Потенциометрические датчики

Потенциометрические датчики – преобразуют линейное или угловое перемещение в соответствующее изменение выходного тока или напряжения.

Выполнены в виде каркаса на котором намотана проволока по которой движется скользящий контакт.

По конструктивному исполнению каркаса (проволокодержателя) различают: плоские и цилиндрические (с прямолинейным перемещением), а также кольцевые и спиральные. Если при перемещении движка выходное напряжение должно изменяться по определенной нелинейной функции, то применяются профильные, ступенчатые, синусно-косинусные и др. потенциометры.

Различают: одноконтактные (не реагируют на изменение знака сигнала) и двухтактные (реагируют на изменение знака сигнала, т.е. изменение знака входного перемещения приводит к изменению фазы выходного напряжения на 180⁰).

Одноконтактные:

При х.х., когда I_н = 0 при R_н ® µ выходное напряжение определится следующим образом

и следовательно U_вых является линейной функцией, т.к. не зависит от R_н.

Статическая характеристика выглядит следующим образом.

Недостаток: теоретически получается прямая, а реально - пилообразная кривая за счет перескакивания подвижного контакта с одного витка на другой.

При R_н ¹ 0 (рабочий режим) аналитическое выражение для выходного параметра выглядит следующим образом

/ ,

т.е. подключение нагрузки приводит к нелинейности.

Статическая характеристика при различном сопротивлении нагрузки выглядит следующим образом.

Потенциометрический датчик, как звено АСР рассматривается вместе с сопротивлением нагрузки. При активной нагрузке является безинерционным звеном а при активно-реактивной нагрузке проявляются инерционные свойства.

Двухконтактные:

При конструировании этого типа датчиков чаще всего применяют схемы соединения с выведенной средней точкой.

Недостатки п.д.: наличие скользящего контакта (надежность снижается, требуются усилия для перемещения), ступенчатость статических характеристик и их нелинейность при больших нагрузках по току и мощности.