电位器:定义、类型及工作原理

什么是电位计?

一个电位计(也称为apotmeter)被定义为3个终端可变电阻器在这一抵抗性是否手动更改来控制流量电流。电位器的作用是可调的分压器

电位器是如何工作的?

电位器是无源电子元件。电位器通过改变滑动触点在均匀电阻上的位置来工作。在电位器中,整个输入电压是应用在整个长度电阻器,输出电压为固定触点与滑动触点之间的电压降,如下图所示。

电位计电路

电位器的输入源的两个端子固定在电阻器的一端。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不同变阻器,其中一端固定,滑动端子连接到电路,如下图所示。

变阻器电路

这是一种非常基本的仪器,用于比较两个细胞的EMF和校准安培表,电压表和瓦特米。基础的电位器的工作原理非常简单。假设我们用电流计把两个电池并联起来。电池负极连接在一起,电池正极也通过电流计连接在一起,如下图所示。

电位计原理

在这里,如果是电势两种电池的电池芯完全相同,没有循环当前的在电路中,因此电流计显示零偏转。的电位计工作原理取决于这种现象。

电位计的建筑
电位计

现在我们考虑另一个电路,其中a电池如图所示,通过开关和变阻器通过电阻器连接。

电阻器是统一的电阻整个长度的单位长度。
因此,每单位长度电阻器的压降在整个长度内是相等的。假设,通过调整变阻器,我们得到每单位电阻器长度所出现的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,其负极连接到一个检流计。电流计的另一端通过滑动接触与电阻器接触,如图所示。通过调整这个滑动端,在没有电流通过电流计的地方找到一个像B的点,因此电流计没有偏转。

这意味着,标准电池的EMF恰好通过跨点A和B的电阻器中出现的电压平衡。现在,如果点A和B之间的距离是L,则我们可以在标准电池E = LV伏特的距离。

这是电位器如何测量两个点之间的电压(这里在a和b之间)而不从电路中采用任何电流分量。这是电位器的专业,它可以最准确地测量电压。

电位器类型

电位器有两种主要类型:

  • 旋转电位计
  • 线性电位计

虽然这两种电位器的基本结构特点不同,但它们的工作原理是相同的。

注意,这些是直流电位器的类型-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向部分电子线路和电路获取可调电源电压。无线电晶体管的音量控制器是一个旋转电位器的流行例子,其中电位器的旋转旋钮控制放大器的供应。

旋转电位计

这种类型的电位器有两个端子触点,其中均匀的电阻以半圆形图案放置。该装置还具有中间端子,该中间端子通过附接具有旋钮的滑动触点连接到电阻。通过旋转旋钮,可以将滑动接触移动到半圆形电阻上。电压在电阻端触头和滑动触头之间取出。电位计也被命名为锅。罐也用于变电站电池充电器,以调节电池的充电电压。旋转式电位器有更多的用途,其中需要平稳的电压控制。

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,滑动接触在电阻上线性移动。在这里,直电阻器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迹在电阻器上滑动。所述连接到所述滑动器的端子连接到所述输出电路的一端,所述电阻的其中一个端子连接到所述输出电路的另一端。

线性电位计

这种类型的电位计主要是用来测量电压的电路,用于测量电池的内部电阻,来比较一个标准电池的电池,在我们的日常生活中,它是常用于音乐和声音混合系统的均衡器。

数字电位器

数字电位计是三端装置,两个固定端端子和一个刮水器端子,用于改变输出电压。

数字电位器具有各种应用,包括校准系统,调整偏移电压,调谐滤波器,控制屏幕亮度和控制音量。

然而,机械电位器有一些严重的缺点,使其不适用于要求精度的应用。尺寸、刮水器污染、机械磨损、电阻漂移、对振动敏感、湿度等是机械电位器的一些主要缺点。因此,为了克服这些缺点,数字电位器在应用中更常见,因为它提供更高的精度。

数字电位计电路

数字电位器的电路由两部分组成,首先是电阻元件以及电子开关和擦拭器的控制电路。下图分别显示了该部分。

数字电位器的构造
数字电位计

第一部分是电阻阵列,通过双向电子开关,每个节点连接到除端点A和B之外的公共点W.终端W是刮水器终端。每个开关都是使用CMOS技术设计的,并且在电位器操作的任何给定时间内只有一个开关在状态下处于状态。

打开的开关决定电位器的电阻,开关的数量决定设备的分辨率。现在接通哪个开关是由控制电路控制的。控制电路由一个RDAC寄存器组成,该寄存器可以通过诸如SPI、I等接口进行数字写入2C、上/下或按按钮手动控制或a数字编码器。上图显示了一个按按钮控制的数字电位器。一个按钮是“向上”或增加抵抗性另一个是“向下”,即减小阻力。

一般情况下,当数字电位器关闭时,刮水器的位置在中间开关处。接通电源后,根据我们的需要,我们可以通过适当的按钮操作来增加或减少电阻。此外,先进的数字电位计也有一个内置的板载存储器,可以存储雨刷的最后位置。现在,该内存可以是volatile类型,也可以是永久类型,这取决于应用程序。

例如,在设备的音量控制的情况下,我们希望设备记得我们上次使用的音量设置,即使我们再次打开它。因此,像EEPROM这样的永久性存储器在这里是合适的。另一方面,对于连续校准输出并且不需要恢复以前的值的系统,则使用易失性存储器。

数字电位器的优点

数字电位器的优点有:

  • 更高的可靠性
  • 提高准确性
  • 体积小,多个电位器可以封装在一个芯片上
  • 可忽略的抗性漂移
  • 不受环境条件,如振动,湿度,冲击和雨刷污染
  • 没有移动部分
  • 公差可达±1%
  • 极低的功耗,可达数十毫瓦

数字电位器的缺点

数字电位器的缺点是:

  • 不适合高温环境和大功率应用。
  • 由于电子交换机的寄生电容,存在的带宽考虑因素数字电位计。它是在刮水器中能够通过电阻端子且衰减小于3db的最大信号频率。传递方程与a的传递方程相似低通滤波器
  • 雨刷电阻的非线性给输出信号增加了谐波失真。总谐波失真,或THD,量化的程度,信号是通过后的退化抵抗性

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. 比较电池与标准电池的电动势
  2. 测量电池的内阻
  3. 测量电路分支的电压

比较电池单元的EMF

电位器的主要用途之一是比较一个电池与一个标准电池的电动势。让我们取一个细胞,它的电动势与标准细胞比较。电池的正极和标准电池的正极与电位器电阻的固定端连接在一起。两个电池的负极通过双向开关依次与电流计连接。电流计的另一端连接到电阻器上的滑动触点。现在通过调整电阻器上的滑动接触,我们发现电流计的零偏转来自刻度上长度为L的第一个单元。将双向开关定位到第二单元,然后通过调整滑动触点,发现电流计的零偏转在长度为L的位置到达该单元1在规模上。第一个细胞是标准细胞,其电动势为E。第二个细胞是一个未知细胞,其电动势为E1。现在按照上述解释,我们可以写

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

测量电池的内阻

在这个过程中,一个电池通过电流计的电阻器连接,如下图所示。一个已知值(R)的电阻通过开关连接到电池上。首先,保持开关打开,调整电位器电阻器的滑动接触,使电流计的电流为零。一旦检流计显示从零点偏转为零,我们就在电阻器刻度上取滑动接触尖端的位置。假设这是L1

现在我们打开开关。在这种情况下,一个循环电流开始流过电池单元以及电阻(R)。结果,电池本身有一个电压下降由于它的内阻。所以现在电池的电压会稍微小于它的开路电压或者电动势。现在我们再次调整晶体管上的滑动接触,使电流计的电流为零,一旦它变成零,零偏转就会在电流计中显示出来,我们取电阻器刻度上滑动接触尖端的位置,并说它是L2

25157.1

电池的内阻可以用下面这个公式计算出来。

其中,r为电池单体的内阻。

用电位器测量电池的内阻

用电位器测量电压

利用电位器测量电路支路电压的原理也很简单。首先,我们必须调整变阻器来调整通过电阻器的电流,使其在单位电阻器长度上产生特定的压降。现在我们必须把支路的一端连接到电阻器的开始,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器上的滑动触点,直到检流计显示出零偏转。当电流计来它的零条件我们需要阅读上的滑动触点的位置提示电阻器规模,因此我们可以找出的分支电路的电压,因为我们已经调整电压单位长度的电阻。

用电位器测量电压

变阻器和电位计

电位器给出可变的电压。变阻器提供可变电阻。电位器是一个三端装置,而变阻器是一个两端装置。从结构上看,这两个装置看起来很相似,但它们的操作原理完全不同。在电位器中,电阻均匀的两端连接到源电路上。在变阻器中,只有均匀电阻的一端连接电路,电阻的另一端保持开路。在电位器和变阻器中,电阻上都有滑动接触。

电位计和变阻器

在电位器中,在固定和滑动触点之间取出输出电压。在变阻器中,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接通。变阻器的电阻与电路串联起来。变阻器一般通过滑动接触调节电阻来控制电流。在电位器中,通过调节电阻上的滑动触点来控制电压。

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接通。变阻器的电阻与电路串联起来。变阻器一般通过滑动接触调节电阻来控制电流。在电位器中,通过调节电阻上的滑动触点来控制电压。

电位计驱动单元

电位器通过将测量电压与电位计的电阻上的电压进行比较来测量电压。因此,对于电位计的操作,必须有一个透过电位器电路连接的源极电压。该电池提供该源电压以驱动电位计称为驱动器单元。驱动器单元通过电位计的电阻提供电流。该电流的乘积和电位计的电阻提供了装置的全尺度电压。通过调整该电压,可以改变电位器的灵敏度。这通常是通过通过电阻调节电流来完成的。流过电阻的电流由与驱动器单元串联连接的变阻器控制。值得注意的是,驱动器单元的电压必须大于要测量的电压。

电位计敏感性

电位器的灵敏度意味着电位器可以测量出微小的电压差。对于相同的驱动电压,如果我们增加电位器电阻的长度,每单位电压的电阻长度也会增加。因此电位器的灵敏度增加了。所以我们可以说电位器的灵敏度与电阻的长度成正比。同样,如果我们在固定长度的电位器电阻上降低驱动电压,那么单位长度的电阻上的电压也会降低。因此电位器的灵敏度再次增加。所以电位器的灵敏度与驱动电压成反比。

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