Потенциометрические датчики: назначение, принцип работы, виды

Координирование технологических процессов и ряда рабочих операций требует высокоточного позиционирования рабочих органов оборудования или отдельных компонентов систем. Это обеспечивается на основании данных в реальном времени, предоставляемых разного рода датчиками. С учетом выполняемых функций их также называют преобразователями. Один из видов таких устройств – потенциометрический датчик. 

Понятие и принцип действия 

Потенциометрический преобразователь – это переменный резистор, который состоит из обмотки (или неподвижной полосы из резистивного материала) и подвижной контактной щетки из благородных металлов. Потенциометр датчик положения преобразует перемещение объекта в электрический импульс. В этом заключается его основополагающая функция.

В общем случае принцип действия устройства заключается в следующем. Напряжение электропитания подается на обмотку преобразователя. Подключение осуществляется через два неподвижных вывода. Для выполнения обмотки применяют изолированный провод. Путь, по которому перемещается контактная щетка, заранее очищается от электроизоляции. По мере движения ползуна (контактной щетки) параметры напряжения на выходе изменяются. Значение этого напряжения фиксируют на одном из неподвижных выводов, а также на самом подвижном контакте. 

Основные виды

Деление датчиков на виды производится по разным критериям. Например, в зависимости от характера перемещения устройства подразделяются на:

• датчики угловых перемещений;
• датчики линейных перемещений.

Соответственно, первые применяются в линейных системах позиционирования, вторые обеспечивают сбор данных об угловых перемещениях объектов. Поэтому прежде чем потенциометр датчик купить, необходимо принять во внимание этот ключевой аспект.

Также преобразователи подразделяются по способу выполнения сопротивления на:

• ламельные;
• проволочные;
• с покрытием из резистивного материала.

Ламельные потенциометрические преобразователи способны выполнять грубые, с большой погрешностью измерения по причине некоторых конструктивных особенностей. Устройства состоят из ламелей, на которых расположены резисторы. Ламель представляет собой поочередно расположенные проводящие и непроводящие электричество элементы. Во время перемещения по ламели токосъемника суммарная величина сопротивления резисторов изменяется. Погрешность значений соразмерна габаритам контактных площадок. 

Датчики проволочного типа обеспечивают большую точность измерений. В основном такие преобразователи конструктивно состоят из керамического, текстолитового или гетинаксного каркаса с однослойной обмоткой из проволоки. На пути движения токосъемного контакта проволока зачищается. Точность измерений зависит от ее диаметра. Чем меньше диаметр, тем больше точность. 

Преимущества и недостатки 

Подобно любому техническому устройству потенциометрические преобразователи, в том числе и датчик СО потенциометр, имеют свои преимущества и недостатки. Среди основных достоинств можно отметить:

• простое конструктивное исполнение;
• компактные размеры и небольшой вес;
• линейность и постоянство статических величин;
• способность функционировать на постоянном и переменном токе.

Главным недостатком потенциометрических преобразователей является ненадежность контактного узла в месте перемещения движка. Причиной отказа в работе может стать окисление дорожки, отгиб ползуна, перетирание обмотки. Отрицательным моментом также является погрешность измерений, относительно невысокий коэффициент преобразования и склонность к электрокоррозии.