Потенциометрические датчики с резистивным слоем -

Преимущества потенциометрических датчиков:

- простота конструкции;

- малые габариты и вес;

- высокая степень линейности статических характеристик;

- стабильность характеристик;

- возможность работы на переменном и постоянном токе.

Недостатки:

- наличие скользящего контакта, который может стать причиной отказов из-за окисления контактной дорожки, перетирания витков или отгибание ползунка;

- погрешность в работе за счет нагрузки;

- сравнительно небольшой коэффициент преобразования;

- высокий порог чувствительности;

- наличие шумов;

- подверженность электроэррозии под действием импульсных разрядов.

 

Статическая характеристика потенциометрических датчиков

 

 

Рассмотрим на примере потенциометрического датчика с непрерывной намоткой. К зажимам потенциометра прикладывается переменное или постоянное напряжение U. Входной величиной является перемещение X, выходной − напряжение U_вых. Для режима холостого хода статическая характеристика датчика линейна т.к. справедливо соотношение:

U_вых=(UR)r,

где R- сопротивление обмотки;

r- сопротивление части обмотки.

Учитывая, что rR=xl,где l - общая длина намотки, получим

U_вых=(Ul)x=Kx [Вм],

Где К - коэффициент преобразования (передачи) датчика.

Очевидно, что такой датчик не будет реагировать на изменение знака входного сигнала (датчик нереверсивный). Существуют схемы чувствительные к изменению знаку, например, схема представленная на рисунке. Статическая характеристика такого датчика имеет вид представленный на рисунке. Полученные идеальные характеристики могут существенно отличатся от реальных за счет наличия различного рода погрешностей:

Зона нечувствительности.

Выходное напряжение меняется дискретно от витка к витку,т.о. возникает эта зона, когда при малом

входная величина U_вых не меняется.

Величина скачка напряжения определяется по формуле:

DU=UW,

где W- число витков.

 

Порог чувствительности определяется диаметром намоточного провода:

Dx=lW.

2.Неравномерность статической характеристики из-за непостоянства диаметра провода, удельного сопротивления и шага намотки.

3.Погрешность от люфта, возникающего между осью вращения движка и направляющей втулкой (для уменьшения используют поджимные пружины).

Погрешность от трения.

При малых мощностях элемента приводящего в движение щетку потенциометрического датчика может возникать за счет трения зона застоя.

Необходимо тщательно регулировать нажим щетки.