Potensiometer
Et potensiometer ( Poti for kort , også potensiometer i henhold til den nye tyske stavemåten ) er en elektrisk motstandskomponent hvis motstandsverdier kan endres mekanisk (ved å dreie eller skifte). Den har minst tre tilkoblinger og brukes hovedsakelig som en kontinuerlig justerbar spenningsdeler . Potensiometeret ble oppfunnet i 1841 av den tyske fysikeren Johann Christian Poggendorff .
| Kretssymboler |
|---|
 Europa |
 USA og Asia |
Grunnleggende struktur og funksjon
Et potensiometer består av et resistivt materiale (på eller mellom en elektrisk ikke-ledende støtte) og (for det meste) en glidekontakt , ofte kalt en visker . Den faste motstanden har en forbindelse i hver av sine to ender, i likhet med viskeren, som (vanligvis) resulterer i tre forbindelser. En variabel motstand kan hentes via glidebryteren.
betegnelse
Komponenten i seg selv, så lenge den har minst tre tilkoblinger, er alltid kalt det (og aldri det ) potensiometeret, uansett hva det brukes til eller hvordan den brukes i kretsen. Så uansett hvordan den er kablet og om alle tre tilkoblingene brukes, om den brukes som en spenningsdeler eller bare to tilkoblinger, og den fungerer derfor bare som en variabel motstand.
applikasjon
Potensiometre brukes ofte til å kontrollere elektroniske enheter, slik som å sette en forsterker, f.eks. B. voluminnstillingen til en lydforsterker, z. B. i et radio- eller fjernsynsapparat. Andre løsninger (f.eks. Nøkler eller inkrementelle kodere ) blir i økende grad brukt i denne funksjonen . Årsakene til dette er på den ene siden den fremrykkende digitaliseringen av mange elektroniske funksjoner, og på den andre siden det faktum at mekaniske potensiometre ikke fungerer uten slitasje på grunn av slipemotstanden av motstandsmaterialet.
Elektriske ledninger
Avhengig av den eksterne ledningen, er resultatet a
- justerbar motstand,
- justerbar spenningskran (spenningsdeler) eller
- hvis det er en betydelig belastning på utgangen - en såkalt lastet spenningsdeler.
Potensiometerkretsen som gir navnet sitt, brukes imidlertid bare i kretsen som en spenningsdeler .
En delvis spennings (potensialforskjell) blir tappet via midttilkobling .
beregning
Beregningen utføres i henhold til en serieforbindelse (også kalt serieforbindelse).
Design
Potensiometre finnes i mange design, som forklares nedenfor.
Ledningspotensiometer
Ledningspotensiometre har en toroidal , spiralformet vikling laget av motstandstråd på et isolerende legeme (hovedsakelig laget av keramisk materiale ), og det er derfor de også kalles keramiske potensiometre. Denne utformingen foretrekkes når en høy effektavledning må implementeres i komponenten, og dermed oppstår en høyere temperatur. Disse komponentene kalles også reostater , spesielt i den engelsktalende verdenen ; Strengt tatt er en reostat en variabel motstand med to tilkoblinger , mens et potensiometer (som nevnt ovenfor) er en spenningsdeler som har tre tilkoblinger.
Multi-sving potensiometer
tillate mer enn ett omdreining av rotasjonshjulet.
For dette formål er ledningen plassert i form av en dobbel spiral på en opprullet isolerende kropp. Derfor også kalt et spiralpotensiometer. Denne spiralen, så vel som driveren til viskeren som en mutter på en skrue, tillater flere omdreininger (f.eks. Fem eller ti omdreininger, f.eks. Kalt et ti-omdreining potensiometer ).
Bruk f.eks. B. i sendere og mottakere for å kunne stille frekvensen (nøyaktig !!).
En spesiell design er kombinasjonen av to slike potensiometre for å danne et tandem spiralpotensiometer. Se bilde.
Lagpotensiometer
Med filmpotensiometre består motstandsmaterialet av et karbonlag, et metallag, et cermetlag eller en ledende plast (ledende plast). Motstandsbæreren til filmpotensiometre har vanligvis form av et sirkelsegment, men det kan også strekkes når det gjelder lyspotensiometre (lysbildekontroller) .
Det er filmpotensiometre med et motstandsforhold som er lineært avhengig av rotasjonsvinkelen og de med en tilnærmet logaritmisk karakteristikk. Sistnevnte er spesielt fordelaktig hvis innstillingsområdet dekker flere størrelsesordener (f.eks. Volumkontroll ).
Potensiometre med en omvendt logaritmisk karakteristikk (kalt: -log. Eller neg. Log. ) Er også tilgjengelige og egner seg for eksempel for å stille frekvensen til en astabel multivibrator .
I tillegg til forskjellige innstillingsegenskaper, er det også kontrollere med mellomliggende kraner. Mellomkraner er vanlige
- 50%,
- 25% og 50% også
- 25%, 50% og 75%.
Rotasjonspotensiometre med liten rotasjonsvinkel brukes i joysticks .
Trim potensiometer
Trimmere er ment for å justere en krets og har vanligvis bare en skrutrekkeråpning. De er satt en gang og, hvis nødvendig, festet med lakk.
Multisvingtrimmere (såkalte spindeltrimmere ) brukes også i industrisektoren og i måleteknologi . Med disse genereres enten en lineær bevegelse med en spindeldrift eller en rotasjonsbevegelse med en snekkedrift (dvs. som en mutter på en skrue).
Tandempotensiometer
I et tandempotensiometer (også kalt multiple potensiometer) er to potensiometre ( elektrisk atskilt fra hverandre) festet hverandre på en akse.
Det er to typer aktivering:
- Med et roterende hjul: som betjener begge potensiometrene samtidig eller
- med to roterende elementer som tillater separat justering. Disse sitter foran hverandre, med en mindre knott foran en større knott. Det større roterende hjulet har en 6 mm aksel og den mindre en 4 mm aksel. Den tynnere akselen føres gjennom den tykkere, hule akselen. Se bilde.
Tandempotensiometre brukes for eksempel til å justere volumet til begge kanalene til en stereoforsterker samtidig og kalles da stereopotentiometre.
Men det var også versjoner med to forskjellige oppgaver på en akse, for eksempel: volum og lyd, hvis potensiometre da også hadde forskjellige nominelle motstander.
Roterende potensiometer med bryter
Det er også roterende potensiometre med brytere, vanligvis for å slå enheten på / av.
Motorkontrollerte potensiometre
Motoriserte potensiometere ble først brukt i svært dyre studioblandingskonsoller . Hver kontroller i disse konsollene har en motor. Så du kan lagre innstillingene til alle glidebryterne og gjenopprette dem ved hjelp av kontrollprogrammet. Motorpotentiometre finnes for tiden også i billigere digitale miksingskonsoller, om enn i betydelig færre antall.
High-end hi-fi forsterkere har ofte motor potensiometere for fjernstyrt regulering volumet for derved å redusere den lengden av de lyd linjene og derved redusere interferens.
Elektroniske potensiometere
Digitale eller elektroniske potensiometre består av individuelle motstander koblet i serie (f.eks. 100) og felteffekt-transistorer som elektroniske brytere. Dette arrangementet er kombinert med en digital styringskrets for å danne en integrert krets . Slike digitale potensiometere brukes både som beskjæringspotensiometre (de holder sin innstilte verdi for livet) eller for innstilling via knapper, en inkrementell koding eller en mikrokontroller . Følgelig har du et flyktig og / eller ikke-flyktig minne for "loop setting".
Det er også IC-er der motstandene er i OGR- arrangement. Dette sparer mange motstander for en litt økt kontrollogikk. Dette er ganske nyttig for store motstandsområder med små skrittlengder. Det er også forskjellige andre lignende ordninger (f.eks. Det veldig populære power-of-two arrangementet der ønsket motstandsverdi bare trenger å spesifiseres som et binært tall).
Foliepotensiometer
Se foliepotensiometer .
Andre funksjoner
Roterende eller glidende versjon
Potensiometre er tilgjengelige som et kontrollelement med en aksel for en roterende kontroll eller som et glidepotensiometer (f.eks. På miksekonsoller og i opptaksstudioer).
Brukes som en virkelig verdi sender
Spesielt presise potensiometre brukes også til måling av avstand eller vinkel (posisjonskoder, vinkelkoder), se potensiometerkoder .
Utførelse av forbindelser
Potensiometre er tilgjengelige med forskjellige tilkoblingstyper som:
- Lodding lugs ,
- Kontakt ,
- Klemmer,
- oberflächenverlötbares komponent på kretskortet (engl. SMD S urface M ounted D evice ) eller
- gjennom PCB-hull og loddet på motsatt side som gjennomstikkmontering .
Kraner
Skyvesporet til et potensiometer kan utstyres med kraner slik at det kan konfigureres for forskjellige egenskaper. Som et resultat har et slikt potensiometer mer enn de vanlige tre tilkoblingene.
Visse versjoner av lydkorrekt volumutjevning (lydkorreksjon) fungerer også med slike kraner.
Motstandskurve
Funksjonen mellom vinkel eller avstand og motstand i potensiometre kan være lineær eller ikke-lineær.
Lineære potensiometere har ingen identifikasjon eller identifikasjon: lin , 1 eller B (tidligere A), for eksempel “10 k 1” for et 10 kOhm potensiometer med et lineært motstandsspor.
Egenskapene til ikke-lineære potensiometere kan være: positiv logaritmisk eller negativ logaritmisk, eksponensiell eller S-formet.
I positivt logaritmisk potensiometer er motstandskurven / karakteristikken logaritmisk stigende .
Positive logaritmiske potensiometere er merket logg , "pos.log", "+ log.", A (tidligere C), lyd eller 2 etter motstandsverdien, for eksempel "10 K 2" . I noen tilfeller er imidlertid logaritmiske potensiometre også merket med B , for eksempel i lydsektoren.
Negative logaritmiske potensiometre har en fallende karakteristikk og er merket med "-" eller "neg." foran verdien eller merket med F eller 3 etter verdien.
Parametere
I tillegg til den nominelle motstandsverdien (motstand mellom endeforbindelsene) og dens toleranse, er følgende egenskaper karakteristiske for et potensiometer:
- Nominell lastekapasitet (effekttap); det er avhengig av rotasjonsvinkelen
- når det gjelder lineære potensiometre, lineariteten
- med tandempotensiometre deres synkronisering
- mekaniske parametere: rotasjonsvinkel eller aktiveringsavstand, akseldiameter
- mekanisk levetid (oppnåelig antall aktiveringer)
- maksimal strøm som kan overføres av viskeren uten å skade motstandsmaterialet eller glidekontakten
- Maksimal dielektrisk styrke
Ulik bruk av betegnelsen
Noen ganger kreves et såkalt "aktivt potensiometer" for å kontrollere dimbare lysrør . Det er ikke et potensiometer i ovennevnte / faktiske forstand, men en kontrollerbar spenningskilde som vanligvis kan settes til verdier mellom 0 V og 10 V.
weblenker
- sound-au.com , omfattende informasjonsside om alle typer og egenskaper av potensiometre
Individuelle bevis
- ↑ Disse verdiene gjelder komponenter som er produsert i henhold til metrisk standard.
- ↑ Seksjonsmotstandskurve , elektronik-kompendium.de
- ↑ Seksjonsmerking , elektronik-kompendium.de
- ↑ Flexotron aktivt potensiometer , sauter-cumulus.de (PDF)