Le potentiomètre est un instrument utilisé pour mesurer la différence de potentiel (tension), son principe de fonctionnement est basé sur les principes de base de l'électricité et les caractéristiques du circuit, les éléments suivants sont analysés simplement en termes de principes de base, de types communs et de scénarios d'application:
I. base du principe de fonctionnement de base
Différence de potentiel et loi d'ohm
L'essence de la mesure de potentiel est de mesurer la différence de potentiel entre deux points. Selon la loi d'Ohm (V = IR), une tension V est générée aux bornes de la résistance lorsqu'un courant I traverse la résistance R. le potentiomètre reflète la différence de potentiel en détectant le signal de tension dans le circuit.
Mode de connexion du circuit
Mesure en parallèle: le mesureur doit être connecté en parallèle au circuit sous test, à ce moment - là la résistance interne du mesureur doit être suffisamment grande (idéalement infinie) pour éviter que le shunt ne provoque des erreurs de mesure.
Adaptation d'impédance: pour réduire l'impact sur le circuit mesuré, l'impédance d'entrée du mesureur est généralement conçue pour être élevée (par exemple, l'impédance d'entrée de la plage de tension du multimètre peut être supérieure à 10 mΩ).
II. Principe de fonctionnement des potentiomètres communs
1. Multimètre pointeur (vitesse de tension)
Principe de la tête de montre de type magnétoélectrique: en utilisant le principe de la déviation sous force de la bobine sous tension dans le champ magnétique, l'angle de déviation de l'aiguille de la tête de montre reflète la taille du courant, puis combine la résistance série (résistance de division de tension) pour convertir le courant en valeur de tension.
Circuit diviseur de tension: résistance de différentes valeurs de résistance en série, peut étendre la plage de mesure de la tension mesurée (par exemple, le rapport de tension DC, le rapport de tension AC).
Multimètre numérique (DMM)
Conversion analogique - numérique (ADC):
La tension mesurée entre dans la puce ADC après division ou atténuation, convertissant le signal de tension analogique en signal numérique.
Les signaux numériques sont calculés par le processeur et affichés sous forme de valeurs de tension (comme l'affichage à l'écran LCD).
3. Oscilloscope (fonction de mesure de tension)
Affichage de forme d'onde et mesure de tension:
Le signal de tension est introduit dans l'oscilloscope via une sonde qui, amplifiée, affiche la forme d'onde de la variation de tension au fil du temps sur un écran d'affichage tel qu'un CRT ou un LCD.
Les valeurs de tension sont calculées à l'aide d'une échelle verticale (volts / div) et de l'amplitude de la forme d'onde, ce qui permet de mesurer la tension continue, la tension alternative ou la tension pulsée.
Iii. Principaux points techniques
Conception anti - interférence:
Lors de la mesure de potentiels faibles (par exemple, niveau millivolt), il est nécessaire de protéger contre les interférences électromagnétiques (par exemple, en utilisant des lignes blindées, la mise à la terre), afin d'éviter que le bruit ambiant n'affecte les résultats de la mesure.
Choix de la gamme:
Choisissez la plage de mesure appropriée en fonction de la taille de la tension mesurée, évitez les surcharges qui endommagent l'instrument ou entraînent des distorsions de mesure (comme la fonction de mesure automatique du Multimètre numérique).
Iv. Scénarios d'application
Détection de circuit électronique: mesurer la tension aux bornes de l'élément, la tension de sortie de l'alimentation, etc.
Recherche scientifique et laboratoire: Le potentiomètre de haute précision est utilisé pour des expériences électrochimiques (telles que la mesure du potentiel d'électrode), l'acquisition de signaux de capteurs, etc.
Industrie et réparation: les oscilloscopes sont utilisés pour détecter les formes d'ondes de tension dynamiques (par exemple, les signaux impulsionnels, les signaux alternatifs) dans les circuits.
résumé
Le cœur d'un potentiomètre est la conversion de la différence de potentiel en grandeurs physiques lisibles (telles que la déflexion du pointeur, l'affichage numérique, la forme d'onde, etc.) grâce à la conception de circuits et à la conversion de signaux, dont la précision et l'applicabilité dépendent de la résistance interne, de la résistance aux interférences et du choix de la méthode de mesure. Dans les applications pratiques, il est nécessaire de choisir le type d'instrument approprié en fonction du scénario et de prêter attention aux spécifications opérationnelles pour assurer la précision de la mesure.