原创电位计的用法

 2013-8-1 15:41  1415 15 15 分类: 模拟

作者：Bruce Trump，德州仪器 (TI) 2012年9月3日

电位计可用作位置传感器，或者用于调节电路以实现正常运行。它们是最为理想的“可调分压器”。它们还可以用作“可调电阻器”，但存在一些潜在缺陷。你知道其中的差别吗？

用作可调分压器时，电位计的绝对电阻值不影响输出电压。输出电压与Vin成比率关系。常见电位计的电阻精确度和温度系数均相对较差。但如果电阻器组件同类，则30%循环时你可以获得30%的施加电压，与其绝对电阻或者温度系数无关。假设电位计游标连接高阻抗电路，则游标接触电阻不影响输出电压。“游标接触电阻”为游标到电阻组件触点的电阻。

但如果你把电位计用作可变电阻器（图2），则其电阻精确度和温度系数会影响你的电路。游标接触电阻影响电路的电阻，并且它会随位置、温度、振动和使用年限而变化。

有时，会要求使用一个可变电阻器，但设计一些在比率测量模式下使用电位计的电路是可能的。图3显示了两个实现类似功能的电路。电路3a使用P1作为可变电阻器，在U1输出形成可变负向电压，其随电位计位置呈线性变化。该电路要求使用R3进行增益调节，因为P1存在较宽的电阻容差。另外，输出电压与电位计位置的线性变化和可重复性，可能受到游标接触电阻的影响。

图3b中附加运算放大器U2让电位计可以在比率测量模式下工作，从而避开了图3a所示缺陷。U2拥有高输入阻抗，其最小化了接触电阻的影响。U2的输出在精度方面随电位计位置而变化，范围从0V到Vref，其与电位计的电阻无关。通过给第二级U3施加精确的电压范围，固定电阻器可用于R5和R6，并且电路可能不要求进行增益调节。

你的电路需要一个附加运算放大器或者高复杂性才能让电位计在比率测量模式下工作吗？具体情况由你来决定：你必须选择一种巧妙的值判定方法。有时，没有一种好的方法来避免把电位计用作可变电阻器。但是，通过了解其存在的风险和敏感性，你便能够选择一种能够满足所需性能要求的电位计。另外，在电路测试和证明期间出现问题时，你会知道如何解决这些问题。

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