Разделы презентаций
- Разное
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Геометрия
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
ПОТЕНЦИОМЕТРЫ
Содержание
- 1. ПОТЕНЦИОМЕТРЫ
- 2. Потенциометр – регулируемый делитель напряжения, представляющий собой,
- 3. Он предназначен для получения электрического сигнала, функционально
- 4. Вследствие относительной простоты конструкции и широты реализуемых
- 5. В зависимости от материала резистивного элемента и
- 6. Основные понятия и определения
- 7. Простейший по конструкции проволочный потенциометр (а) представляет
- 8. Основные понятия и определения
- 9. Основные понятия и определения
- 10. Основные понятия и определения
- 11. Основные понятия и определения
- 12. По типу перемещения движка потенциометры разделяют на
- 13. Основные понятия и определения
- 14. Каркасы проволочных потенциометров делятся на: кольцевые (а),
- 15. Каркасы изготовляют из гетинакса, текстолита, термореактивных пресс-порошков,
- 16. К материалу проволоки для обмотки предъявляют следующие
- 17. Наиболее широкое распространение для изготовления резистивной проволоки
- 18. Для обмоток потенциометров применяют проволоку диаметром 0,03...0,3
- 19. Важным элементом конструкции потенциометра является движок с
- 20. Он характеризуется бесконечной разрешающей способностью, высокой точностью
- 21. Сопротивление металлопленочного потенциометра в отличие от проволочного
- 22. В пластиковых потенциометрах резистивный элемент выполняют из
- 23. На (б) представлена схема использования фотопотенциометра 3
- 24. Жидкостной потенциометр – потенциометр, в котором в
- 25. В потенциометре с вращающимся электродом общее напряжение
- 26. Основные параметры и характеристики
- 27. Основные параметры и характеристики
- 28. Основные параметры и характеристики
- 29. Основные параметры и характеристики
- 30. Основные параметры и характеристики
- 31. Основные параметры и характеристики
- 32. Основные параметры и характеристики
- 33. Основные параметры и характеристики
- 34. Основные параметры и характеристики
- 35. Основные параметры и характеристики
- 36. Основные параметры и характеристики
- 37. Основные параметры и характеристики
- 38. Основные параметры и характеристики
- 39. Основные параметры и характеристики
- 40. Основные параметры и характеристики
- 41. Основные параметры и характеристики
- 42. Основные параметры и характеристики
- 43. Наиболее важными механическими характеристиками потенциометра являются допустимая
- 44. Износоустойчивость потенциометра оценивается наибольшим числом полных перемещений
- 45. Потенциометры являются одной из наименее надежных частей
- 46. В микроэлектронике в основном применяются цифровые потенциометры
- 47. Цифровые потенциометры – альтернатива электромеханическим переменным резисторам.
- 48. Цифровые потенциометры (ЦП) становятся заменой электромеханическим резисторам
- 49. Цифровыми потенциометрами регулируется яркость и контрастность ЖКИ
- 50. Структурная схема типичного цифрового потенциометра Основные параметры и характеристики
- 51. Основные параметры и характеристики
- 52. В ЦП отсутствует подвижный контакт к резистивному
- 53. Принципиальное отличие ЦП от переменных резисторов в
- 54. Обычные переменные резисторы после регулировки сохраняют свое
- 55. По сравнению с обычными переменными резисторами, ЦП
- 56. Недостатки: существуют некоторые отличия цифровых потенциометров от
- 57. Еще одним важным параметром ЦП, впрочем, как
- 58. Диапазон допустимых напряжений на выводах: пожалуй, самое
- 59. Некоторые типы ЦП допускают напряжение на выводах
- 60. регулировка усиления, частоты настройки и добротности фильтров
- 61. 1. Потенциометры. Типы потенциометров. Основные параметры и характеристики потенциометров. Цифровые потенциометры.Вопросы к экзаменам
- 62. Скачать презентанцию
Потенциометр – регулируемый делитель напряжения, представляющий собой, как правило, резистор с подвижным отводным контактом (движком)Основные понятия и определения
Слайды и текст этой презентации
Слайд 2Потенциометр – регулируемый делитель напряжения, представляющий собой, как правило, резистор
с подвижным отводным контактом (движком)
Слайд 3Он предназначен для получения электрического сигнала, функционально зависящего от углового
или поступательного перемещения токосъемного элемента (движка с контактами).
При соответствующем
включении он может быть использован и как резистор с переменным сопротивлением. Это определение относится к электромеханическим переменным резисторам. Основные понятия и определения
Слайд 4Вследствие относительной простоты конструкции и широты реализуемых функций потенциометры получили
значительное распространение в приборостроении:
в измерительных системах их используют как
первичные преобразователи механического перемещения в электрическое напряжениев автоматических системах потенциометры часто применяют как элементы обратной связи
в вычислительной технике – для реализации функциональных аналоговых зависимостей
Основные понятия и определения
Слайд 5В зависимости от материала резистивного элемента и конструкции потенциометра различают
следующие их типы: проволочные, пленочные, пластиковые, фотоэлектрические и жидкостные потенциометры.
Существуют также цифровые потенциометры, которые являются альтернативой электромеханическим переменным резисторам.
Основные понятия и определения
Слайд 7Простейший по конструкции проволочный потенциометр (а) представляет собой каркас 1
постоянного или переменного поперечного сечения, выполненный из токонепроводящего материала или
из алюминиевого сплава с электроизоляцией.Основные понятия и определения
Слайд 12По типу перемещения движка потенциометры разделяют на потенциометры с поступательным
и вращательным перемещением движка.
В многооборотных потенциометрах (б) подвижный контакт
1, имеющий форму ролика, совершает винтовое перемещение по каркасу 2, выполненному в виде спирали из медного стержня диаметром 1...2 мм.На каркас намотан тонкий резистивный провод. Существуют и другие схемы многооборотных потенциометров. Многооборотные потенциометры позволяют получить при небольших габаритах большую рабочую длину резистивного элемента.Основные понятия и определения
Слайд 14Каркасы проволочных потенциометров делятся на: кольцевые (а), пластинчатые (б), стержневые
(в), дуговые (г) и многооборотные (д).
Потенциометры с кольцевыми каркасами
используют либо для ограниченного поворота движка на 30...358° (перемещение движка в этом случае ограничивается упорами), либо для кругового движения с периодическим повторением одной и той же функции.Дуговые каркасы применяют для поворота движка на 40...90°, а пластинчатые – на 15...40° (с большой длиной движка) или для поступательного перемещения движка. Каркасы изготовляют из гетинакса, текстолита, термореактивных пресс-порошков, а также из алюминиевых сплавов соответствующих марок.
Основные понятия и определения
Слайд 15Каркасы изготовляют из гетинакса, текстолита, термореактивных пресс-порошков, а также из
алюминиевых сплавов соответствующих марок. Неметаллические материалы используют для изготовления каркасов
потенциометров невысокой точности. Достоинством неметаллических материалов является то, что при их применении нет необходимости в создании специальных токоизоляционных пленок на поверхностях каркасов.У металлических каркасов такая пленка может быть получена либо нанесением слоя лака, либо с помощью электроизоляционного анодирования, в результате которого на поверхностях каркаса образуется изоляционная пленка, пропитываемая затем лаком. Металлические каркасы отличаются от неметаллических тем, что у них может быть получена высокая точность размеров даже при сложной конфигурации каркаса.
Основные понятия и определения
Слайд 16К материалу проволоки для обмотки предъявляют следующие требования:
большое удельное
электрическое сопротивление
малый температурный коэффициент электрического сопротивления
высокая коррозионная стойкость
высокая прочность и
износостойкостьхорошая пластичность
Основные понятия и определения
Слайд 17Наиболее широкое распространение для изготовления резистивной проволоки потенциометров получили следующие
сплавы:
медноникелевый сплав с добавлением марганца (константан НМц40-1,5) имеет большое удельное
сопротивление и отличается очень малым ТКСманганин МНМцЗ-12 имеет свойства примерно такие же, как и константан, но отличается быстрой окисляемостью
хромоникелевые сплавы (нихромы Х15Н60, Х20Н80) отличаются большим удельным сопротивлением, но одновременно имеют очень большой ТКС
сплавы на основе благородных металлов химически нейтральны и не подвержены коррозии при высоких температурах. Сплавы на основе благородных металлов используют в высокоточных потенциометрах измерительных и автоматических систем
Основные понятия и определения
Слайд 18Для обмоток потенциометров применяют проволоку диаметром 0,03...0,3 мм, но чаще
диаметром 0,06...0,12 мм (через 0,01 мм). Из манганина, обладающего хорошей
пластичностью, изготовляют также проволоку диаметром 0,02 мм.Если обмотку выполняют из неизолированной проволоки, намотка должна осуществляться с зазором между витками для устранения возможности замыкания соседних витков. При применении проволоки с изоляцией намотка может осуществляться без зазора.
Основные понятия и определения
Слайд 19Важным элементом конструкции потенциометра является движок с контактом. Движок должен
обладать малой инерционностью и большой жесткостью.
Пленочный потенциометр состоит из
тонкой резистивной металлической или угольной пленки с выводами выходного напряжения на концах и скользящего контакта. Резистивный элемент металлопленочного потенциометра представляет собой тонкий слой высокоомного металла, нанесенного на стеклянную пластинку. Толщина слоя 2-3 мкм.
Основные понятия и определения
Слайд 20Он характеризуется бесконечной разрешающей способностью, высокой точностью и надежностью. Чтобы
получить требуемую величину, необходима очень малая толщина металлической пленки, что
лимитирует срок ее службы и надежность.Углеродные пленки могут быть намного толще, так как углерод обладает высоким удельным сопротивлением. Кроме того, они характеризуются низким уровнем шумов, автоматической смазкой и устойчивостью против коррозии.
Разработаны потенциометры с металлокерамическим резистивным элементом и с пленками на основе проводящих пластиков.
Основные понятия и определения
Слайд 21Сопротивление металлопленочного потенциометра в отличие от проволочного не носит ступенчатого
характера, вследствие чего исчезает витковая погрешность, уменьшение которой в проволочных
потенциометрах имеет определенные пределы.Фактически неограниченная разрешающая способность пленочных потенциометров обеспечивает бесконечное число положений контакта на резистивном элементе. Кроме того, момент вращения металлопленочных потенциометров меньше, чем у проволочных. Общее сопротивление таких потенциометров лежит в пределах от 100 Ом до 1 Мом, погрешность характеристики не превышает 0,5 %. Металлоплёночные потенциометры применяются в приборах с потенциометрическими дистанционными передачами и следящими системами.
Основные понятия и определения
Слайд 22В пластиковых потенциометрах резистивный элемент выполняют из твердых токопроводящих пластмасс.
Такие потенциометры отличает большая износостойкость.
В фотопотенциометре (а) роль скользящего контакта
выполняет световое пятно 2, перемещающееся по фотопроводнику 1, который соединяет между собой резистивный элемент 4, выполненный в виде тонкой полоски из металла с высоким сопротивлением и токосъемник 3, имеющий малую величину сопротивления. В месте, где световое пятно 2 падает на фотопроводник 1, создается токопроводящий мост между резистивным элементом 4 и токосъемником 3.Основные понятия и определения
Слайд 23На (б) представлена схема использования фотопотенциометра 3 с подвижным источником
света 1. Маска 2 в этом случае неподвижна.
Существуют также
конструкции, в которых подвижной является маска, а не источник света. Основные понятия и определения
Слайд 24Жидкостной потенциометр – потенциометр, в котором в качестве резистивного элемента
используется жидкость. Конструктивно это сосуд, заполненный токопроводящим электролитом. В сосуд
введены два электрода - подвижный и неподвижный. При изменении расстояния между ними изменяется длина столба токопроводящего электролита, а следовательно, и значение его электрического сопротивления.Например, жидкостный потенциометр с линейным изменением сопротивления может иметь несколько электродов с вертикальным перемещением. Общее (входное) напряжение подводится на заземленный экран и не заземленный металлический электрод. Линейную и нелинейную функции можно воспроизвести, придав определенную форму электродам и экрану.
Основные понятия и определения
Слайд 25В потенциометре с вращающимся электродом общее напряжение подводится на две
неподвижные лопасти, третья - подвижная лопасть служит выходным электродом. Вторым
выходным электродом является вращающаяся лопасть.Таким образом, отпадает надобность в скользящих металлических контактах. Придав лопасти определенную форму, можно получить различные законы изменения сопротивления потенциометра как функции угла поворота его оси.
Сопротивление жидкостных потенциометров зависит от электролита и составляет от нескольких сот Ом до нескольких МОм.
Основные понятия и определения
Слайд 43Наиболее важными механическими характеристиками потенциометра являются допустимая скорость перемещения движка
и момент трогания.
Допустимая скорость движка определяется возможностью отрыва подвижного
контакта от резистивного элемента при так называемой критической скорости его перемещения.Момент трогания – это минимальный момент, который необходимо приложить к оси движка для ее поворота.
Основные параметры и характеристики
Слайд 44Износоустойчивость потенциометра оценивается наибольшим числом полных перемещений движка, при котором
параметры потенциометра не выходят за установленные пределы. Износоустойчивость зависит от
скорости перемещения движка, режимов и условий эксплуатации, конструкции подвижной системы, но наиболее значительное влияние оказывают контактное давление и механические свойства материалов контакта и резистивного элемента.Износоустойчивость можно существенно увеличить уменьшением значения контактного усилия. Это одновременно приводит к снижению момента трогания. Но в то же время уменьшаются стойкость контакта к вибрациям и ударам, допустимая скорость перемещения движка и надежность потенциометра.
Основные параметры и характеристики
Слайд 45Потенциометры являются одной из наименее надежных частей устройств, в которых
их применяют. Если же учесть большую применяемость потенциометров, то становится
ясным, сколь большое внимание при проектировании следует обращать на вопросы повышения их надежности.Основными причинами отказов потенциометров являются износ, ненадежность контакта, механическое разрушение резистивного элемента. Особую опасность представляют временные отказы в виде кратковременного разрыва цепи.
Это может произойти вследствие отскакивания контакта или попадания грязи, пыли и окисленных продуктов износа между контактом и резистивным элементом.
Основные параметры и характеристики
Слайд 46В микроэлектронике в основном применяются цифровые потенциометры (ЦП).
Большая часть
регулировок в процессе производства и при обслуживании микроэлектронной аппаратуры возлагается
на микропроцессоры. Такой подход имеет очевидные преимущества, а реализовать его помогают цифровые потенциометры (ЦП). В микроэлектронной аппаратуре стараются не устанавливать какие-либо механические подстроечные элементы.Причин этому несколько: большие затраты на реализацию ручного процесса регулировки, низкая точность регулировки, невысокая надежность подстроечных элементов.
Основные параметры и характеристики
Слайд 47Цифровые потенциометры – альтернатива электромеханическим переменным резисторам.
Их применение позволяет
придать новые свойства электронным устройствам при одновременном уменьшении массогабаритных показателей
и повышении надежности.Практически каждая электронная схема содержит элементы, предназначенные для заводской подстройки характеристик или для оперативного управления ими пользователем аппаратуры. В подавляющем большинстве случаев для этих целей предназначены переменные резисторы, номенклатура которых весьма велика.
Основные параметры и характеристики
Слайд 48Цифровые потенциометры (ЦП) становятся заменой электромеханическим резисторам с подвижным контактом,
имеющим ограниченный ресурс, относительно большие габариты, требующим ручной установки в
необходимое положение.Они тоже имеют свои ограничения по применению, однако при грамотном использовании способны заменить электромеханические устройства в подавляющем большинстве применений.
Цифровые потенциометры широко используются в персональных компьютерах, аппаратуре телекоммуникации, контроллерах, изделиях промышленного, бытового и автомобильного назначения.
Основные параметры и характеристики
Слайд 49Цифровыми потенциометрами регулируется яркость и контрастность ЖКИ дисплеев, организуется автоматическое
регулирование усиления. Они представляют собой линейку из последовательно соединенных резисторов
с управляемым положением токосъема посредством внешнего интерфейса. Закон зависимости значения сопротивления от положения «движка» может быть линейным, логарифмическим, а также программируемым пользователем.Монолитное исполнение с цифровым регулированием позволяет уменьшить мощность потребления, улучшить массогабаритные и эксплуатационные характеристики. Цифровые потенциометры позволяют осуществлять регулировку и подстройку электронных схем подобно обычным регулируемым резисторам, реостатам и механическим потенциометрам.
Основные параметры и характеристики
Слайд 52В ЦП отсутствует подвижный контакт к резистивному элементу, его функции
выполняет набор электронных ключей, коммутирующий отводы от цепочки резисторов на
вывод RW. В качестве ключей используются МОП-транзисторы, а сопротивление канала выступает в роли контактного сопротивления (сопротивления движка).Следующее отличие ЦП от электромеханических резисторов в дискретном характере изменения сопротивления. Поскольку резистивный элемент представляет собой цепочку резисторов с отводами, сопротивление изменяется скачками от ступени к ступени, а разрешающая способность зависит от количества ступеней, которых в различных моделях ЦП может быть от 8 до 1024.
Основные параметры и характеристики
Слайд 53Принципиальное отличие ЦП от переменных резисторов в том, что напряжение
на выводах ЦП не может быть больше регламентированного. Для большинства
моделей это напряжение не может превышать напряжения питания.Подавляющее большинство ЦП предназначены для работы с однополярным источником питания напряжением 3-5 В, соответственно и потенциалы на выводах должны находиться в пределах 0–3(5) В.
Это ограничивает область применения ЦП, но с учетом тенденции снижения питающего напряжения аппаратуры мест, в которых переменные резисторы не могут быть заменены ЦП, остается все меньше.
Основные параметры и характеристики
Слайд 54Обычные переменные резисторы после регулировки сохраняют свое положение. С ЦП
все сложнее: достаточно выключить питание, как он «забывает» свое положение.
При следующем включении питания ЦП устанавливается в определенное начальное положение, которое зависит от типа ЦП. Если в системе есть микропроцессор, то после включения питания он сразу может загрузить нужные коды, восстановив положение ЦП, найденное при регулировке.А если ЦП установлен в изделии, не имеющем микропроцессора или его вмешательство нежелательно? Для таких целей выпускается ряд типов ЦП со встроенной энергонезависимой памятью. Достаточно один раз настроить такой ЦП (кнопками или с помощью микропроцессора), как он запоминает положение и восстанавливает его при включении питания.
ЦП с энергонезависимой памятью
Слайд 55По сравнению с обычными переменными резисторами, ЦП имеют ряд преимуществ:
отсутствие подвижных механических частей
высокая надежность
нечувствительность к вибрациям
нет проблем с контактом
при работе на малых токахне требуется регулировочных отверстий для отвертки
быстрый процесс настройки
высокая точность регулировки
корпуса микросхем более компактны, чем корпуса подстроечных резисторов
стоимость цифровых потенциометров меньше стоимости качественных переменных резисторов
ЦП с энергонезависимой памятью
Слайд 56Недостатки: существуют некоторые отличия цифровых потенциометров от обычных механических переменных
резисторов, которые накладывают ограничения на их применение и в большинстве
случаев являются недостатками. Далее при перечислении параметров ЦП – видны их недостатки.Важнейшим параметром ЦП является количество ком-мутируемых отводов переменного резистора (количество шагов). Этот параметр определяет дискретность регулировки. Обычно количество шагов является степенью числа 2, но бывают ЦП и с другим количеством шагов, например 100. Наиболее распространены ЦП с количеством шагов от 32 до 256.
Параметры ЦП
Слайд 57Еще одним важным параметром ЦП, впрочем, как и обычного переменного
резистора, является полное сопротивление. Наиболее распространены ЦП с полным сопротивлением
10, 50 и 100 кОм.Среди других параметров ЦП – максимальное напряжение на выводах переменного резистора, максимальный допустимый ток, максимальную рассеиваемую мощность, шум, нелинейность и температурный коэффициент. Значения этих параметров у разных типов ЦП могут существенно отличаться.
Параметры ЦП
Слайд 58Диапазон допустимых напряжений на выводах: пожалуй, самое главное отличие от
переменных резисторов заключается в том, что ЦП нельзя включать в
цепь, потенциал которой выходит за пределы допустимого напряжения на выводах переменного резистора.Чаще всего это напряжение не должно выходить за пределы напряжения питания ЦП. Для многих ЦП допустимый диапазон напряжений питания равен 0…5 В, поэтому и использоваться они могут лишь в цепях с такими потенциалами.
Параметры ЦП
Слайд 59Некоторые типы ЦП допускают напряжение на выводах переменного резистора большее,
чем напряжение питания. В то же время в измерительной аппаратуре
часто используется напряжение питания ±15 В, что затрудняет применение там большинства ЦП. Дело в том, что производство ЦП подчиняется общей тенденции перехода на низкое напряжение питания ±5 В или даже ±3 В.Области применения ЦП:
цифровая регулировка усиления
реализация регулируемых источников опорного напряжения
регулировка громкости в аудиосистемах
регулировка смещения нуля в усилителях
регулировка выходного напряжения стабилизаторов
настройка измерительных мостов
Параметры ЦП
Слайд 60регулировка усиления, частоты настройки и добротности фильтров
регулировка полной шкалы
и смещения в усилителях датчиков
регулировка частоты и скважности генераторов
регулировка смещения
pin-диодов в ВЧ-аттенюаторахрегулировка контрастности ЖК-индикаторов
ЦП получили широкое применение в качестве регуляторов громкости и тембра в аудиоаппаратуре. Однако обычные ЦП имеют для этого слишком маленький динамический диапазон и большие искажения. Для цифровых потенциометров остается лишь узкая ниша low-end применений, таких как регулировка громкости в сотовых телефонах, переносной аппаратуре и устройствах multimedia. Для построения высококачественных регуляторов громкости выпускается ряд специализированных микросхем.
Параметры ЦП
Слайд 611. Потенциометры. Типы потенциометров. Основные параметры и характеристики потенциометров. Цифровые
потенциометры.
Вопросы к экзаменам
