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微调电位器的分类与工作原理以及注意事项   

来源:
2017-07-28
类别:行业趋势
eye 478
文章创建人 拍明

  微调电位器的定义

  电位器是具有三个引出端、阻值可按某种变化规律调节的电阻元件。电位器通常由电阻体和可移动的电刷组成。当电刷沿电阻体移动时,在输出端即获得与位移量成一定关系的电阻值或电压。

  电位器既可作三端元件使用也可作二端元件使用。后者可视作一可变电阻器,由于它在电路中的作用是获得与输入电压(外加电压)成一定关系得输出电压,因此称之为电位器

  电位器 (英文:Potentiometer)是可变电阻器的一种。通常是由

  六脚电位器 电阻体与转动或滑动系统组成,即靠一个动触点在电阻体上移动,获得部分电压输出。

  电位器的作用——调节电压(含直流电压与信号电压)和电流的大小。

  电位器的结构特点——电位器的电阻体有两个固定端,通过手动调节转轴或滑柄,改变动触点在电阻体上的位置,则改变了动触点与任一个固定端之间的电阻值,从而改变了电压与电流的大小。

  电位器是一种可调的电子元件。它是由一个电阻体和一个转动或滑动系统组成。当电阻体的两个固定触点之间外加一个电压时,通过转动或滑动系统改变触点在电阻体上的位置,在动触点与固定触点之间便可得到一个与动触点位置成一定关系的电压。它大多是用作分压器,这时电位器是一个四端元件。电位器基本上就是滑动变阻器,有几种样式,一般用在音箱音量开关和激光头功率大小调节,电位器是一种可调的电子元件。

  用于分压的可变电阻器。在裸露的电阻体上,紧压着一至两个可移金属触点。触点位置确定电阻体任一端与触点间的阻值。按材料分线绕、碳膜、实芯式电位器;按输出与输入电压比与旋转角度的关系分直线式电位器(呈线性关系)、函数电位器(呈曲线关系)。主要参数为阻值、容差、额定功率。广泛用于电子设备,在音响和接收机中作音量控制用。

  识别

  进一步分析右的波形并按时间轴展开可以看出,虽然脉冲电位器左旋和右旋的波形都相同。但左旋时,在第1状态,脚1先比脚2变为低电平;在第2状态,脚2也变为低电平;在第3状态,脚1先比脚2变为高电平;在第4状态,脚2也变为高电平;脉冲电位器右旋时,脚1和脚2输出波形的变化规律正好与左旋相反。故可根据时间识别法(比较P1.0P1.1低电平出现和结束的时差)来识别脉冲电位器是左旋还是右旋。在动态扫描中,因采样频率操作速度等因素的影响,实际上很难测出P1.0P1.1的波形;也很难测准P1.0P1.1低电平出现和结束的时差,只能快速地对P1.0P1.1电平采样。对应图1所示波形按时间轴展开,每当P1.0P1.1的组合电平依次为01 00 10 11四种状态码组成一个字节即4BH 时,就表示左旋一位音量减1。而每当P1.0P1.1的组合电平依次为10 00 01 11四种状态码组成一个字节即87H;就表示右旋一位音量加1。这里将“4BH”称为左旋一位的特征码,“87H”称为右旋一位的特征码。编程的任务就是要在脉冲电位器旋转过程中识别出这两种特征码,并以此为依据,对音量进行增减控制。实际编程时可以用不同的方法识别出这两种特征码。但

  电位器 我们在实践中经过比较,用状态(位置)采样法实现编程是较为理想的一种方法。这种方法对采样频率和操作速度没有特别要求,也可不用定时器和中断资源,只需在主程序里面就能完成,而且具有编程简单抗干扰能力强工作可靠的优点。

  由于脉冲电位器在工作过程中有三种情形:一是没有被旋转而停留在某一状态(位置);二是虽然被旋转但没有完成一个周期(4个状态)而停留在某一状态;三是不停地被旋转而超过一个周期。状态(位置)采样法就是要准确地跟踪识别和记录脉冲电位器变化的每一个状态值(包括位置值和它对应的特征码)。程序一开始就要识别出脉冲电位器所处的现态位置和其对应的特征码;随后不断跟踪扫描记录脉冲电位器的每一变化过程。显然,脉冲电位器只有旋转到第4个状态才有一个我们所需要的特征码出现,程序根据这个特征码的性质再对音量进行加减控制。

  分类

  组成电位器的关键零件是电阻体和电刷。根据二者间的结构形式和是否带有开关,电位器可分为几种类型。

  相关书籍 电位器还可按电阻体的材料分类,如线绕、合成碳膜、金属玻璃釉、有机实芯和导电塑料等类型,电性能主要决定于所用的材料。此外还有用金属箔、金属膜和金属氧化膜制成电阻体的电位器,具有特殊用途。电位器按使用特点区分,有通用、高精度、高分辨力、高阻、高温、高频、大功率等电位器;按阻值调节方式分则有可调型、半可调型和微调型,后二者又称半固定电位器。 为克服电刷在电阻体上移动接触对电位器性能和寿命带来的不利影响,又有无触点非接触式电位器,如光敏和磁敏电位器等,供少量特殊应用。

  线绕电位器:具有高精度、稳定性好、温度系数小,接触可靠等优点,并且耐高温,功率负荷能力强。缺点是阻值范围不够宽、高频性能差、分辨力不高,而且高阻值的线绕电位器易断线、体积较大、售价较高。这种电位器广泛应用于电子仪器、仪表中。 线绕电位器的电阻体由电阻丝缠绕在绝缘物上构成,电阻丝的种类很多,电阻丝的材料是根据电位器的结构、容纳电阻丝的空间、电阻值和温度系数来选择的。电阻丝越细,在给定空间内越获得较大的电阻值和分辨率。但电阻丝太细,在使用过程中容易断开,影响传感器的寿命。

  可调绕线电位器 合成碳膜电位器:具有阻值范围宽、分辨力较好、工艺简单、价格低廉等特点,但动噪声大、耐潮性差。这类电位器宜作函数式电位器,在消费类电子产品中大量应用。采用印刷工艺可使碳膜片的生产实现自动化。

  碳膜电位器 有机实芯电位器:阻值范围较宽、分辨力高、耐热性好、过载能力强、耐磨性较好、可靠性较高,但耐潮热性和动噪声较差。这类电位器一般是制成小型半固定形式,在电路中作微调用。

  金属玻璃釉电位器 它既具有有机实芯电位器的优点,又具有较小的电阻温度系数(与线绕电位器相近),但动态接触电阻大、等效噪声电阻大,因此多用于半固定的阻值调节。这类电位器发展很快,耐温、耐湿、耐负荷冲击的能力已得到改善,可在较苛刻的环境条件下可靠地工作。

  导电塑料电位器:阻值范围宽、线性精度高、分辨力强,而且耐磨寿命特别长。虽然它的温度系数和接触电阻较大,但仍能用于自动控制仪表中的模拟和伺服系统。

  数字电位器:采用集成电路技术制作的电位器;把一串电阻集成到一个芯片内部,采用MOS管控制电阻串联

  网络与公共端连接;控制精度由控制的bit位数决定,一般为8位、10位、12位等;可以使用到模拟电路中做阻抗匹配、放大回路的放大倍数控制等;避免了抖动调节操作麻烦;为设备的自动增益、电压变化、阻抗匹配等提供了便捷方式。

  多圈精密可调电位器:在一些工控及仪表电路中,通常要求可调精度高。为了适应生产需要。这类电路采用一种多圈可调电位器。这类电位器具有步进范围大!精度高等优点。


  多圈精密可调电位器 电阻材质分类


  碳膜式(Carbon Film):使用碳膜作为电阻膜。

  瓷金膜(Metal Film):使用以陶瓷(ceramic)与金属(metal)材质混合制成的特殊瓷金(cermet)膜作为电阻膜。

  线绕式(Wirewound):使用金属线绕制作为电阻。比起碳膜或瓷金膜而言,可承受较大功率。

  构造分类

  旋转式:常见的形式。通常的旋转角度约 270300 度。

  单圈式:常见的形式。

  多圈式:用于须精密调整的场合。

  直线滑动式:通常用于混音器,便于立即看出音量的位置与做淡入淡出控制。

  数量分类

  单联式:一转轴只控制单一电位器。

  双联式:两个电位器使用同一转轴控制,主要用于双声道中,可同时控制两个声道。

  电阻值变化尺度分类

  线性尺度式:电阻值的变化与旋转角度或移动距离呈线性关系,此种电位器称为 B 型电位器。

  对数尺度式:电阻值的变化与旋转角度或移动距离呈对数关系,此种电位器主要用途是音量控制,其中常用的是 A 型电位器,适合顺时针方向为大音量、逆时针方向为小音量的场合;此外,另有对数尺度的变化方向相反的 C 型电位器。


  按电阻体的材料分类


  电位器按电阻体的材料可分为线绕电位器和非线绕电位器两大类。线绕电位器又可分为通用线绕电位器、精密线绕电位器、大功率线绕电位器和预调式线绕电位器等多类。非线绕电位器可分为实心电位器和膜式电位器两种类型。其中实心电位器又分为有机合成实心电位器、无机合成实心电位器和导电塑料电位器。膜式电位器又分为碳膜电位器和金属膜电位器等多种[1]

  按调节方式分类

  电位器按调节方式可分为旋转式电位器、推拉式电位器、直滑式电位器等多种[1]

  按电阻值的变化规律分类

  电位器按电阻值的变化规律可分为直线式电位器、指数式电位器和对数式电位器[1]

  按结构特点分类

  电位器按其结构特点可分为单圈电位器、多圈电位器、单联电位器、双联电位器、多联电位器、抽头式电位器、带开关电位器、锁紧型电位器、非锁紧型电位器和贴片式电位器等多种[1]

  按驱动方式分类

  电位器按驱动方式可分为手动调节电位器和电动调节电位器[1]

  其他特别型式

  附开关电位器:通常用于将音量开关与电源开关合一,即逆时针旋转至底使开关切断而关闭电源。

  微调电位器是可以自由调节电阻值的半固定电位器。一般用在经过一次设定后就不再需要变动的用途上。所以被安置在机器的内部,使其不会被轻易触碰到。

  微调电位器的分类。

  分为注重恶劣环境防护的密封型和注重成本的开放型。另外根据调整分辨率还可分为高分辨率的多旋转型和注重成本的1旋转型

微调电位器的分类.jpg

  微调电位器的原理

  微调电位器就是在固定电位器的基础上附加了阻值调整机构的器件。这个调整机构的原理就是在阻抗元件上增加可动触点,通过改变阻抗元件长度 (l) 来改变阻值。利用这个方法,在阻抗元件截面面积 (s) 相同的情况下,可以实现通过改变阻抗元件的长度来等比例 (直线) 地改变阻值,并且实现低成本的生产

  ·接触点的位置决定阻抗元件的长度 (l) 。随着接触点的位置越来越接近3号引脚, 1- 2号间的阻值 (r12) 会变得更大。

微调电位器的原理.jpg

  为了便于理解,图中的阻抗元件画成了长方体。但是,现实中的微调电位器的阻抗元件多为圆形 (马蹄形) 。所以,可动触点的轨迹也呈圆形,阻值的大小就由可动触点的角度来决定。

  微调电位器的阻抗的变化

  微调电位器的可动触点的位置 (角度) 与阻值间的关系表示为下图。

  产品类型: 阻抗元件形状为圆形 (马蹄形) 1旋转型、无止动结构


  微调电位器的特长


  使用微调电位器的情况下,周边的电路设计值可以较为粗略。

  所以可以缩短设计过程所需的时间。

  微调电位器,是电位器中的一种。在使用过程中我们需要注意微调电位器的使用环境,它不得不得存放在腐蚀性气体介质下和受日光直射的场所。除此之外,微调电位器还需要注意下面的一些事项,下面我们就来看看微调电位器使用的注意事项。

  微调电位器使用的注意事项:

  一、微调电位器的最大输入电流不得超过 (P /R )^1 /2或滑动片容许电流, 较小者为准;

  二、微调电位器的最大输入电压不得超过 (P . R )^1 /2或最大工作电压, 较小者为准;

  三、当施加部分负载时 (使用变阻器), 根据电阻值把功率调到最小;

  四、如果微调电位器用于直流且高湿度的条件下, 请连接滑动片 (#2) 为正, 连接电阻元件 (#1 #3) 为负。

 



责任编辑:Davia

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