工业手柄电位器原理
2022-05-05

工业手柄中,电控手柄使用的输出形式主要有两种方式:电位器型输出和霍尔型输出。

之前文章中有描述过电控手柄的电位器型和霍尔型的区别,大致如下:

霍尔型的特点在于,有源,非接触型操作,寿命可以做得更长。不适合有金属粉尘场合。

工业操作手柄电位器原理

霍尔型电位器

电位器型的特点在于,无源,接触型操作,相对霍尔的稳定性会较好。不适合特别频繁操作,使用次数多的机型。

工业操作手柄电位器原理

角度型电位器


本期讲解我们将具体展开说说工业操纵杆电位器的使用原理。

工业操纵杆电位器用于通过手动改变电路中的电阻或测量电路两端的电位差;因此,电位器被称为电压计量装置。电控手柄电位器是无源电子设备,即它们不产生能量,仅以电流的形式存储或耗散能量。电位器是一种多功能设备;除了测量电位差外,它还用于其他目的,例如分压,比较电池的电动势,当然,以及作为可变电阻器。

工业操作手柄电位器原理

如上图,如果恒定电流流过电阻体,则均匀电阻体任何部分的电压降与滑动端的长度成正比(理想状态下)。因此,如果滑动端的任何两个部分之间的电位差为零,则没有电流流过电路。在电位器中,输入电压施加到电阻丝的整个长度,输出电压在滑动触点和电路固定端之间测量。调节器(滑动接触)的位置在均匀电阻丝的长度上变化,以找到零位。

电位器型的通常使用在,相对操作精度会较高,使用频率不算特别高的场合,诸如吊车机械手柄、矿井机械手柄、路面机械手柄等。通常来说,电位器型在使用上需要着重注意其接线方式,如果电控手柄使用错误的接线方式可能会造成电位器在特定位置短路,导致瞬间大电流从而烧毁电位器的现象。

工业操作手柄电位器原理

图一 带中位引线的电位器

上图是,电位器通常的接线方式(需要注意的是,有些场合接线会根据厂家不同,2号中位端和4号滑动端对调,如图二),其中电位器中位的死区(电压输出不变化的区间)范围根据电位器的选择不同有±2~3°的差异。

工业操作手柄电位器原理

另外如果是三脚的电位器,接线如上图。

电位器根据实现机理分类主要有:1. 碳膜型电位器;2. 有机实芯电位器;3. 金属膜电位器;4. 绕线电位器;5. 无触点电位器等等。

工业操作手柄电位器原理


板用插件型电位器

工业操作手柄电位器原理


角度电位器


一般工业手柄上使用的电位器是大多都为碳膜型电位器或金属膜电位器,它是靠电刷片或滑动杆在碳膜上滑动来改变阻值的,其关键的工艺难点在碳膜上,电阻体的碳膜是用经过研磨的碳黑,石墨,石英等材料涂敷于基体表面而成。特点是分辩力高耐磨性好,寿命较长。缺点是电流噪声,线性会略差,耐潮性以及阻值稳定性差。

由于工业手柄相对来说需要一定的寿命要求,并且需要一定的操作精度和准确度,所以使用碳膜型电位器或金属膜电位器能够同时兼顾使用寿命和操作精度,相对的线性影响和电流噪声在工业手柄使用中影响则较小,且电位器本身和电控手柄本身都会做防尘防水的保护,因此耐潮的缺点也不会存在。

工业操纵杆电位器根据其使用环境不同,通常故障如下:

1. 接线错误导致的烧损电位器,外在表现为有火花或电位器发黑发热烧损。

2. 碳膜损坏而导致的接触不良或断点等,可以使用示波器捕捉波形来测得。

3. 电刷片改道或者变形,通常表现为线性输出发生变化或无输出。

工业操作手柄电位器原理

工业操作手柄电位器原理

电位器烧损

如果发生上述情况,请联系工业操纵杆厂家进行电位器的更换或手柄的维护。

以上内容便是本次有关“工业手柄归类及典型性运用”的讲解,欢迎各位有疑问或者采购需求的咨询我司邮箱:chengong@halljoystick.com