4.2. Резистивные ИП

Потенциометрические ИП преобразуют механические перемещения в изменения сопротивления реостата. По назначению датчики бывают линейных и угловых перемещений. Потенциометрический датчик представляет собой реостат, включённый по схеме потенциометра. При перемещении подвижного контакта под воздействием контролируемой величины Х происходит изменение сопротивления датчика. В зависимости от закона изменения сопротивления различают линейные и функциональные потенциометры, а в зависимости от схемы включения полярные и реверсивные.

Рис.20 Потенциометрические датчики: а) полярный, б) реверсивный

Рис. 20. Потенциометрические датчики: а) полярный, б) реверсивный

Выведем основные соотношения  для линейного потенциометра. Введем обозначения R0 полное сопротивление потенциометра, Rx сопротивление при заданном положении движка, Rн сопротивление нагрузки; тогда для перемещения движка Х , для коэффициента нагрузки a, имеем:

;    ;

Напряжение на выходе потенциометра (Ud) определится по формуле: Рис. 22.

Рис.21 Характеристика потенциометрического датчика

Рис. 21. Характеристика потенциометрического датчика

Если , то , при этом током в нагрузке можно пренебречь и  становится линейной:

Если  не соблюдается, то необходимо либо учитывать погрешность, вызванную нелинейностью характеристики, либо рабочий участок необходимо ограничить. Погрешность от несогласованности сопротивлений потенциометра и нагрузки растет при увеличении коэффициента нагрузки, причем при малых перемещениях движка она незначительна. У проволочного потенциометра есть ошибка из-за ступенчатости его характеристики.

Наибольшее значение погрешность линейного потенциометра имеет при нахождении движка в среднем положении, т.е. при X=L/2.

Передаточная функция потенциометрического датчика на низких а) и на высоких б) частотах:

Достоинства потенциометрических датчиков: простота конструкции, возможность получения достаточно прямолинейной характеристики, стабильность характеристик, значительная величина выходного сигнала.

Недостатки: пониженная надежность, износ, контактное сопротивление, относительно большие перемещения  и малая скорость движка, дискретность.

Технические средства автоматизации и управления


*****
© Банк лекций Siblec.ru
Формальные, технические, естественные, общественные, гуманитарные, и другие науки.