Geekly articles weekly

运动阻力：您需要了解的可变电阻器



调整音响系统的音量，将手指固定在触摸屏上的位置以及确定人在汽车中的外观只是在日常生活中使用可变电阻器的一些示例。改变电阻的能力就是相互作用的能力，因此可以在很多东西中找到可变电阻。（您需要了解的有关固定电阻器的所有知识在上一篇文章中都有介绍）。

原理相同，但是有很多分离电压的方法。考虑一下游标仪，变阻器，膜电位器，电阻式触摸屏以及弯曲和张力传感器的核心。

电位器


实际上，电位器是分压器。这是一种将给定电压分成较小值的方法。根据该图，电位器（灰色）具有三个连接点。中间的一个是变量（如箭头所示），它在扩展电阻的某一点处与内部的电阻材料接触。




可调点和其余部分之一（电阻的两端）之间的电压由它们之间的电阻确定。如果仅连接两个点，那么我们得到一个可变电阻器或变阻器。

在照片中-带圆柱形旋钮的电位计。声音系统上的圆形塑料音量旋钮隐藏了其中一个电位器。注意三个触点，其中三个触点连接到一个可变点。图为新的电位器。这是一篇有关我如何在用一罐花生酱制成的放大器上使用这种设备的文章。

电位器电阻如何变化？



电位器可以具有线性或对数电阻范围。线性表示您旋转旋钮时，电阻呈线性变化。如果将其旋转四分之一，阻力将改变四分之一。

但是，如果通过音量旋钮发生这种情况，在我们的耳朵中似乎会觉得音量增长太快；这是由于大脑对声音的感知特性所致。因此，最好将电位器用于音量旋钮，其电阻呈对数变化。该图显示了同时旋转线性和对数电位计的旋钮时音量如何变化。一些电位器仅提供伪对数增长，并且比提供真实对数的便宜。它们由两个线性部分组成，发生50％的转弯。他们的工作也反映在时间表中。

通过改变电阻元件的形状可以实现对数行为-电阻元件的宽度沿整个长度变化。因此，电位器通常分为线性变窄和对数变窄。

电位计的另一种类型是调谐电阻或微调器。它们尺寸较小，用于电子板上。通常只调谐一次，或者很少调谐-仅用于校准电路。


修整


器均衡器

并非所有电位器都能旋转。它们可以制成滑块的形式，如带有均衡器的照片所示。这样的滑杆容易受到污垢的干扰，这会干扰其工作-这正是照片中键盘上出现的问题（这是我的键盘，其滑杆确实很难移动）。

变阻器


正如我已经提到的，仅连接两个触点时，电位计通常称为变阻器。变阻器通常用于高电流，当然，不仅用于音量控制。

为了在高电流下工作，通常使用缠绕在绝缘芯上的导线制成，滑动触头沿着导线绕制。回想一下使用三个触点的电位计的符号。由于这里我们连接两个触点，因此我们使用不同的符号；带有箭头（未连接）的电阻。在下图中，您可以看到此符号的两个版本-根据IEEE和IEC标准。





膜电位器


膜电位计由一个柔性的，通常是透明的膜组成，膜的底部附有一个电阻条。


在其下方是基座，在其表面上施加了导电路径。当手指或其他物体触摸薄膜时，条带会与轨道接触。结果，在条的触点上出现电压。这取决于条带在何处接触到轨道。这里的电路与电位器页面上的第一个电路相同。

Sparkfun网站上的SoftPot膜电位计的电阻在100欧姆至10 kOhms之间线性变化，额定功率为1W。

在接触不恒定的情况下（例如，仅在用手指按下时会发生接触），电路中需要上拉电阻（例如100 kOhm）。但是某些膜电位计具有磁体或滑动触点，它们总是压在膜上并保持恒定的接触。

电阻式触摸屏


电阻式触摸屏类似于薄膜电位计，两层都只有电阻材料，并且该材料是透明的。前膜柔软且透明，因此手指或手写笔可以按压前膜并产生接触。该技术已用于某些廉价的掌上电脑或儿童玩具中。它仍在使用中，但是智能手机的革命是由于不需要柔性膜的电容屏。


对于4线电阻式触摸屏，将电压施加到顶层，然后从底层读取结果，从而读取X坐标，然后沿相反方向进行所有操作并获得Y坐标。所有这些都在毫秒内发生，并且屏幕不断被轮询。

所有计算均由辅助控制器执行。电阻式屏幕的响应性不如电容式屏幕，因此通常需要使用手写笔来实现高精度。用于非常便宜的智能手机。

压力传感器




压力传感器由导电聚合物组成，其中存在导电和非导电颗粒。它位于两个缠绕在一起但未连接的导体之间。将聚合物压到导体上会产生接触。增加力或压力面积会增加电导率并降低电阻。无需压制，设计电阻可以超过1MΩ，并且精度通常约为10％。这足以用于乐器，假肢，人体中存在的传感器以及便携式电子设备中。

灵活可扩展的传感器


柔性传感器是沉积在柔性膜上的电阻材料，例如碳。当传感器弯曲时，材料会拉伸，并且阻力会随弯曲半径成比例增加。从一种规格来看，将10 kOhm的平面传感器的两端弯曲连接180度后，其电阻可以增加一倍。一个常见的例子是游戏手套中的手指，例如Nintendo Power Glove控制器中的一个（在其中一个项目中，它被砍来控制直升机）。弯曲手指会导致电阻变化，从而显示出弯曲程度。




张力传感器的工作原理相同，只是其电阻随张力而增加。带有碳纤维的橡胶线看起来像橡皮筋。以Adafruit为例，将一根6英寸的线拉伸到10英寸时的电阻为2.1 kOhm，将电阻更改为3.5 kOhm。另一个例子是钢纤维与聚酯混合的导电线，也有橡胶带形式的传感器或皮带。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN397953/

More articles:


All Articles