где активность выше, и они будут существовать через мембрану с другой стороны. Этот поток ионов изменяет электрохимические свойства мембраны и вызывает изменение потенциала. Идеальная селективность по одному типу ионов практически невозможна.Большинство ионно-чувствительных электродов часто реагируют с ионами с аналогичными химическими свойствами или аналогичной структурой. Эти мембраны могут быть изготовлены из твердого материала (например, кристаллической или поликристаллической неорганической соли, такой как Ag ₂ S или LaF ₃ , или некристаллической, такой как стекло или полимер), или жидкого материала (например, водного раствора Ca ^{2 +} ). Электрод со стеклянной мембраной, используемый в pH-метре, принадлежит к этому семейству электродов. Он был открыт Кремером в 1906 году.Он измеряет разницу в активности ионов гидроксония (H ₃ O ⁺ ).

Рабочий диапазон для большинства ISE составляет от 0,1–1 M до 10 ^{— 5} –10 ^{— 11} M. Этот широкий диапазон значительно больше, чем у многих других аналитических методов. Существует несколько ограничений на определение активности аналита потенциометрией. Одна из проблем заключается в том, что потенциалы стандартного состояния ( E °) зависят от температуры, а значения в справочных таблицах обычно относятся к температуре 25 ° C.Вторая проблема заключается в том, что потенциал стандартного состояния зависит от химического состава раствора. Третья проблема заключается в том, что через элемент может проходить небольшой электрический ток. Последним ограничением является появление потенциалов перехода на границе раздела двух ионных растворов (т.е. на границах раздела между образцом и солевым мостиком). Из-за всех этих неопределенностей обычно наблюдается точность 1–10% в зависимости от типа ионов. Точность обычно ниже ± 0.8%, опять же в зависимости от типа аналитов.

Вероятно, наиболее частым применением потенциометрии является определение pH раствора. Он заключается в определении активности ионов водорода (H ⁺ ). Когда поверхность стекла погружается в водный раствор, на поверхности стекла образуется тонкий сольватированный слой (слой геля), структура которого более мягкая. Это касается как внешней, так и внутренней части стеклянной мембраны. Концентрация протонов внутри мембраны постоянна (pH = 7), а концентрация снаружи определяется концентрацией или активностью протонов в электролите.Эта разница концентраций создает разность потенциалов, которую мы измеряем с помощью pH-метра. Измерение pH нетривиально и требует тщательной калибровки и процедуры. Аналогичным образом, для клинического применения активность наиболее распространенных аналитов, таких как Na ⁺ , K ⁺ , Ca ^{2 +} и Cl ^—, может быть измерена потенциометрией.

Еще одно применение потенциометрического датчика — определение газа. Действительно, ряд мембранных электродов реагирует на концентрацию растворенного газа.Базовая конструкция состоит из тонкой мембраны, отделяющей образец от внутреннего раствора, содержащего ИСЭ. Мембрана проницаема для газообразного аналита. Молекулы газа проходят через мембрану, где они вступают в реакцию с внутренним раствором, образуя частицы, концентрация которых контролируется ISE. Например, в электроде CO ₂ CO ₂ диффундирует через мембрану, где он реагирует во внутреннем растворе с образованием H ₃ O ⁺ .

Потенциометрические электроды также могут реагировать на биохимически важные виды.Наиболее распространенный класс потенциометрических биосенсоров — это ферментные электроды, в которых фермент иммобилизован на поверхности потенциометрического электрода. Анализируемое вещество вступает в реакцию с ферментом и производит продукт, концентрация которого контролируется потенциометрическим электродом. Потенциометрические биосенсоры также были разработаны для других биологически активных видов, включая антитела, бактериальные частицы, ткани и рецепторы гормонов. Одним из примеров ферментного электрода является глюкозный электрод, который основан на каталитическом гидролизе глюкозы глюкозооксидазой.

Энергонезависимые цифровые потенциометры | Ньюарк

Потенциометр — Конструкция — Принцип работы — Типы потенциометров — Символ потенциометра — Применение потенциометра — Разница между реостатом и потенциометром — Разрешение потенциометра — Соответствие потенциометра — Преимущества

Потенциометр — это трехконтактный электронный компонент, и он состоят из резистивного элемента и стеклоочистителя, который подает переменное напряжение на различные электрические и электронные схемы. Символ потенциометр показан ниже:

Потенциометр состоит из резистивного элемента, клемм , контакт / стеклоочиститель , привод / вал и кожух .Резистивный элемент — это основная часть любого потенциометра. Резистивные элементы бывают двух типов: проволочные и беспроволочные. Непроволочный намотанный элемент из кермета , углерода , металлической пленки или навалом металл.

Углеродные элементы

• Однопроволочный тип
• Серебряный припой типа
• Прижимные зажимы
• Припой

Типы потенциометров

Потенциометры линейные используйте в нем проволочный резистивный элемент .Они не вращаются в круговое положение. Эти потенциометры состоят из ползунка , который перемещается сверху вниз или снизу вверх в линейном положении. Проволочная обмотка резистивный элемент подключен к дворнику, а этот стеклоочиститель подключен к ползунок, и этот ползунок подает переменное напряжение на его центральном выводе, когда он перемещается от одного конца к другому по прямой.

• Мембрана как стеклоочиститель
• Мембрана как резистивный элемент.
• Клейкая пленка

Логарифмический потенциометр это тип поворотных потенциометров, и эти потенциометры работают в соответствии с логарифмическая шкала .Эти потенциометры состоят из металлокерамики резистивный элемент и стеклоочиститель, обеспечивающий контакт между резистивным элемент и поворотная ручка потенциометра. Вся конструкция логарифмический потенциометр такой же, как поворотный потенциометр. Логарифмический потенциометры обеспечивают логарифмические функции для выходных напряжений. Это дает логарифмические значения / фиксированные значения на разных позициях резистивного элемента. Некоторые потенциометры не могут обеспечить точные логарифмические значения напряжения.

Логарифмический потенциометры используются в панелях регулировки громкости, схемах управления звуком и голосом и регуляторы тембра и т. д.

Цифровой потенциометр Up / Down управляется пара кнопок. Одно нажатие кнопки увеличивает значение сопротивления и другая кнопка уменьшает свое сопротивление.