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旋转电位器应用于位置检测实例
发布时间:2019-04-29
发布者:
浏览次数:255次

    旋转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。旋转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。


    旋转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。


     在本例中的应用:旋转电位器作为位置检测用


     在本例中,我们将其作为位置检测用,用以取代编码器,作为一种比较经济的方案。

之前的博文已经对编码器的分类和应用做了大概的介绍。在此应用情景下,使用增量式编码器已不适用,因为增量式编码器无法记录绝对位置。只能使用可记录绝对位置的绝对值编码器,绝对值编码器的制造工艺决定了其在价格上可能不具有优势。


     在用作位置检测时有两种激励方式:


            1)电阻分压方式:


      通过检测电位器R2两端电压来判断位置。R1R2为电阻分压关系。Vr2=(R2/R1 R2)*Vcc

旋转电位器用作位置检测。

          2)恒流激励方式:


    通过恒流源激励的方式,电位器阻值发生变化,引起电位器两端电压的变化。Vr2=R28*I0

旋转电位器用作位置检测。

      而作为位置检测用,对于一些参数应该特别关注,以旋转电位器为例:


             1寿命(Life。常见的电位器寿命在100W-500W次不等,个别型号可能会更低,作为位置检测使用不可避免的有需要大量运动的场合,所以寿命是一个比较重要的因素。


             2线性度(Independent linearity)

旋转电位器用作位置检测。

旋转电位器用作位置检测。

     电阻由于其温度特性,不可避免地会在温度变化较大时阻值也会发生较大变化,所以在温度差别较大的地方,不宜采用恒流激励的方式。此时可以选用电阻分压的方式,采用此方式,电位器的绝对阻止不会影响到输出电压,只要电位器阻值均匀即线性度良好,则无论电阻精度或者温度系数如何,得出的电压都是准确的。此时加在电位器两端的电压值只和两个电阻的比例关系有关,所以需要较高的线性度来保证位置检测的准确性。


     在本例中,我选择的线性度≤0.5%


     3)导通电流(Wiper current)。此参数为电位器处于正常工作情况下导通电流的情况,一般是a fewμA-1mA max.此时如果选用恒流激励的方式来检测电位器阻值,就要特别关注此参数,是否超过其额定导通电流。按照0.5mA算,如果选用1K的电位器则只有0.5V的分压,此时后级就需要加放大等信号调理电路后接MCU的ADC。


          4最大转速(Speed rotation (RPM))。常规用法的电位器通常不涉及这个参数,但用在本例中作为位置检测,就要联系到与之相关的结构机动部分的工作情况。通常,由于制造工艺和结构形式的不同,电位器的最大转速有比较大的差别,选型时应该特别注意。


          5其他参数。电位器的参数由电气参数和机械参数组成,其中有很多关键参数,再此不做具体展开。


     旋转电位器是最为常见的元件之一,往往我们会忽视它的作用,而只把它作为一个可变的电阻来使用。实际上,巧妙地利用电位器,可以搭配出很多经济合理的电路方案,比如此例中用作位置检测。


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