Погрешности потенциометрических преобразователей

1. Абсолютная погрешность.

(5.12)

Рис. 5.5. Зависимость абсолютной погрешности от положения ползунка потенциометрического преобразователя при различных значениях коэффициента нагрузки.

2. Относительная погрешность.

С учетом вышеприведенных выражений получим

(5.13)

Рис. 5.6. Зависимость относительной погрешности от положения ползунка потенциометрического преобразователя при различных значениях коэффициента нагрузки.

3. Приведенная погрешность.

с учетом того, что U_max=U₀ получим следующее выражение.

(5.14)

Рис. 5.7. Зависимость приведенной погрешности от положения ползунка потенциометрического преобразователя.

Из анализа работы потенциометрических преобразователей следует, что если требуются строго линейные характеристики, сопротивление нагрузки R_н выбирается в десятки раз больше, чем сопротивление потенциометрического преобразователя.

Приведенные выше потенциометрические преобразователи являются нереверсивными, так как при любом положении ползунка знак выходного напряжения или его фаза не меняются.

Различные варианты двухтактных (реверсивных) схем включения потенциометров представлены на рис. 5.8.

Возможность уравновешивания схемы с помощью ползунка делает ненужным применение постоянных сопротивлений в дифференциальной схеме (рис. 5.8, а) и мостовой схеме с двумя потенциометрами (рис. 5.8, б). Возможность осуществления второго (постоянного) контакта с витками потенциометра приводит к предельно простой реверсивной схеме (рис. 5.8, в).

Заметим, что в варианте с двумя потенциометрами лучшие результаты дает схема, изображенная на рис. 5.8, г с двумя дополнительными соединенными между собой постоянными контактами.

Рис. 5.8. Реверсивные схемы включения потенциометров и их передаточные характеристики: а, д – дифференциальная; б, е – мостовая с двумя потенциометрами; в, ж – простейшая; г, з – мостовая с двумя потенциометрами со средней точкой.

Это объясняется тем, что при нулевом положении ползунка выходные сопротивления этих схем равны нулю и поэтому для малых отклонений ползунка они дают линейную статическую характеристику, мало зависящую от величины нагрузки. По той же причине эти схемы дают и более высокий КПД.

Основным недостатком потенциометрических датчиков является наличие скользящего контакта, снижающего надежность работы. Достоинство потенциометров заключаются в конструктивной простоте, небольших габаритах и весе, а так же в возможности питания как постоянным, так и переменным током.