Электроника:Эксперименты/Электрические цепи постоянного тока/Прецизионный потенциометр

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Перевод: Макаров В. (valemak) Контакты:</br>* Habr: @vakemak</br>* Сайт: www.valemak.com</br>Перевёл статей: 648.
Проверка/Оформление/Редактирование: Мякишев Е.А.


Прецизионный потенциометр[1]

Оборудование и материалы

  • Два однооборотных потенциометра с линейным конусом, 5 кОм каждый (каталог Radio Shack №271-1714)
  • Один однооборотный линейно-конический потенциометр, 50 кОм (каталог Radio Shack №271-1716)
  • Пластиковая или металлическая монтажная коробка
  • Три соединительных штыря типа «банан» или другое клеммное оборудование для подключения к цепи потенциометра (каталог Radio Shack №274-662 или аналог)

Это проект полезен для тех, кто хочет заполучить точный потенциометр, не тратя при этом много денег.

Обычно многооборотные потенциометры используются для получения точных коэффициентов деления напряжения, но существует более дешёвая альтернатива с использованием нескольких однооборотных (иногда называемых «¾ -оборотными») потенциометров, соединённых вместе в составную сеть-делитель.

Поскольку это полезный проект, я рекомендую реализовать его на серьёзной основе, для использования в будущем.

Поставщики, такие как Radio Shack, предлагают хорошие монтажные коробки для проектов, но коробки, купленные в обычном хозяйственном магазине, намного дешевле, хотя и немного уродливы.

Самой низкой стоимостью для новой монтажной коробки являются сделанные из пластика, продаваемые в качестве переключателей света и коробок для розеток для бытовой электропроводки.

Гнёзда типа «банан» позволяют временно подключать измерительные провода и соединительные провода, оснащённые соответствующими штекерными концами типа «банан».

Большинство измерительных проводов мультиметра имеют этот тип вилки для вставки в гнёзда измерителя.

Заглушки типа «банан» названы так из-за их продолговатой формы, образованной полосками пружинной стали, которые при вставке прочно соприкасаются со стенками гнезда.

Некоторые разъёмы типа «банан» называются перемычками, потому что они также позволяют прочно прикреплять обычные провода.

Связывающие стержни имеют навинчивающиеся втулки, которые надеваются на металлический стержень. Втулка используется как гайка для закрепления проволоки, обёрнутой вокруг стержня или вставленной через перпендикулярное отверстие, просверлённое в стойке. Краткий осмотр любого обязательного поста прояснит это словесное описание.

Ссылки по теме

Цели эксперимента

Проиллюстрировать…

  • … практику пайки
  • … функциональность и работу потенциометра

Принципиальная схема

Рис. 1. Принципиальная схема прецизионного потенциометра.
Рис. 1. Принципиальная схема прецизионного потенциометра.

Иллюстрации

Рис. 2. Прецизионного потенциометра как параллельно-последовательная комбинация нескольких потенциометров.
Рис. 2. Прецизионного потенциометра как параллельно-последовательная комбинация нескольких потенциометров.

Ход эксперимента

Важно, чтобы соединительные провода были припаяны к клеммам потенциометра, а не скручены или заклеены изолентой.

Поскольку действие потенциометра зависит от сопротивления, сопротивление всех проводных соединений должно тщательно контролироваться на минимуме.

Пайка обеспечивает условие низкого сопротивления между соединяемыми проводниками, а также обеспечивает очень хорошую механическую прочность соединений.

Когда схема собрана, подключите 6-вольтовую батарею к двум внешним клеммам.

Подсоедините вольтметр между контактом «ползунка» и отрицательной «-» клеммой аккумуляторной батареи. Этот вольтметр будет измерять «выход» цепи.

Схема работает по принципу сжатого диапазона: диапазон выходного напряжения этой схемы, доступный регулировочным потенциометром R3, ограничивается пределами, установленными потенциометрами R1 и R2.

Другими словами, если резисторы R1 и R2 настроены на выходное напряжение 5 вольт и 3 вольта соответственно от 6-вольтовой батареи, диапазон выходных напряжений, получаемых регулировкой резистора R3, будет ограничен от 3 до 5 вольт для полного вращения этого потенциометра.

Если бы вместо этой схемы с тремя потенциометрами использовался только один потенциометр, полное вращение давало бы выходное напряжение от 0 вольт до полного напряжения батареи.

«Сжатие диапазона», обеспечиваемое этой схемой, обеспечивает более точную регулировку напряжения, чем обычно достигается с помощью одного-единственного потенциометра.

Управление этой сетью потенциометров более сложно, чем использование одного потенциометра.

Для начала полностью поверните потенциометр R3 по часовой стрелке, чтобы его ползунок находился в крайнем верхнем положении, как показано на схеме (электрически «ближе всего» к клемме движка R1).

Регулируйте потенциометр R1 до тех пор, пока не будет достигнут верхний предел напряжения, указанный вольтметром.

Полностью поверните потенциометр R3 против часовой стрелки так, чтобы его ползунок находился в крайнем нижнем положении, как показано на принципиальной схеме (электрически «ближе всего» к клемме ползунка R2).

Регулируйте потенциометр R2 до тех пор, пока не будет достигнут нижний предел напряжения, указанный вольтметром.

Когда потенциометр R1 или R2 регулируется, он мешает предыдущей настройке другого.

Другими словами, если R1 изначально отрегулирован для обеспечения верхнего предела напряжения 5000 вольт от 6-вольтовой батареи, а затем R2 отрегулирован для обеспечения некоторого нижнего предела напряжения, отличного от того, что было раньше, R1 больше не будет установлен на 5000 вольт.

Чтобы получить точные верхний и нижний пределы напряжения, полностью поверните R3 по часовой стрелке, чтобы считать и отрегулировать напряжение R1, затем полностью поверните R3 против часовой стрелки, чтобы считать и отрегулировать напряжение R2, повторяя при необходимости.

Технически такое явление, когда одна регулировка влияет на другую, известно как взаимодействие, и обычно оно нежелательно из-за дополнительных усилий, необходимых для установки и повторной установки регулировок.

Причина, по которой сопротивление R1 и R2 было в 10 раз меньше сопротивления R3, состоит в том, чтобы свести к минимуму этот эффект.

Если бы все три потенциометра имели одинаковое значение сопротивления, взаимодействие между резисторами R1 и R2 было бы более жёстким, хотя и управляемым при должном терпении.

Имейте в виду, что нет необходимости точно устанавливать верхний и нижний пределы напряжения, чтобы эта схема достигла своей цели повышения точности.

Пока диапазон регулировки резистора R3 сжат до некоторого значения, меньшего, чем полное напряжение батареи, мы будем наслаждаться большей точностью, чем может обеспечить один потенциометр.

После установки верхнего и нижнего пределов напряжения потенциометр R3 можно отрегулировать для получения выходного напряжения где-нибудь между этими пределами.

См.также

Внешние ссылки