Präzisionspotentiometer

TEILE UND MATERIALIEN

• Zwei Singleturn-Potentiometer mit linearem Konus, jeweils 5 kΩ (Radio Shack Katalog # 271-1714)
• Ein Singleturn-Potentiometer mit linearem Konus, 50 kΩ (Radio Shack Katalog # 271-1716)
• Montagedose aus Kunststoff oder Metall
• Drei "Bananen"-Klinkenbuchsen oder andere Terminal-Hardware zum Anschluss an die Potentiometerschaltung (Radio Shack-Katalog Nr. 274-662 oder gleichwertig)

Dies ist ein nützliches Projekt für diejenigen, die ein Präzisionspotentiometer wünschen, ohne viel Geld auszugeben.

Normalerweise werden Potentiometer mit mehreren Umdrehungen verwendet, um präzise Spannungsteilungsverhältnisse zu erhalten, aber es gibt eine billigere Alternative mit mehreren Potentiometern mit einer Umdrehung (manchmal als "3/4 Umdrehung" bezeichnet), die in einem zusammengesetzten Teilernetzwerk miteinander verbunden sind.

Da dies ein nützliches Projekt ist, empfehle ich, es in einer dauerhaften Form mit einer Art Projektgehäuse zu erstellen.

Lieferanten wie Radio Shack bieten schöne Projektboxen an, aber Boxen, die in einem Baumarkt gekauft werden, sind viel billiger, wenn auch etwas hässlich.

Die ultimativen niedrigen Kosten für eine neue Box sind die Kunststoffboxen, die als Lichtschalter und Steckdosenboxen für die elektrische Haushaltsverkabelung verkauft werden.

„Bananen“-Buchsen ermöglichen den temporären Anschluss von Messleitungen und Überbrückungsdrähten mit passenden „Bananen“-Steckerenden.

Die meisten Multimeter-Messleitungen haben diesen Steckertyp zum Einstecken in die Messgerätbuchsen.

Bananenstecker werden so genannt wegen ihres länglichen Aussehens, das durch Federstahlstreifen gebildet wird, die beim Einstecken festen Kontakt mit den Buchsenwänden halten.

Einige Bananenbuchsen werden als Bindungspfosten bezeichnet weil sie auch eine feste Befestigung von glatten Drähten ermöglichen.

Bindungsstifte haben Schraubhülsen, die über einen Metallstift passen. Die Hülse wird als Mutter verwendet, um einen um den Pfosten gewickelten Draht zu befestigen oder durch ein senkrecht durch den Pfosten gebohrtes Loch einzuführen. Ein kurzer Blick auf eine eventuelle verbindliche Post klärt diese verbale Beschreibung.

QUERVERWEISE

Lektionen in Stromkreisen , Band 1, Kapitel 6:„Teilerschaltungen und Kirchhoffsche Gesetze“

LERNZIELE

• Um die Lötpraxis zu veranschaulichen
• So zeigen Sie die Funktion und den Betrieb des Potentiometers an

SCHEMATISCHES DIAGRAMM

ILLUSTRATION

ANLEITUNG

Die Anschlussdrähte müssen unbedingt gelötet an den Potentiometerklemmen, nicht verdrillt oder geklebt.

Da die Wirkung des Potentiometers vom Widerstand abhängt, muss der Widerstand aller Kabelverbindungen sorgfältig auf ein absolutes Minimum kontrolliert werden.

Das Löten gewährleistet einen niedrigen Widerstand zwischen den verbundenen Leitern und bietet auch eine sehr gute mechanische Festigkeit für die Verbindungen.

Wenn der Stromkreis zusammengebaut ist, schließen Sie eine 6-Volt-Batterie an die beiden äußeren Polklemmen an.

Schließen Sie ein Voltmeter zwischen dem „Wischer“-Pol und dem Minuspol (-) der Batterie an. Dieses Voltmeter misst den „Ausgang“ des Stromkreises.

Die Schaltung arbeitet nach dem Prinzip des komprimierten Bereichs:Der Spannungsausgangsbereich dieser Schaltung ist durch Einstellen des Potentiometers R₃ . verfügbar wird zwischen den durch die Potentiometer eingestellten Grenzen R₁ . begrenzt und R₂ .

Mit anderen Worten, wenn R₁ und R₂ wurden so eingestellt, dass sie 5 Volt bzw. 3 Volt von einer 6-Volt-Batterie ausgeben, der Bereich der Ausgangsspannungen, der durch Einstellen von R₃ . erhältlich ist würde für die volle Umdrehung dieses Potentiometers auf 3 bis 5 Volt begrenzt.

Wenn statt dieser Drei-Potentiometer-Schaltung nur ein einziges Potentiometer verwendet würde, würde eine volle Drehung eine Ausgangsspannung von 0 Volt bis zur vollen Batteriespannung erzeugen.

Die von dieser Schaltung gebotene „Bereichskompression“ ermöglicht eine genauere Spannungseinstellung, als dies normalerweise mit einem einzelnen Potentiometer möglich wäre.

Die Bedienung dieses Potentiometernetzwerks ist komplexer als die Verwendung eines einzelnen Potentiometers.

Drehe zuerst den R₃ Potentiometer ganz im Uhrzeigersinn, so dass sich sein Schleifer in der vollständigen "oben" Position befindet, wie im Schaltplan angegeben (elektrisch "am nächsten" zu R₁ Wischeranschluss).

Potentiometer R₁ . einstellen bis die obere Spannungsgrenze erreicht ist, die vom Voltmeter angezeigt wird.

Drehe den R₃ Potentiometer ganz gegen den Uhrzeigersinn, so dass sich der Schleifer in der vollständigen "unten" Position befindet, wie im Schaltplan angegeben (elektrisch "am nächsten" zu R₂ Wischeranschluss).

Potentiometer R₂ . einstellen bis die untere Spannungsgrenze erreicht ist, die vom Voltmeter angezeigt wird.

Wenn entweder der R₁ oder die R₂ Potentiometer verstellt ist, stört es die vorherige Einstellung des anderen.

Mit anderen Worten, wenn R₁ wird anfangs so eingestellt, dass eine obere Spannungsgrenze von 5.000 Volt aus einer 6-Volt-Batterie bereitgestellt wird, und dann R₂ wird angepasst, um eine untere Grenzspannung bereitzustellen, die sich von der vorherigen unterscheidet, R₁ wird nicht mehr auf 5.000 Volt eingestellt.

Um genaue obere und untere Spannungsgrenzen zu erhalten, drehen Sie R₃ ganz im Uhrzeigersinn, um die Spannung von R₁ . abzulesen und einzustellen , dann R₃ . drehen ganz gegen den Uhrzeigersinn, um die Spannung von R₂ . abzulesen und einzustellen , bei Bedarf wiederholen.

Technisch ist dieses Phänomen, dass eine Anpassung die andere beeinflusst, als Interaktion bekannt , und dies ist normalerweise aufgrund des zusätzlichen Aufwands, der zum Einstellen und Zurücksetzen der Einstellungen erforderlich ist, unerwünscht.

Der Grund, warum R₁ und R₂ wurden als 10-mal geringerer Widerstand als R₃ . angegeben ist, diesen Effekt zu minimieren.

Wenn alle drei Potentiometer den gleichen Widerstandswert hätten, würde die Wechselwirkung zwischen R₁ und R₂ wäre schwerer, aber mit Geduld zu bewältigen.

Beachten Sie, dass die obere und untere Spannungsgrenze nicht genau eingestellt werden müssen, damit diese Schaltung ihr Ziel der erhöhten Präzision erreicht.

Solange R₃ Da der Einstellbereich auf einen geringeren Wert als die volle Batteriespannung komprimiert ist, werden wir eine höhere Präzision genießen, als ein einzelnes Potentiometer bieten könnte.

Sobald die oberen und unteren Spannungsgrenzen eingestellt sind, Potentiometer R₃ kann eingestellt werden, um eine Ausgangsspannung zwischen diesen Grenzen zu erzeugen.

VERWANDTE ARBEITSBLÄTTER:

• Potentiometer-Arbeitsblatt