5.3. Потенциометры

Основным измерительным устройством в этой схеме является потенциометр. Потенциометры, часто, применяются проволочные и на основе проводящих пластмасс. Как видно из схемы датчиком перемещения является потенциометр. Потенциометр, по - существу, является делителем или преобразователем напряжения. Напряжение на выходе потенциометра изменяется от 0% до 100% от напряжения на входе, являясь функцией угла поворота вала потенциометра или линейного перемещения подвижного контакта. При этом могут реализовываться различные функциональные характеристики: линейная (с постоянной крутизной), кусочно-линейная (с крутизной, отличающейся от участка к участку), синусная, логарифмическая и др.

Основные технические требования к современным проволочным потенциометрам определяются следующими параметрами: величиной общего сопротивления, геометрическими размерами, законом изменения сопротивления, допуском на общее сопротивление и линейность, стабильностью, сопротивлением изоляции обмотки относительно корпуса, максимальной рабочей мощностью рассеивания, рабочим вращающим моментом, скоростью вращения, сроком службы при заданных условиях, рабочим режимом в различных условиях эксплуатации.

Расстояние между витками в обмотке проволочного потенциометра можно уменьшить до величины, равной 500 - 1000 витков на дюйм ( 200 - 400 на см) за счет снижения надежности и значительного увеличения производственных затруднений. Поэтому наилучшая достижимая разрешающая способность у практически используемых потенциометров с радиусом контактной щетки в 1 дюйм составляет примерно 0,5 мил-лирадиана. Трудно наматывать обмотку из такой тонкой проволоки, особенно в тех случаях, когда применяются мягкие сплавы.

Пожароопасной операцией является пропитка клеящими составами проволочных потенциометров. Наиболее широко используют клей на основе термореактивных фенольно-формальдегидных смол, например БФ-4 или бакелитовый лак. Детали - пропитывают методом погружения.

Основные технические требования к современным проволочным потенциометрам определяются следующими параметрами: величиной общего сопротивления, геометрическими размерами, законом изменения сопротивления, допуском на общее сопротивление и линейность, стабильностью, сопротивлением изоляции обмотки относительно корпуса, максимальной рабочей мощностью рассеивания, рабочим вращающим моментом, скоростью вращения, сроком службы при заданных условиях, рабочим режимом в различных условиях эксплуатации.

Функциональные характеристики потенциометров на основе проводящих пластмасс определяются формой резистивной дорожки, а также формой и расположением электродов. Зависимость "угол-напряжение" в прецизионных потенциометрах выдерживаются с высокой точностью, например, для линейной характеристики отклонение выходного напряжения от расчетного составляет не более ±0,05% в любой точке.

Прецизионные потенциометры на основе проводящих пластмасс отличаются высокой стабильностью, долговечностью (10·10⁶ поворотов), высокой скоростью работы (600 об/мин и выше), стойкостью к воздействию механических, климатических и специальных факторов.

Конструктивно потенциометры выполняются в корпусах из легких сплавов с валами из нержавеющей стали, установленными в прецизионных шарикоподшипниках. Выпускаются одно- и многосекционные потенциометры. У последних от одного вала синхронно работают несколько секций с одинаковыми или различными функциональными характеристиками.

Прецизионные потенциометры используются в качестве датчиков (задатчиков) угла поворота или позиционирования в системах управления самых различных объектов, например: антенные станции наземного и бортового базирования, рулевые приводы и приводы механизации крыла летательных аппаратов, измерительные и исполнительные механизмы дорожно-строительных машин, системы наведения, подъемные краны, станки ЧПУ.