Įvadas
Potenciometrai yra plačiai naudojami elektronikos komponentai, leidžiantys reguliuoti elektrinę varžą grandinėje. Šiame straipsnyje išnagrinėsime potenciometro veikimo principus, ypač atsižvelgiant į apkrovos varžos įtaką. Taip pat aptarsime įvairius potenciometrų pritaikymo būdus, jų konstrukciją ir valdymą, remiantis FY020 serijos linijinių pavarų pavyzdžiu.
Potenciometro veikimo principai
Potenciometras yra trijų gnybtų rezistorius su slankiojančiu arba sukamu kontaktu, kuris sudaro reguliuojamą įtampos daliklį. Pagrindinis potenciometro veikimo principas yra Omo dėsnis, kuris teigia, kad įtampa tarp dviejų laidininko taškų yra tiesiogiai proporcinga srovei, tekančiai per tą laidininką, ir varžai tarp tų taškų. Potenciometras leidžia keisti varžą tarp slankiklio ir vieno iš galinių gnybtų, taip reguliuojant įtampos dalį, patenkančią į apkrovą.
Apkrovos varžos įtaka
Apkrovos varža, prijungta prie potenciometro, turi įtakos jo veikimui. Jei apkrovos varža yra palyginti didelė, potenciometras veikia beveik kaip idealus įtampos daliklis, o išėjimo įtampa yra tiesiogiai proporcinga slankiklio padėčiai. Tačiau, jei apkrovos varža yra maža, srovė, tekanti per apkrovą, gali paveikti įtampos pasiskirstymą potenciometre, todėl išėjimo įtampa nebebus tiesiogiai proporcinga slankiklio padėčiai. Šis efektas vadinamas apkrovos efektu.
FY020 serijos linijinės pavaros su integruotu potenciometru
FY020 serijos linijinės pavaros yra pramoninės, vandeniui atsparios elektrinės pavaros, skirtos didelėms apkrovoms. Šios pavaros turi įmontuotą potenciometrą, kuris leidžia nustatyti pavaros padėtį, pvz., naudojant mikrovaldiklį arba PLC. Potenciometras visada leidžia nuskaityti absoliučią dabartinę pavaros padėtį, o tai nereikalauja „įjungimo“.
Linijinės pavaros konstrukcija
FY020 elektrinės pavaros korpusas pagamintas iš patvaraus aliuminio lydinio, stūmoklio strypas yra storasienis vamzdis, pagamintas iš aukštos kokybės plieno. Papildomi sandarikliai ir hermetiškos pavaros elementų jungtys užtikrina sandarumą pagal IP65 standartą. Pavara naudoja cilindrinę pavarų dėžę ant plieninių ratų su tiesiais dantimis, kas garantuoja ilgą ir be gedimų veikimą. Pavarų dėžė yra sujungta su sraigtiniu mechanizmu, įmontuotu linijinės pavaros stūmoklio kote. Sraigtinis mechanizmas susideda iš trapecijos formos varžto su didelio stiprumo polimerine veržle. Šis sprendimas užtikrina ilgalaikį, be gedimų mechanizmo veikimą dėl medžiagos, iš kurios pagaminta veržlė, savaime sutepančių savybių. Pavaros variklis yra šlifuotas nuolatinės srovės variklis, kurio didžiausia galia yra 240 W. Šios pavaros vardinė įtampa yra 24 V, o tai yra labai įprastas pramonės automatikos standartas.
Taip pat skaitykite: Alprazolamas: veikimo mechanizmo analizė
Elektrinės pavaros montavimas ir valdymas
Elektrinė pavara montuojama naudojant 12 mm kaiščius, pasukamus prie pagrindo ir stūmoklio koto angoje. Klasikinio nuolatinės srovės šepečio variklio naudojimas užtikrina labai paprastą pavaros valdymą. Prijungus įtampą prie pavaros gnybtų, jis juda į priekį. Pakeitus maitinimo įtampos poliškumą, pavara susilanksto. Pavaros išplėtimo greitį galime reguliuoti reguliuodami maitinimo įtampą. Galiniai jungikliai yra stacionariai sumontuoti elektros pavaros korpuso viduje. Jie neleidžia stūmoklio kotui per toli išsikišti arba įstrigti atitraukiant. Prijungus maitinimo įtampą, pavara išsitiesia tol, kol pasiekia visišką išsiplėtimą. Kai pasiekiamas visas išplėtimas, viduje esanti veržlė įjungia eigos jungiklį ir pavara sustoja. Pakeitus maitinimo šaltinio poliškumą, pavara traukiasi tol, kol bus visiškai įtraukta, ir įjungia antrąjį eigos jungiklį. Pavarą galime valdyti naudodami radijo valdymo bloką su relėmis, rankiniu būdu naudodami mygtukus ir reles, arba naudoti PLC sistemas, išmaniuosius pastatus ar kitas pažangias sistemas, pagrįstas mikrovaldikliais.
Potenciometro naudojimas padėties nustatymui
FY020 serijos pavarose yra įmontuotas potenciometras, kurio varža 10Kohm. Pavarose įmontuoti potenciometrai veikia 0-10KOHM diapazone, prie jų galima prijungti iki 24V įtampą, kad potenciometras būtų naudojamas kaip analoginis išėjimas. Norint naudoti pavaros analoginį išėjimą (potenciometro vidurinė kojelė, juodas laidas), reikia jį sukalibruoti - nustatyti įtampą išėjime esant maksimaliam ir mažiausiam pratęsimui. Tarpinės reikšmės parodys lyno pavaros išplėtimo laipsnį.
Techninės specifikacijos
- Įėjimo įtampa: 24V
- Apkrova: 4000 N (400 kg)
- Greitis: 30 mm/s
- Šokinėti: 600 mm
- Darbo tipas: 10%, 2 min įjungta / 18 min išjungta
- Ribinis jungiklis: Vidinis
- Darbinė temperatūra: -50°C…+45°C
- Apsaugos klasė: IP65
- Serija: FY020
- Maksimali srovė: 10A
- Galiniai jungikliai: nereguliuojami
- Atsiliepimai: Analoginis
Potenciometrų pritaikymo būdai
Potenciometrai yra universalūs komponentai, naudojami įvairiose srityse, įskaitant:
- Garso reguliavimas: Potenciometrai naudojami garso stiprumui reguliuoti garso įrenginiuose.
- Šviesos reguliavimas: Potenciometrai naudojami šviesos intensyvumui reguliuoti apšvietimo sistemose.
- Temperatūros valdymas: Potenciometrai naudojami temperatūrai reguliuoti šildymo ir aušinimo sistemose.
- Padėties nustatymas: Kaip minėta, potenciometrai naudojami padėčiai nustatyti linijinėse pavarose ir kituose mechaniniuose įrenginiuose.
- Valdymo sistemos: Potenciometrai naudojami kaip jutikliai valdymo sistemose, leidžiantys nustatyti įvairių parametrų reikšmes.
Linijinių pavarų pritaikymas
Linijinės pavaros su integruotais potenciometrais, tokios kaip FY020 serija, yra plačiai naudojamos įvairiose srityse:
- Langų ir durų atidarymas
- Mašinų elementų tiesinės pavaros
- Plačiai naudojamas žemės ūkyje ir automobilių pramonėje - prailginami vamzdžiai, pakopos
- „Sekimo“ diegimas fotovoltiniuose įrenginiuose
- Išmaniųjų pastatų įrangos elementų judėjimo realizavimas
- Pneumatinių pavarų keitimas vietose, kur nėra prieigos prie suspausto oro įrenginių
Dvipolio tranzistoriaus veikimo principas
Nors šis straipsnis daugiausia dėmesio skiria potenciometrams, verta trumpai aptarti dvipolio tranzistoriaus veikimo principus, nes tranzistoriai dažnai naudojami grandinėse kartu su potenciometrais.
Taip pat skaitykite: Vienpusio lygintuvo veikimo principai
Dvipolis tranzistorius yra puslaidininkinis prietaisas, naudojamas signalams stiprinti arba perjungti. Jis sudarytas iš trijų skirtingo laidumo sričių, sudarančių dvi pn sandūras. Priklausomai nuo laidumo tipo, tranzistoriai gali būti pnp arba npn tipo. Tranzistoriaus veikimas pagrįstas krūvininkų (elektronų ir skylių) srautų valdymu per pn sandūras.
Tranzistoriaus darbo režimai
Tranzistorius gali veikti keturiais skirtingais režimais:
- Aktyvinis režimas: Prie emiterinės sandūros prijungta tiesioginė įtampa, o prie kolektorinės - atgalinė. Šis režimas yra pagrindinis tranzistoriaus darbo režimas, naudojamas signalams stiprinti.
- Nukirtimo režimas: Prie abiejų sandūrų prijungtos atgalinės įtampos. Tranzistorius yra išjungtas, ir pro jį teka tik nestiprios srovės.
- Soties režimas: Prie abiejų sandūrų prijungtos tiesioginės įtampos. Tranzistorius yra įjungtas, ir pro jį teka maksimali srovė.
- Inversinis režimas: Prie emiterinės sandūros prijungta atgalinė įtampa, o prie kolektorinės - tiesioginė. Emiteris ir kolektorius pasikeičia vaidmenimis.
Elektros grandinės veikimo principai
Norint suprasti, kaip potenciometrai ir tranzistoriai veikia grandinėse, svarbu žinoti pagrindinius elektros grandinės veikimo principus.
Omo dėsnis
Omo dėsnis teigia, kad įtampa (U) tarp dviejų laidininko taškų yra tiesiogiai proporcinga srovei (I), tekančiai per tą laidininką, ir varžai (R) tarp tų taškų:
U = I * R
Taip pat skaitykite: Streso įtaka sveikatai
Nuoseklus ir lygiagretus jungimas
Elektros grandinėse rezistoriai (įskaitant potenciometrus) gali būti jungiami nuosekliai arba lygiagrečiai.
- Nuosekliai sujungtų rezistorių bendra varža yra lygi atskirų rezistorių varžų sumai:
Rtotal = R1 + R2 + … + Rn
- Lygiagrečiai sujungtų rezistorių bendra varža apskaičiuojama pagal formulę:
1/Rtotal = 1/R1 + 1/R2 + … + 1/Rn
Elektros saugumas
Elektros grandinėse svarbu užtikrinti saugumą. Saugikliai naudojami grandinėms apsaugoti nuo trumpojo jungimo ar pernelyg didelio srovės padidėjimo. Grandinėje įvykus perkrovai ar trumpajam jungimui, saugiklio įdėklas įkaista iki lydymosi temperatūros ir išsilydo, nutraukdamas grandinę.
tags: #potenciometro #veikimo #priklausomybe #nuo #apkrovos #varzos