电位器:定义、类型及工作原理

什么是电位器?

一种电位计(也被称为热线仪)定义为3终端可变电阻器在这一电阻是否手动改变以控制流量电流.电位器充当可调分压器

电位器如何工作?

电位器是无源电子元件.电位计通过改变滑动触点穿过均匀性的位置。在电位器中,整个输入电压适用于整个长度电阻器并且输出电压是固定和滑动触点之间的电压降,如下所示。

电位计电路

电位器具有固定在电阻器末端的输入源的两个端子。为了调整输出电压,滑动触点沿着输出端的电阻移动。

这和a不一样变阻器,其中一端固定,滑动端连接电路,如下图所示。

变阻器电路

这是一个非常基本的仪器,用于比较两个电池的电动势和校准安培表电压表和电表。的基本电位计的工作原理很简单。假设我们通过电流计连接了两节电池。负电池端子连接在一起,正电池端子也通过电流计连接在一起,如下图所示。

电位计原理

在这里,如果电势两个电池的电池芯是完全一样的,没有循环当前的在电路中,因此检流计显示零偏转。这电位器工作原理取决于这种现象。

电位计的建筑
电位计

现在让我们想想另一个电路,其中一个电池通过开关和变阻器在电阻器上连接,如下图所示。

电阻有均匀电阻整个长度的单位长度。
因此,电阻的单位长度的压降在整个长度内是相等的。假设,通过调整变阻器,我们得到在电阻的单位长度上出现的v伏特电压降。

现在,一个标准电池的正极连接到电阻器上的a点,而标准电池的负极连接到电流计上。检流计的另一端通过上图所示的滑动触点与电阻接触。通过调整这个滑动端,可以找到一个像B这样的点,在这里没有电流通过检流计,因此检流计没有偏转。

也就是说,标准电池的电动势,与A点和B点之间电阻上的电压相平衡,如果A点和B点之间的距离是L,那么我们可以把标准电池的电动势E写成Lv伏。

这就是电位器如何测量两点之间的电压(这里是a和B之间),而不从电路中获取任何电流成分。这是电位器的特点,它能最准确地测量电压。

电位计类型

电位器主要有两种类型:

  • 旋转电位计
  • 线性电位计

虽然这些电位器的基本结构特点不同,但这两类电位器的工作原理是相同的。

注意这些是直流电位器的类型交流电位计略有不同。

扶轮电位器

旋转式电位器主要用于获得电子电路和电路的一部分的可调节电源电压。无线电晶体管的音量控制器是旋转电位器的旋转电位计的流行示例,其中电位器的旋转旋钮控制了放大器的电源。

rotary-potentiometer

这种类型的电位器有两个端子触点,在它们之间有一个均匀的电阻以半圆形形式放置。该装置还具有中间端子,该中间端子通过与旋转旋钮相连的滑动触点与电阻连接。通过旋转旋钮,可以移动半圆形电阻上的滑动触点。在电阻端触点和滑动触点之间取电压。电位器也被简称为POT。POT也用于变电站蓄电池充电器中,用来调节蓄电池的充电电压。在需要平滑电压控制的地方,旋转式电位器有更多的用途。

线性电位计

线性电位器基本上是一样的,但唯一的区别是这里不是旋转运动,而是在电阻上线性移动滑动接触。在这里,一个直电阻的两端通过源电压连接。滑动触点可以通过与电阻器相连的轨道在电阻器上滑动。所述与所述滑动连接的端子连接所述输出电路的一端,所述电阻的一端子连接所述输出电路的另一端。

线性电位计

这种类型的电位器主要用于测量电路分支的电压,用于测量电池单元的内阻,用于将电池单元与标准电池和我们日常生活进行比较,它通常用于均衡器音乐和声音混合系统。

数字电位器

数字电位器是三端装置,两个固定端和一个用于改变输出电压的雨刷端。

数字电位器有各种各样的应用,包括校准系统,调整偏置电压,调谐滤波器,控制屏幕亮度,和控制音量。

然而,机械电位计遭受一些严重的缺点,这使得它不适合需要精确的应用。尺寸,刮水器污染,机械磨损,电阻漂移,振动,湿度等的敏感性是机械电位器的主要缺点。因此,为了克服这些缺点,数字电位器在应用中更常见,因为它提供更高的准确性。

数字电位器电路

数字电位计的电路由两部分组成,首先是带电子开关的电阻元件,其次是雨刷的控制电路。下图分别显示了这两个部分。

数字电位器的构造
数字电位器

第一部分是一个电阻阵列,每个节点通过双向电子开关连接到一个公共点W,除了端点a和B。W端子是雨刷端子。每个开关都采用CMOS技术设计,在电位器操作的任何给定时间,所有开关中只有一个处于ON状态。

接通的开关确定电位计电阻和交换机的数量决定了设备的分辨率。现在要由控制电路控制哪个开关。控制电路由RDAC寄存器组成,该RDAC寄存器可以使用诸如SPI等界面进行数字写入2C,上/向下或可以通过按钮或a手动手动控制数字编码器.上图显示了一个按钮控制的数字电位器。一个按钮是“UP”或增加电阻另一个是“向下”即减少阻力。

通常,当数字电位器关闭时,刮水器位置位于中间开关。电源打开后,根据我们的要求,我们可以通过合适的按钮操作增加或减少电阻。此外,先进数字电位器还可以具有内置的板载存储器,可以存储刮水器的最后位置。现在,此内存可以是易失性类型或永久性类型,这取决于应用程序。

例如,在设备的音量控制的情况下,我们希望设备记住我们持续使用的卷设置,即使我们再次打开它。因此,在此适用于诸如EEPROM之类的永久类型的内存。另一方面,对于连续重新校准输出的系统,并且没有必要恢复先前值,使用易失性存储器。

数字电位器的优点

数字电位器的优点是:

  • 更高的可靠性
  • 提高准确性
  • 小尺寸,多个电位计可以包装在单个芯片上
  • 可以忽略不计电阻漂移
  • 不受环境条件的影响,如振动,湿度,冲击和雨刷污染
  • 没有移动部分
  • 公差高达±1%
  • 非常低的功耗,高达数十毫瓦

数字电位器的缺点

数字电位计的缺点是:

  • 不适用于高温环境和高功率应用。
  • 由于电子开关的寄生电容,需要考虑到带宽的问题数字电位器.它是可以在擦拭器中越过3 dB衰减的电阻端子的最大信号频率。传递方程类似于a低通滤波器
  • 刮水器电阻中的非线性增加了输出信号的谐波失真。总谐波失真或THD量量量化在穿过后信号在交叉后劣化的程度电阻

电位计的应用

电位器有许多不同的用途。电位器的三个主要应用是:

  1. 将电池电池的EMF与标准单元进行比较
  2. 测量电池单元的内阻
  3. 测量电路支路上的电压

电池电动势比较

电位器的主要用途之一是将一个电池电池的EMF与标准电池单元进行比较。让我们拍摄一个单元,其EMF与标准单元进行比较。电池的正末端和标准电池的正端子与电位计电阻器的固定端连接在一起。两个电池的负端子用电流计依次连接到双向开关。电流计的另一端连接到电阻器上的滑动触点。现在通过调整电阻上的滑动触点,发现电流仪的空偏转在刻度的L长度下为第一电池。将双向开关定位到第二电池之后,然后通过调节滑动触点后,发现电流仪的空偏转为L的长度为L1在规模上。第一个电池是一个标准电池,它的电动势是E。第二个电池是一个未知电池,它的电动势是E1.现在根据上面的解释,我们可以这样写

由于标准电池的电动势已知,因此可以很容易地确定未知电池的电动势。

电位计的使用

测量电池单元的内阻

在这个过程中,一个电池通过电位器的电阻器连接到电流计,如下图所示。一个已知的电阻(R)通过一个开关连接在电池上。首先,我们保持开关打开,调整电位器电阻器的滑动触点,使电流计电流为零。一旦检流计显示零偏转从它的零点,我们采取的位置滑动接触尖端电阻刻度。假设这是L1

现在我们打开开关。在该条件下,循环电流开始流过电池单元以及电阻(R)。结果,由于其内阻,电池本身存在电压降。因此,现在电池单元上的电压比其开路电压或电池的开路电压或EMF小一点。现在,我们再次调整晶体管上的滑动触点,使电流计电流零点,一旦它变为零偏转,在电流计中指示了零偏转,我们将滑动接触尖端的位置放在电阻秤上并说它是L2

25157 - 1

通过使用下面的下面的公式,可以发现电池单元的内阻。

式中r为电池单体的内阻。

使用电位计测量电池的内阻

电位器测量电压

在电位器的帮助下测量电路分支的电压的原理也很简单。在此,我们必须调整变阻器以调节通过电阻器的电流,使其导致电阻器的每单位长度的特定电压降。现在我们必须将分支的一端连接到电阻器的开头,另一端通过电流计连接到电阻器的滑动触点。现在我们必须滑动电阻上的滑动触点,直到电流计显示零偏转。当电动仪达到其零条件时,我们必须读取读取滑动接触尖端的位置,在电阻秤上,因此我们可以在电路的分支中找出电压,因为我们已经调整了每单位长度的电压电阻器。

使用电位计测量电压

变阻器和电位计

电位器提供可变电压。变阻器可变阻力。电位器是三个终端装置,而变阻器是两个终端装置。施工明智的两种设备看起来相似,但它们的操作原则完全不同。在电位器中,均匀电阻的两个端子端子连接到源电路。在变阻器中,只有一个均匀电阻的端子连接到电路,电阻的另一端保持打开。在两个电位器和变阻器中,对电阻有滑动接触。

电位计和变阻器

在电位器中,输出电压取于固定触点和滑动触点之间。在变阻器中,固定端和滑动端之间的电阻是可变的。电位器的电阻通过电路连接。变阻器的电阻与电路串联。变阻器一般是利用滑动触点调节电阻来控制电流的。在电位器中,通过调节电阻的滑动接触来控制电压。

TAT,在固定和滑动端子之间实现可变电阻。电位器的电阻通过电路连接。变阻器的电阻与电路串联。变阻器一般是利用滑动触点调节电阻来控制电流的。在电位器中,通过调节电阻的滑动接触来控制电压。

电位计驱动单元

电位器通过比较测量电压和电位器电阻上的电压来测量电压。因此,对于电位器的操作,必须有一个源电压连接在电位器电路上。这个单元提供这个源电压来驱动电位器的称为驱动单元。驱动单元通过电位器的电阻传递电流。该电流和电位器电阻的乘积提供该设备的满量程电压。通过调整这个电压,可以改变电位器的灵敏度。这通常是通过调整通过电阻的电流来实现的。通过电阻的电流由与驱动单元串联的变阻器控制。要记住,驱动单元的电压必须大于被测电压。

电位计的灵敏度

电位器的灵敏度意味着电位计可以测量小电压差。对于相同的驾驶电压如果我们增加电位计电阻的长度,则每单位电压的电阻长度增加。因此,电位器的敏感性增加。所以我们可以说电位器的敏感性与阻力的长度成正比。同样,如果我们减少了固定长度电位计电阻的驾驶电压,那么每单位电阻的电压也会降低。因此,电位器的敏感性再次增加。因此,电位器的灵敏度与驾驶电压成反比。

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