Question:
La tension de sortie du potentiomètre s'écarte de la valeur calculée lorsque le bouton est tourné à l'écart de 50%
Qubit1028
2017-05-22 22:06:54 UTC
view on stackexchange narkive permalink

J'essaie d'utiliser un potentiomètre comme diviseur de tension et je constate que la tension de sortie s'écarte de la valeur calculée lorsque je tourne le bouton loin de la marque de 50%. Le potentiomètre que j'utilise a une résistance totale de 100 kohms et ressemble à celui-ci:

enter image description here

Et voici le circuit que je teste:

enter image description here

Enfin, voici un graphique montrant l'écart de la tension de sortie calculée par rapport à la valeur mesurée en fonction de la position du bouton sur le potentiomètre:

enter image description here

S'agit-il d'un problème de résistance des essuie-glaces? Toute information serait appréciée.

UPDATE: Ceci est en fait incorrect, voir la prochaine mise à jour

J'ai simulé l'ajout d'une résistance d'essuie-glace (Rwiper) en série avec l'entrée DMM dans LT Spice. J'ai trouvé qu'une valeur de Rwiper = 5 kohm éliminait essentiellement l'erreur dans mes tensions calculées.

Voici le circuit: enter image description here

Et voici le graphique de la différence entre les tensions mesurées et calculées:

enter image description here

UPDATE:

Eh bien, revenons à la case départ. Il s'avère que je regardais la mauvaise colonne dans ma feuille de calcul lorsque j'ai ajouté la résistance d'essuie-glace ci-dessus. Quand j'ai essayé de simuler à nouveau le circuit, je n'ai pas pu obtenir les tensions mesurées en utilisant Rwiper. En tout cas, voici un tableau montrant mes résistances et tensions mesurées. Peut-être que quelqu'un peut le comprendre. Ça me rend fou!

enter image description here

Qu'avez-vous utilisé pour mesurer la position angulaire de l'essuie-glace?
Bonjour, bienvenue sur le site et merci d'avoir écrit une question décente et détaillée.Puis-je demander (a) comment vous avez mesuré la rotation physique du pot et (b) quelle était votre alimentation 12 V?(une fourniture de banc, je suppose)
Je viens d'utiliser la tension de sortie pour calculer la position de l'essuie-glace.Si j'utilise les résistances réelles mesurées sur le pot pour calculer la position, elle se situe à environ 2% de cette valeur.
En outre, j'aurais dû inclure un graphique montrant le pourcentage d'erreur en plus de l'amplitude de l'écart de tension.Au bas de l'échelle, lorsque la position du potentiomètre s'approche de zéro, l'erreur devient assez importante.Par exemple, à la position 6%, l'erreur est de 50% sur la sortie.
Voici l'alimentation que j'ai utilisée: https://www.amazon.com/gp/product/B00XM8SM66/ref=oh_aui_detailpage_o05_s01?ie=UTF8&psc=1
Pourquoi n'avez-vous pas de points de tracé pour 0% et 100%?"... à la position 6%, l'erreur est de 50% sur la sortie" - l'erreur est inférieure à 0,4 V, non?Alors, 50% de quoi?
Je dirais que ça suit mieux que ce à quoi je m'attendais.Le pot sur la photo est probablement le style avec un composite conducteur, plutôt que bobiné.On ne s'attend pas à ce que ce soit du tout précis.Si vous voulez un étalonnage de précision, vous avez besoin d'un pot de précision (ou au moins un avec un cadran indicateur de quelque sorte).Il y a probablement 10 à 20 degrés de "pente" même en réglant la position de l'essuie-glace d'une tentative à l'autre.
@Bruce Abbott: Je n'ai pas mesuré aux extrêmes du pot car je voulais éviter ces régions en raison du court-circuit qui se produit lorsque l'essuie-glace glisse sur les contacts.Je me suis trompé auparavant, l'erreur réelle à la position 6% était de 33%, Vcalc = 1,1 V, Vmeas = 0,73 V
@Hot Licks: Je pense que mon graphique est un peu trompeur.En fait, j'ai mesuré les résistances de chaque côté du pot à chaque fois que j'ai tourné le pot vers une nouvelle position et utilisé ces résistances pour calculer Vcalc.
Si vous avez mesuré des résistances, vous devez nous montrer un graphique des résistances que vous avez mesurées.
9% contre 6% n'est pas une erreur de 34%!
L'erreur est calculée en fonction de la différence entre Vcalc et Vmeas.La tension est la réelle observable ici.Si je mesure R1 et R2 et applique une tension d'alimentation connue, je devrais obtenir la valeur théorique Vcalc = R2 * Vsupply / (R1 + R2)
Non seulement ces types de pots ne seront pas suivis avec précision, mais ils ne sont même pas censés être utilisés régulièrement.Consultez la fiche technique pour voir combien de tours il est évalué!Si vous l'ajustez plus que cela plusieurs fois, si cela fonctionne toujours, c'est un bonus.Les potentiomètres de circuits imprimés comme celui-ci servent à ajuster un circuit en fonction d'une valeur de performance dérivée (comme le «courant de repos» à travers certains transistors, ou autre), plutôt que de générer une résistance précise proportionnelle à l'angle de virage.
Quatre réponses:
Spehro Pefhany
2017-05-22 22:37:14 UTC
view on stackexchange narkive permalink

L'angle électrique est généralement considérablement plus petit que l'angle mécanique . Le numéro de l'angle électrique n'est pas indiqué dans la fiche technique de ce pot (qui semble être une série Panasonic EVN obsolète). La fiche technique spécifie l'angle mécanique à 210 +/- 20 degrés. Cela signifie qu'il pourrait tourner aussi peu que 190 degrés.

J'en ai ouvert un pour que vous puissiez voir l'angle électrique réel. Il y a un matériau hautement conducteur aux extrémités qui marque les extrémités de l'angle électrique. Lorsque l'essuie-glace monte sur ces extrémités, la résistance n'est généralement que de quelques ohms (le «résidu» est au maximum de 300 ohms pour celui que vous avez), et il ne change plus de manière significative lorsque l'essuie-glace est tourné à travers la surcourse.

Comme vous pouvez le voir sur la microphotographie ci-dessous de l'unité que j'ai disséquée, l'angle électrique est très proche de 180 degrés. Ainsi, une courbe de tension en fonction de l'angle sera plate à l'un ou l'autre et passera de presque zéro à presque 100% sur un angle d'environ 180 degrés.

enter image description here

C'est pourquoi, si vous ignorez une ou deux mesures près des extrémités, vous verrez un angle plus raide cohérent que la moyenne de tous les points.

Un effet secondaire, qui pourrait être mesurable avec un pot de 100K et une charge de 10M, est que la courbe sera plus raide près du centre de la rotation. Il est peu probable que vous puissiez voir cela avec un petit trimpot sans équipement très sophistiqué pour manipuler l'essuie-glace, mais c'est réel. En effet, la résistance de source équivalente à Thevenin d'un pot de 100K varie de presque zéro à chaque extrémité à environ 25K au centre de rotation. Le chargement du 10M entraînera un statisme d'une fraction de 1% (environ 0,25% de la tension déchargée) au centre de rotation. C'est trop petit pour s'inquiéter avec un trimpot, mais dans certaines situations, cela peut être important.

Merci d'avoir disséqué le pot et de votre explication.Cependant, j'ai mesuré la résistance de chaque côté du pot pour chaque mesure de tension que j'ai faite.Les résistances mesurées ont été utilisées pour calculer les tensions de sortie attendues.Donc, en fait, j'aurais pu simplement tracer Vcalc par rapport à Vmeas dans mon graphique.Et, juste pour éliminer toutes les autres variables, j'ai fabriqué quelques diviseurs de tension en utilisant des résistances fixes et ils étaient parfaits.J'ai également essayé un autre pot du même type et j'ai obtenu le même résultat que ci-dessus.
D'accord, c'est un peu plus clair - ce n'était pas évident parce que, franchement, cela n'a pas beaucoup de sens de l'interpréter de cette façon.Il y a une résistance supplémentaire (en série) dans l'essuie-glace, bien plus que la résistance résiduelle car l'essuie-glace ne touche l'élément (hautement résistif) qu'en un ou deux endroits.Ainsi, la tension en tant que diviseur est une bien meilleure indication de l'emplacement de l'essuie-glace sur l'élément que la résistance de l'essuie-glace à une extrémité / à l'autre extrémité.Comparez la somme de vos deux mesures pour une position donnée à la résistance de l'élément d'un bout à l'autre et je crois que vous verrez cela.
La position du pot calculé à partir des résistances mesurées ressort à environ 2% de la valeur calculée à partir de la sortie de tension.C'est assez proche.J'ai simulé l'ajout d'une résistance série sur l'entrée du multimètre numérique pour modéliser la résistance de contact de l'essuie-glace et j'ai constaté qu'une valeur de 50kohms ramène mes tensions calculées en ligne avec la mesure.Cela vous semble-t-il raisonnable?
Cela me semble raisonnable.
Rohat Kılıç
2017-05-22 22:15:11 UTC
view on stackexchange narkive permalink

La plupart des potentiomètres ont une structure comme celle illustrée ci-dessous: enter image description here

REMARQUE: Le pot que vous avez montré n'est pas vraiment comme ci-dessus, mais la structure est à peu près la même.

Vous voyez le cercle avec deux terminaux?Ce cercle a la résistance totale.Et l'essuie-glace, en fait c'est un simple élément conducteur, est connecté à la borne du milieu.Lorsque vous tournez l'essuie-glace, l'élément conducteur se déplace sur le cercle, vous mesurez donc une résistance variable.

Le cercle n'est pas 100% uniforme.L'épaisseur et la forme réelle peuvent varier, il est donc tout à fait normal de voir un écart / une différence.Notez également que la plupart des pots sur le marché ont une tolérance de 10%.

et si jamais vous trouvez des mesures non linéaires qui ne peuvent pas être expliquées par la tolérance, cela pourrait être un [potentiomètre logarithmique] (https://electronics.stackexchange.com/questions/101191/why-should-i-use-a-logarithmic-pot-pour-applications-audio) par conception
@dlatikay Ouais, vous avez raison;mais le graphe que OP a montré a un comportement presque linéaire.C'est pourquoi je n'ai pas mentionné log-pot.
WhatRoughBeast
2017-05-22 23:51:44 UTC
view on stackexchange narkive permalink

La caractéristique qui vous préoccupe est la linéarité - à quelle distance d'une ligne droite la résistance suit-elle l'angle de rotation.

Pour le type de pot que vous utilisez, la linéarité n'est généralement même pas spécifiée. À titre d'exemple, voyez ce pot qui semble proche de ce que vous utilisez. Notez qu'il n'y a aucune mention de linéarité. Ce n'est pas vraiment déraisonnable, car il n'y a aucun moyen de coupler avec précision le "manche" de votre pot à un indicateur externe. Tant que la résistance change en douceur avec la rotation, la plupart des gens ne remarqueront tout simplement pas la non-linéarité, et même s'ils le font, ajuster le pot pour compenser est assez simple.

Pour d'autres types de pot, cependant, ce n'est pas vrai et la linéarité peut être spécifiée. Pour les potars à 10 tours, par exemple, des linéarités jusqu'à 0,1% sont disponibles, environ 0,25% étant assez standard, comme ici. Ces potentiomètres hautement linéaires étaient souvent utilisés pour détecter les angles des arbres, mais ce rôle a généralement été supplanté par des encodeurs, qui offrent une meilleure résolution et aucun problème d'usure.

dsp63
2017-05-23 02:07:13 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Si vous avez besoin de résultats plus précis, vous pouvez créer une table de recherche et stocker des valeurs pertinentes pour votre application en fonction de vos entrées mesurées.Vous pouvez interpoler entre les points selon vos besoins.



Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 3.0 sous laquelle il est distribué.
Loading...