ما هو مقياس الجهد؟
مقياس الجهد ، الذي تم اختصاره باسم "الأواني" ، هو مقاوم مع آلية ضبط ميكانيكية يمكن تعديلها يدويًا لقيمة مقاومتها. يوفر المقاوم نفسه قيمة مقاومة ثابتة ، وتستخدم لمنع أو "الحد من" تدفق التيار في الدائرة. جوهر مقياس الجهد هو مقاوم متغير.
يتمثل مبدأ العمل في مقياس الجهد في ضبط جهد الخرج من خلال مقسم الجهد والقياس بدقة (أي "قياس") الإمكانات ، وهو أيضًا أصل اسم "الجهد". تتناسب إشارة الخرج التي تنشئها مع الموضع الفيزيائي للفرشاة على عنصر المقاومة ، وعنصر سلبي ، يمكن أن يعمل مقياس الجهد دون إمدادات أو دائرة إضافية.
تاريخ موجز لقياس الجهد
على خلفية التنمية السريعة في أبحاث وتنمية الطاقة في أوائل القرن التاسع عشر ، بدأ الكثير من الناس في استكشاف أساليب للسيطرة على كمية الكهرباء في الأجهزة أو الدوائر. لم يقترح مفهوم الجهد حتى عام 1841. في عام 1872 ، اخترع توماس إديسون أول مقياس عملي للكربون.
أجهزة قياس الجهد الحديثة لها أحجام أصغر ودقة أعلى ، وتأتي في أنواع مختلفة وأشكال التغليف وفقًا لمتطلبات التطبيق. يتم استخدامها على نطاق واسع لضبط السطوع ، وحجمها ، وإشارات الصوت ، وكذلك سطوع الفيديو واللون ، ويمكن استخدامها أيضًا كمستشعرات للموضع.
كيف يعمل مقياس الجهد؟
مبدأ العمل الداخلي لمقياس الجهد الدوار
تعتمد مقاومة الكائن على عوامل متعددة ، أحدها هو طوله. عندما تكون المادة والمقاطع العرضية هي نفسها ، فإن مقاومة كائن بطول 10 سنتيمترات هي نصف كائن بطول 20 سم. يستخدم الجهد هذا المبدأ. عن طريق ضبط الموضع الخطي أو الدوراني للاتصال المنزلق على عنصر المقاومة الموحدة ، يمكن أن يغير مقياس الجهد طول المسار الحالي ، وبالتالي ضبط الإخراج.
يتم تطبيق جهد الإدخال على العنصر المقاوم بأكمله ، في حين أن جهد الخرج هو انخفاض الجهد بين العنصر المقاوم الثابت والاتصال المنزلق. يحدد موضع جهة الاتصال المنزلق جهد الإدخال المطبق على الدائرة.
نظرًا للحاجة إلى تبديد طاقة الإدخال ، نادراً ما يتم استخدام أجهزة قياس الجهد للتحكم في الطاقة التي تتجاوز 1 واط ، حيث يمكن أن تؤدي الطاقة المفرطة إلى تسخين غير مقبول. على العكس من ذلك ، تتحكم مقاييس الجهد في المكونات الأخرى عن طريق ضبط الإشارات التناظرية. على سبيل المثال ، يستخدم منظم الضوء البسيط مقياس الجهد للتحكم في ثايرستور ثنائي الاتجاه الطرفي (TRIAC) لضبط سطوع الضوء.
أنواع مقاييس الجهد
تنقسم مقاييس الجهد بشكل رئيسي إلى فئتين: مقاييس الجهد التناظرية ومقاييس الجهد الرقمية.
مقياس الجهد التناظري: التحكم في الإخراج عن طريق تشغيل المكونات الميكانيكية يدويًا ، عادةً في شكلين: خطية ودورة
مقياس الجهد الدوار: عن طريق تدوير مقبض أو رمح ، يمكن تغيير المقاومة والإخراج. يستخدم الإصدار Sheaftless مفك البراغي للتعديل ، ويشار إليه عادةً باسم Trimmer.
مقياس الجهد الخطي: يغير المقاومة عن طريق الانزلاق ، ومناسبة للتطبيقات التي تتطلب علاقة خطية.
مقياس الجهد الرقمي: يعدل الإخراج من خلال الإشارات الرقمية دون الحاجة إلى التشغيل الميكانيكي. تركز هذه المقالة على مناقشة مقاييس الجهد التناظرية.
أنواع أخرى من مقاييس الجهد التناظرية
وفقًا لمتطلبات التطبيق ، تتضمن مقاييس الجهد التناظرية أيضًا الأنواع الفرعية التالية:
الإعدادات المسبقة والمساعدات: مكونات صغيرة مثبتة على لوحة الدوائر المستخدمة في تصحيح الأخطاء والمعايرة.
مقياس الجهد المزدوج: يمكن أن يعدل الجمع بين اثنين من المقاييس على محور واحد في وقت واحد إشاراتين.
مقياس الجهد المؤازرة: مقياس الجهد متصل بعمود دوار (مثل محرك) للكشف عن الموضع.
مقياس الجهد اللوغاريتمي: تتغير المقاومة لوغاريتمية وتستخدم عادةً لتعديل مستوى الصوت.
مقياس الجهد المحوري: يتم تثبيت مقاييس الجهد الدوارين للتحكم متعدد الوظائف.
مقياس الجهد المنزلق: يضبط المقاومة عن طريق الانزلاق ، مناسب للخلاطات أو المعادلات.
مقياس الجهد المنزلق الكهربائي: مدفوعًا بمحرك DC صغير ، يستخدم للتحكم في الأتمتة.
منعطف واحد ومقاييس الجهد المتعددة: مناسبة للتطبيقات العادية والعالية الدقة على التوالي.
الفرق بين مقاييس الجهد والمقاييس
أجهزة قياس الجهد هي ثلاثة مكونات طرفية شائعة الاستخدام للتحكم في الجهد ؛ المتغيرات هي مكونان طرفي يستخدمان للتحكم الحالي. يمكن استخدام مقياس الجهد كمقاوم متغير عن طريق فصل نهاية واحدة. تعد المتغيرات في الغالب مقاومات جرح سلك عالية الطاقة تستخدم للتحكم في التيار العالي للمصابيح أو المحركات.
مقياس الجهد والتشفير الدوار
يحول المشفر الدوار الإزاحة الزاوية للعمود إلى إشارة رقمية ، والتي تختلف في الهيكل والغرض من مقاييس الجهد. أجهزة قياس الجهد هي أجهزة تمثيلية يسهل إعدادها ، في حين أن أجهزة الترميز الدوارة هي أجهزة رقمية ذات دقة عالية ولكنها تتطلب دوائر إضافية لترجمة الإشارات.
معلمات الأداء من مقاييس الجهد
المقاومة: قيمة المقاومة الكلية لمقياس الجهد.
القوة المقدرة: أقصى قدر من القوة المقبولة.
القرار: تعتمد الدقة على حركة الفرشاة.
الضوضاء المنزلق: الضوضاء الكهربائية الناتجة عن التلامس الداخلي.
درجة الحرارة معامل: درجة تتغير المقاومة مع درجة الحرارة.
العمر الميكانيكي: عدد الدورات.
مزايا وعيوب أجهزة قياس الجهد
وتشمل المزايا تصميمًا بسيطًا ، وتكلفة منخفضة ، وتشغيل مريح ، ومجموعة واسعة من قيم المقاومة ؛ العيوب محدودة النطاق الترددي وسهولة التآكل والدموع ، وتوليد ضوضاء كهربائية ممكنة.
التطبيقات المشتركة
كما ذكرنا سابقًا ، يتم استخدام أجهزة قياس الجهد بشكل شائع في أجهزة أو أنظمة الصوت والفيديو للتحكم في المعلمات مثل الصوت والسطوع والتباين واللون. يمكن استخدامها أيضًا لقياس الجهد في معدات الاختبار ، وكذلك استشعار الموضع في أنظمة التحكم في العمليات وأتمتة. إن مرونة مقاييس الجهد وإمكاناتها كمقاومات متغيرة لا تحدها فقط على هذه التطبيقات الشائعة ، ولكن أيضًا تمتد إلى جميع التطبيقات التناظرية والعديد من التطبيقات الرقمية. طالما أنه من الضروري التحكم في الدائرة أو تلقي التعليقات من الدائرة بنشاط ، يمكن استخدام مقاييس الجهد كحل بديل.
لخص
Potentiometer هو جهاز بسيط نسبيًا يستخدم التكنولوجيا الناضجة لتحقيق وظائف التحكم أو القياس في الجهد في مختلف الأجهزة والأنظمة الإلكترونية أو الكهربائية. يمكنهم أيضًا الشعور بدقة وقياس الحركة الخطية أو الدورانية.
