Применительно к промышленным ручкам управления существуют две основные формы выхода, используемые электронными ручками управления: выход потенциометрического типа и выход типа Холла.

Разница между потенциометрическим типом и типом Холла была описана в предыдущей статье и заключается примерно в следующем:

Тип Холла характеризуется активным, бесконтактным режимом работы, при этом срок службы может быть увеличен. Не подходит для использования в местах с металлической пылью.

Потенциометр типа Холла

Потенциометр характеризуется пассивным, контактным типом работы, и его стабильность относительно Холла будет лучше. Не подходит для особо частых операций и оборудования, которое часто используется.

Угловой потенциометр

В этом выпуске мы подробно расскажем о том, как используется потенциометр.

Назначение потенциометра – вручную изменять сопротивление в цепи или измерять разность потенциалов в цепи, поэтому потенциометр называют прибором для измерения напряжения. Потенциометры являются пассивными электронными устройствами, т.е. они не вырабатывают энергию, а только накапливают или рассеивают ее в виде электрического тока. Потенциометр является универсальным прибором; кроме измерения разности потенциалов, он используется и для других целей, например, для деления напряжений, сравнения электродвижущей силы батарей, а также в качестве переменного резистора.

Как показано выше, если через корпус резистора протекает постоянный ток, то падение напряжения на любом участке однородного корпуса резистора пропорционально длине стеклоочистителя (в идеальном случае). Поэтому, если разность потенциалов между любыми двумя частями резистора равна нулю, ток по цепи не течет. В потенциометре входное напряжение подается на всю длину провода сопротивления, а выходное напряжение измеряется между скользящим контактом и неподвижным концом цепи. Положение регулятора (скользящего контакта) изменяется по всей длине однородного провода сопротивления для нахождения нулевого положения.

Потенциометр обычно используется в тех случаях, когда требуется высокая относительная точность работы, а частота использования не очень высока, например, в кранах, шахтном оборудовании, дорожной технике и т.д. Вообще говоря, при использовании потенциометров необходимо обращать внимание на способ подключения. При неправильном способе подключения возможно короткое замыкание потенциометра в определенном месте, что приведет к мгновенному возникновению высокого тока и сгоранию потенциометра.

Рисунок 1 Потенциометр с нейтральным выводом

На рисунке выше показан обычный способ подключения потенциометра (следует отметить, что в некоторых случаях в зависимости от производителя схема подключения может отличаться, и нейтральный конец № 2 и скользящий конец № 4 меняются местами, как показано на рис. 2). Мертвая зона потенциометра (диапазон, в котором выходное напряжение не изменяется) имеет разницу ±2~3° в зависимости от выбора потенциометра.

Рисунок 2 Потенциометр без нейтрального провода

Кроме того, если речь идет о трехконтактном потенциометре, то его подключение осуществляется так, как показано выше.

Потенциометры классифицируются по механизму реализации: 1. углеродный пленочный потенциометр; 2. органический твердотельный потенциометр; 3. металлический пленочный потенциометр; 4. проволочный потенциометр; 5. бесконтактный потенциометр и т.д.

1. Большинство потенциометров, используемых в промышленных ручках, являются потенциометрами с углеродной пленкой или потенциометрами с металлической пленкой. Они изменяют величину сопротивления путем скольжения щетки или подвижного стержня по углеродной пленке. Основная технологическая сложность заключается в углеродной пленке. Углеродная пленка корпуса резистора изготавливается из измельченной сажи, графита, кварца и других материалов, нанесенных на поверхность подложки. Она характеризуется высокой разрешающей способностью, хорошей износостойкостью и длительным сроком службы. Недостатками являются токовые шумы, несколько плохая линейность, плохая влагостойкость и стабильность сопротивления.

2. Поскольку промышленная ручка имеет определенный срок службы и требует определенной эксплуатационной точности и аккуратности, то при использовании потенциометров из углеродной пленки или металлической пленки можно учесть как срок службы, так и эксплуатационную точность, относительное влияние линейности и токовых шумов. При промышленном использовании воздействие на них невелико, а сам потенциометр и рукоятка будут защищены от пыли и воды, поэтому недостатка влагостойкости не будет.

3. Потенциометры обычно выходят из строя в зависимости от условий эксплуатации:

4. 1. Перегорание потенциометра, вызванное ошибкой в подключении, внешне проявляется в виде искрения или почернения потенциометра, нагрева и перегорания.

5. 2. Плохой контакт или точки обрыва, вызванные повреждением углеродной пленки, могут быть измерены путем снятия осциллограмм с помощью осциллографа.

6. Перекос или деформация щеточной пластины, обычно проявляющаяся в изменении линейного выхода или его отсутствии.

Перегорание потенциометра

При возникновении описанной выше ситуации следует обратиться к производителю для замены потенциометра или обслуживания джойстика.