1.2 Розрахунок потенціометричного перетворювача

Вихідні дані та варіанти до розрахунку лінійного потенціометричного перетворювача

Вихідні дані	Варіанти до розрахунку потенціометричного перетворювача
	5 варіант
, В	35
,	4
, мм	2
, В	0,6
, мм	0,28
,	0,049
,	0,49

Рис5. Потенціометричний перетворювач для сигналізації зміни тиску

Розв'язання

1. Вибираємо як обмотувальний провід константан марки Е-2Н16 з такими характеристиками: = 0,28 мм, = 0,049 , = 0,49 , = 4 .

2. Загальну довжину обмотки на каркасі по дузі каркаса ПП визна­чаємо з співвідношення

тобто

мм

3. Загальне число витків

3. Загальний опір

Ом

3. Середня довжина одного витка може бути знайдена із співвідношення

Тоді

мм

3. Знаючи довжину одного витка , потрібні габаритні розміри квадратного перерізу ПП легко визначити з формули

мм

2. Функціональні потенціометричні перетворювачі

2.1Теоретичні відомості

Функціональні ПП - це є перетворювачі з нелінійним розподілом опору вздовж каркаса, тобто із змінним співвідношенням або Такі ПП використовуються для компенсації власної не лінійності навантаженого ПП або не лінійності одного чи декількох елементів схеми приладу (або системи), увімкнених до чи після ПП.

Застосовуються наступні методи отримання нелінійного розподілу опору по довжині потенціометра:

• шунтування ділянок потенціометра з лінійним розподілом опору сталими опорами.

• створення змінної довжини витка за рахунок змінного периметра поперечного перерізу каркаса (зміна плавна або ступінчата);

• намотка проводу потенціометра змінним кроком;

• використання обмотувального проводу зрізними діаметрами або з різними питомими опорами.

Найпоширенішими методами отримання нелінійного розподілу опору по довжині потенціометра є два перші способи.

Іноді, щоб дістати нелінійну залежність, використовують спеціальні кінематичні ланки. Можна виконати розрахунок ФПП із змінною довжиною витка за рахунок змінного периметра поперечного перерізу каркаса (так званого профільного ПП).

ПП рис. У звичайному виконанні – це плоска ізоляційна пластинка(каркас) невеликої товщини, з одного боку прямолінійна, а з другого – вирізана по деякій кривій. На таку пластинку щільно намотується дріт. До кінців ПП підводиться напруга живлення U, а з йог движка знімається напруга функціонально залежна від переміщення x движка.

Вид залежності від х визначається формою вирізу каркаса потенціометра, тобто залежністю висоти h від переміщення х движка

Рис6. Профільний потенціометр

Знайдемо залежність , необхідну для того, щоб дістати потрібну форму рівняння

Перемістимо движок потенціометра із деякого довільного положення х на невелику ділянку dx. Тоді приріст d опору можна записати у вигляді

або, без урахування довжини витка на заокругленнях,

Величина ω/l дає числове значення кількості витків на одиницю довжини потенціометра.

При цьому приріст напруги на вихідних клемах

Звідси висота каркаса

,

де h – cтала величина, не залежна від х.

Отже, потрібну форму каркаса потенціометра можна визначити, якщо про диференціювати по х задану залежність вихідної напруги від переміщення движка ПП.

Щоб здійснити синусоїдну залежність вихідної напруги від кута повороту движка , застосовують синусно-косинусні ПП.(Рис7)

Рис7 .Синусно-косинусний ПП з шунтуючими опорами

За допомогою кругового потенціометра з рівномірною намоткою можна дістати статичну характеристику холостого ходу трикутної та іншої форми.

(Рис8)

Рис8. ФП з трикутною характеристикою

Для розрахунку значень шунтувальних опорів будується крива

,

зображена на рис.8, а, і розбиваємо її на три ділянки: 0-1, 1-2 та 2-3. При розбитті максимальна величина похибки

не повинна перевищувати 0,3 В.

Рис9. До розрахунку ФПП із шунтувальними опорами

Під час вмикання шунтувальних опорів за схемою (рисунок 3, в) повні опори окремих ділянок будуть такі

; ; ,

звідки знаходимо

;

Необхідний приріст напруги на кожній ділянці знаходимо за рисунком 3, а: