مقياس الجهد هو جزء صغير ولكنه أساسي من الإلكترونيات يتحكم في مستويات الجهد والمقاومة والإشارة. يتم استخدامه في أدوات التحكم في مستوى الصوت وأجهزة الاستشعار وتعديلات الدائرة. مطلوب الأسلاك الصحيحة لتجنب الضوضاء أو الأخطاء. توضح هذه المقالة تكوين الدبوس وطرق الأسلاك وأنواع الاستدقاق والاستخدام الآمن بالتفصيل.
ج 1. نظرة عامة على أسلاك مقياس الجهد
ج 2. رموز مقياس الجهد وتمثيل الدائرة
ج 3. مقياس الجهد مقسم الأسلاك
ج 4. أسلاك ريوستات مقياس الجهد
ج 5. اتجاه دوران مقياس الجهد
ج 6. أنواع تفتق مقياس الجهد وآثارها
ج 7. تقليل الضوضاء ومخرجات مقياس الجهد المستقرة
ج 8. تصنيف طاقة مقياس الجهد والتبديد الآمن
ج 9. أخطاء الأسلاك وإصلاحات مقياس الجهد
ج 10. استنتاج
ج 11. الأسئلة المتكررة [FAQ]
نظرة عامة على أسلاك مقياس الجهد
مقاييس الجهد هي مكونات مدمجة ولكنها قوية تمنحك التحكم في مستويات الجهد والتيار والإشارة بدقة. من ضبط مستوى الصوت إلى معايرة دوائر المستشعرات ، يلعبون دورا أساسيا في التطبيقات الإلكترونية.
الأسلاك المناسبة هي ما يجعل مقياس الجهد يعمل بشكل موثوق. يمكن أن تؤدي الاتصالات غير الصحيحة إلى قراءات غير مستقرة أو ضوضاء غير مرغوب فيها أو حتى فشل الدائرة. عند توصيله سلكيا بشكل صحيح ، يوفر مقياس الجهد تعديلات سلسة وأداء يمكن التنبؤ به في مهام مثل ضبط الحساسية أو ضبط الفولتية المرجعية أو تنظيم قوة الإشارة.
رموز مقياس الجهد وتمثيل الدائرة
رموز مقياس الجهد الشائعة
غالبا ما يتم استخدام نمطين تخطيطيين. يظهر الرمز الأوروبي مقاوما بقوس وسهم ، بينما يظهر الرمز الأمريكي مقاوما مستطيلا بسهم قابل للتعديل. يشير كلاهما إلى جهاز ثلاثي الأطراف: طرفي المسار المقاوم (السنون 1 و 3) والماسحة المتحركة (الدبوس 2).
رمز Rheostat
المتغير المتغير هو مقياس جهد يستخدم مع محطتين فقط. يتم توصيل طرف واحد والماسحة ، مما يشكل مقاوما متغيرا 2 طرفيا. هذا الإعداد شائع عند التحكم المباشر في المقاومة ، كما هو الحال في تطبيقات الضبط الحالية.
دائرة مقياس الجهد (مقسم الجهد)
في الدائرة ، يتم توصيل مقياس الجهد بين Vcc (جهد الإمداد) و GND. تقوم الماسحة بإخراج جهد متغير (Vout) ، اعتمادا على موضعها. يستخدم تكوين مقسم الجهد هذا على نطاق واسع لضبط الإشارات أو ضبط المستويات المرجعية أو ضبط جهد الإدخال في الدوائر الإلكترونية.
أسلاك مقسم الجهد
غالبا ما يستخدم مقياس الجهد كمقسم جهد ، مما يعني أنه يقسم جهد الإمداد إلى قيمة أصغر وقابلة للتعديل. يتم توصيل الدبابيس الخارجية لمقياس الجهد عبر مصدر الطاقة: جانب واحد يذهب إلى الأرض ، والجانب الآخر يذهب إلى الجهد الموجب. ينزلق الدبوس الأوسط ، المسمى الماسحة ، على طول مسار المقاومة ويمنحك جهد الخرج.
عندما تدير المقبض ، يتغير موضع المساحة. هذا يغير نسبة المقاومة بين الماسحة والطرفين ، مما يغير أيضا جهد الخرج. يقع الإخراج دائما في مكان ما بين صفر فولت وجهد الإمداد الكامل ، اعتمادا على مكان وجود الممسحة.
يمكن إظهار العلاقة بصيغة بسيطة:
أسلاك ريوستات مقياس الجهد
| طريقة الأسلاك | دبابيس مستخدمة | الغرض |
|---|---|---|
| سلسلة بسيطة | دبوس 2 (ممسحة) + دبوس 1 (نهاية المسار) | يوفر مقاومة متغيرة عن طريق ضبط موضع الماسحة |
| سلسلة آمنة | دبوس 2 (مسحة) مربوط بالسن 1 | يضيف التكرار لتوصيل المساحات |
| خزنة بديلة | دبوس 2 (مسحة) مربوط بالسن 3 | يعمل بنفس طريقة السلسلة الآمنة ، ولكن مع اتجاه ضبط معكوس |
نقاط للنظر فيها
• تفضل دائما طريقة السلسلة الآمنة للدوائر ، لأنها تضمن الاستمرارية حتى لو تم رفع المساحة.
• يعتمد اتجاه الدوران (زيادة أو تقليل المقاومة) على الدبوس النهائي (الدبوس 1 أو الدبوس 3) المرتبط بالمساحة.
• تتعامل أسلاك Rheostat مع تيارات أعلى من تكوينات مقسم الجهد ، لذا تأكد من أن تصنيف طاقة مقياس الجهد يطابق الحمل.
اتجاه دوران مقياس الجهد
على اليسار ، يتم توصيل الماسحة بالأسلاك بحيث يؤدي تدوير المقبض في اتجاه عقارب الساعة إلى زيادة الإخراج. تقترب الماسحة من الإمداد الموجب ، مما يرفع الجهد المرئي في طرف الإخراج. على اليمين ، يتم تبديل اتصال المسامير 1 و 3. في هذه الحالة ، يؤدي تدوير المقبض عكس اتجاه عقارب الساعة إلى زيادة الإخراج بدلا من ذلك.
يوضح الشكل السفلي طريقة عرض الدائرة الأساسية. يتم توصيل الدبوس 1 بجهد الإمداد ، والدبوس 3 بالأرض ، وتوفر الماسحة (الدبوس 2) جهد الخرج. اعتمادا على كيفية توصيل الأطراف ، يمكن ضبط دوران المقبض لزيادة أو تقليل الإخراج في أي من الاتجاهين. هذه المرونة تجعل من السهل تكييف مقاييس الجهد للتحكم.
أنواع تفتق مقياس الجهد وآثارها
مستدق خطي (م)
يغير مقياس الجهد المستدق الخطي المقاومة بالتساوي عبر الدوران بأكمله. تضيف كل درجة تدير المقبض نفس القدر من المقاومة. الأفضل لأجهزة الاستشعار ومدخلات المتحكم الدقيق ودوائر القياس حيث يكون التحكم النسبي مهما.
مستدق لوغاريتمي أو صوتي (أ)
يغير المستدق اللوغاريتمي المقاومة ببطء في البداية ، ثم بسرعة أكبر مع استمرار الدوران. يتطابق هذا مع كيفية شعور الناس بشكل طبيعي بالتغيرات في الصوت أو السطوع. الأفضل للتحكم في مستوى الصوت والمخفتات والتعديلات الأخرى التي تواجه الإنسان.
تفتق لوغاريتمي عكسي (C)
يعمل تفتق السجل العكسي عكس تفتق السجل العادي. ترتفع المقاومة بسرعة في بداية الدوران ، ثم تتباطأ بالقرب من النهاية. الأفضل للدوائر الصوتية المتخصصة وعناصر التحكم في المزج حيث تكون هناك حاجة إلى سلوك معكوس.
الحد من الضوضاء ومخرجات مقياس الجهد المستقرة
• أضف مكثفا صغيرا (10-100 nF) من الماسحة إلى الأرض لتصفية الضوضاء عالية التردد وتنعيم الإخراج.
• حافظ على خيوط مقياس الجهد قصيرة قدر الإمكان لتقليل الطنين والتداخل.
• استخدم الكابلات المحمية إذا كان يجب وضع مقياس الجهد بعيدا عن الدائرة الرئيسية.
• قم بتخزين إخراج المساحات باستخدام مضخم صوت عند تغذية المدخلات الحساسة مثل ADCs للحفاظ على الاستقرار والدقة.
يضمن الجمع بين هذه الممارسات إشارات أنظف وأداء دائري أكثر موثوقية.
تصنيف طاقة مقياس الجهد والتبديد الآمن
مقسم الجهد (3 دبابيس)
عند استخدامه كمقسم للجهد ، يعمل مقياس الجهد في وضعه الأكثر أمانا. يتدفق تيار صغير فقط عبر الماسحة ، وفي معظم الأحيان ، يكون هذا مجرد اتصال على مستوى الإشارة. نظرا لأن التيار منخفض جدا ، فإن تبديد الطاقة عبر مسار المقاومة يكون ضئيلا وضمن تصنيف الجهاز. هذا يجعل تكوين مقسم الجهد ثلاثي السنون مناسبا لتغذية المدخلات مثل ADCs أو الفولتية المرجعية أو إشارات التحكم.
ريوستات (2 دبابيس)
في وضع المتغير المتغير ، يتم توصيل مقياس الجهد بدبابيس فقط: الماسحة وطرف طرف واحد. هنا ، يعمل كمقاوم متغير في سلسلة مع حمل. نظرا لأن التيار الكامل للدائرة قد يمر عبر مقياس الجهد ، فإنه يمكن أن يبدد طاقة أكثر مما هو عليه في وضع القسم. هذا يزيد من خطر ارتفاع درجة الحرارة إذا لم يتم أخذ تصنيف القوة الكهربائية للمكون في الاعتبار. تحقق دائما من سعة الطاقة المقدرة لمقياس الجهد قبل استخدامه كمتغير متغير لضمان التشغيل الآمن.
عند التوقف النهائي (المساحات عند أقصى الحدود)
عندما يتم تشغيل ممسحة مقياس الجهد بالكامل إلى أحد طرفي المسار ، يمكن تطبيق جهد الإمداد بالكامل عبر جزء صغير فقط من عنصر المقاومة. إذا كان الحمل المتصل يسحب تيارا ثقيلا ، فقد يؤدي هذا الضغط المركز إلى ارتفاع درجة الحرارة أو تلف دائم أو حتى فشل المسار. يحمل هذا الوضع أعلى المخاطر في تطبيقات الطاقة. يجب استخدام تصميم الدائرة المناسبة أو المقاومات الواقية أو طرق التحكم البديلة لتجنب الضغط على مقياس الجهد عند توقفاته النهائية.
أخطاء وإصلاحات أسلاك مقياس الجهد
| خطأ | الأعراض | كيفية الإصلاح؟ |
|---|---|---|
| نهايات مبادلة | ينخفض الإخراج عند تدويره في اتجاه عقارب الساعة بدلا من الزيادة. | قم بتبديل طرفي الطرف (الرمز 1 والدبوس 3) لتصحيح اتجاه الدوران. |
| ممسحة عائمة في وضع 2 سلك | دائرة مفتوحة مفاجئة إذا رفعت الماسحة عن المسار. | اربط الماسحة بأحد المسامير الطرفية للحفاظ على الاستمرارية. |
| خدش الصوت | ضوضاء أو صوت طقطقة عند تدوير المقبض. | أضف مكثف اقتران لمنع التيار المستمر وتنظيف جهات الاتصال في حالة ارتداؤها. |
| قراءات ADC السريعة | القيم الرقمية غير المستقرة أو المتقلبة عند التغذية في ADC. | أضف مرشح RC (مقاوم + مكثف) أو قم بتخزين إخراج المساحات مؤقتا باستخدام مضخم مرجع. |
الخلاصة
تعمل مقاييس الجهد كفواصل جهد أو متغير أو وحدات تحكم في الإشارة ، ولكن فقط عند توصيلها بالأسلاك بشكل صحيح. تساعد معرفة أدوار الدبوس وتأثيرات الاستدقاق وطرق الأسلاك الآمنة على منع الضوضاء أو المخرجات غير المستقرة أو التلف. من خلال تطبيق خطوات الحماية وحدود الطاقة ، فإنك تضمن أداء موثوقا به وعمرا أطول للمكون في العديد من الدوائر الإلكترونية المختلفة.
الأسئلة المتكررة [التعليمات]
ما هي أنواع مقاييس الجهد؟
أنواع الدوارة والشرائح والانتهازي. كلها تعمل بنفس الطريقة ولكنها تختلف في أسلوب التعديل.
كيف أختار قيمة المقاومة الصحيحة؟
استخدم 10 كيلو أوم - 100 كيلو أوم للإشارات ، وقيما أقل (1 كيلو أوم أو أقل) للتيارات الأعلى.
هل يمكن أن تعمل مقاييس الجهد مع التيار المتردد والتيار المستمر؟
نعم. بالنسبة للتيار المتردد ، يتم استخدام أسلاك الدرع لتقليل الضوضاء. بالنسبة للتيار المستمر ، تجنب التيار المستمر عبر المسار.
ما الفرق بين الأواني أحادية الدوران ومتعددة الأدوار؟
يتم ضبط دورة واحدة بسرعة ولكن بشكل أقل دقة. يوفر الدوران المتعدد تحكما دقيقا ودقيقا.
كيف يجب تركيب مقياس الجهد؟
قم بتثبيته باستخدام صمولة على اللوحة ودبابيس اللحام على ثنائي الفينيل متعدد الكلور. التوجيه لاتجاه المقبض الصحيح.
ما هو مقياس الجهد الرقمي؟
الوعاء الرقمي هو إصدار IC يتم التحكم فيه بواسطة إشارات (I²C أو SPI). يستبدل المقابض بتعديل قابل للبرمجة.