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电位电阻传感器的工作原理,在开关电路中,电阻有何作用?该如何为电阻选型

来源:电子之家 作者:华仔 浏览:605

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摘要: 电位电阻传感器的工作原理 电位器是一种常用的机电元件,广泛应用于各种电器和电子设备中。它主要是一种把机械的线位移或角位移输入量转换为与它成一定函数关系的电阻或电压输出的传感元件来使用。它们主要用于测

  电位电阻传感器的工作原理

  电位器是一种常用的机电元件,广泛应用于各种电器和电子设备中。它主要是一种把机械的线位移或角位移输入量转换为与它成一定函数关系的电阻或电压输出的传感元件来使用。它们主要用于测量压力、高度、加速度、航面角等各种参数。

  电位器式传感器具有一系列优点,如结构简单、尺寸小、重量轻、精度高、输出信号大、性能稳定并容易实现任意函数。其缺点是要求输入能量大,电刷与电阻元件之间容易磨损。

  电位器的种类很多,按其结构形式不同,可分为线绕式、薄膜式、光电式等;按特性不同,可分为线性电位器和非线性电位器。目前常用的以单圈线绕电位器居多。

  1、线性电位器

 由于测量领域的不同,电位器结构及材料选择有所不同。但是其基本结构是相近的。电位器通常都是由骨架、电阻元件及活动电刷组成。常用的线绕式电位器的电阻元件由金属电阻丝绕成。
 由于测量领域的不同,电位器结构及材料选择有所不同。但是其基本结构是相近的。电位器通常都是由骨架、电阻元件及活动电刷组成。常用的线绕式电位器的电阻元件由金属电阻丝绕成。

  阶梯特性、阶梯误差和分辨率

 由于测量领域的不同,电位器结构及材料选择有所不同。但是其基本结构是相近的。电位器通常都是由骨架、电阻元件及活动电刷组成。常用的线绕式电位器的电阻元件由金属电阻丝绕成。

  1.2非线性电位器

  非线性电位器是指在空载时其输出电压(或电阻)与 电刷行程之间具有非线性函数关系的一种电位器,也称函数电位器。常用的非线性线绕电位器有变骨架式、变节距式、分路电阻式及电位给定式四种。

  1.3负载特性与负载误差

 由于测量领域的不同,电位器结构及材料选择有所不同。但是其基本结构是相近的。电位器通常都是由骨架、电阻元件及活动电刷组成。常用的线绕式电位器的电阻元件由金属电阻丝绕成。

  1.4 电位器的结构与材料

  由于测量领域的不同,电位器结构及材料选择有所不同。但是其基本结构是相近的。电位器通常都是由骨架、电阻元件及活动电刷组成。常用的线绕式电位器的电阻元件由金属电阻丝绕成。

  在开关电路中,电阻有何作用?该如何为电阻选型

  开关电源电路中电阻的选用,不仅仅考虑电路中平均电流值引起的功耗,还要考虑耐受最大峰值电流的能力。

  其典型例子为开关MOS管的功率取样电阻,在开关MOS管到地之间串联的取样电阻,一般此阻值极小,压降最大不超过2V,按功耗来算似乎不必采用大功率电阻,但考虑到耐受开关MOS管最大峰值电流的能力,在开机瞬间此电流幅度比正常值大很多。同时,该电阻的可靠性也极为重要,如果在工作中受电流冲击而开路,则该电阻所处印制电路板上的两点之间将产生等于供电电压加上反峰电压的脉冲高压而被击穿,同时还将过流保护电路的集成电路IC击穿。

  为此,一般该电阻均选用2W的金属膜电阻。有的开关电源中用2-4只1W电阻并联,并非增大耗散功率,而是提供可靠性,即使一只电阻偶尔损坏,还有其他几只,以避免电路出现开路现象发生。 同样道理,开关电源输出电压的取样电阻也至关重要,一旦该电阻开路,取样电压为零伏,PWM芯片输出脉冲升到最大值,开关电源输出电压急剧升高。另外还有光电耦合器(光耦)的限流电阻等等。

 由于测量领域的不同,电位器结构及材料选择有所不同。但是其基本结构是相近的。电位器通常都是由骨架、电阻元件及活动电刷组成。常用的线绕式电位器的电阻元件由金属电阻丝绕成。

  在开关电源中,电阻的串联运用很常见,其目的不是为了增大电阻的功耗或者阻值,而是为了提高电阻耐受峰值电压的能力。

  电阻在一般情况下,对其耐压不太留意,实际上功率和阻值不同的电阻是有最高工作电压这一指标的。当处于最高工作电压时,由于电阻极大,其功耗并未超过额定值,但电阻也会击穿。其原因是,各种薄膜电阻是以薄膜的厚度控制其阻值外,对高阻值电阻还在薄膜烧结以后,以刻槽的方式延长薄膜的长度,阻值越大,刻槽密度也大,当用于高压电路时,刻槽之间发生打火放电造成电阻损坏。因此开关电源中,有时故意用几个电阻串联组成,以防止这一现象的发生。

  例如常见的自激式开关电源中的启动偏置电阻、各种开关电源中开关管接入DCR吸收回路的电阻,以及金属卤化物灯镇流器中的高压部分应用电阻等等。

  PTC和NTC属于热敏性能元器件。PTC具有很大的正温度系数,NTC则相反,有很大的负温度系数,其阻值与温度特性、伏安特性和电流与时间关系都与普通电阻完全不同。

  在开关电源中,正温度系数的PTC电阻常用于需要瞬间供电的电路。例如它激驱动集成电路供电电路采用的PTC,当开机瞬间其低阻值向驱动集成电路提供启动电流,待集成电路建立输出脉冲后,再由开关电路整流电压供电。

 由于测量领域的不同,电位器结构及材料选择有所不同。但是其基本结构是相近的。电位器通常都是由骨架、电阻元件及活动电刷组成。常用的线绕式电位器的电阻元件由金属电阻丝绕成。

  在此过程中,PTC因通过启动电流温度升高,阻值增大而自动关闭启动电路。NTC负温度特性电阻被广泛应用于开关电源的瞬间输入的限流电阻,用以取代传统的水泥电阻,不仅节能,还降低了机内温升。 开关电源在开机的瞬间,滤波电容的初始充电电流极大,NTC迅速升温,待电容充电峰值过后,NTC电阻因温度升高阻值减小,在正常工作电流状态下保持其低阻值,使整机的功耗大为减小。

  另外,氧化锌压敏电阻也常用于开关电源线路中。氧化锌压敏电阻有极快速的尖峰电压吸收功能,压敏电阻的最大特点是当加在它上面的电压低于它的阀值时,流过它的电流极小,相当于一只关死的阀门,当电压超过阀值时,流过它的电流激增,相当于阀门打开。

  利用这一功能,可以抑制电路中经常出现的异常过电压,保护电路免受过电压的损害。压敏电阻一般接在开关电源市电输入端,能够吸收电网感应雷电高压、在市电电压超高时,起到保护作用。

  电感和电阻的区别与共性分析:

  电感同属于被动元件,只有电流通过时,才工作,它的作用是将交流转换为直流,然后滤除一部分杂讯波,让平稳的波通过,电感的制作目前重要是以手工为主,屏蔽电感的组装要依靠治具,否则会让公差加大。检测主要是通过LCR数字电桥或其他阻抗分析仪,分为物理测试和环境测试,在上一篇文章中有详细介绍。电感的主要参数有:电感量、电流、电阻。电阻通常是容易被忽略的,因为电阻是个耗能元件,它的值对电流没有什么大的影响,只是随着过多的热量流失,就产生了大量的无用功。有些客户会对电阻有要求,大多数情况之下,只要不是相差太多,就没有大的影响。

当进行精密电子设计或进行最坏情况的详细分析时,我们需要考虑一些在其它应用中并不重要的参数。其中之一就是对电阻的容差的考量,事实上,不管你采用的电阻的阻值是大是小,容差都必然存在。但其并没有为你电路中电阻的最大和最小值进行限定。

  和电感一样,电阻也是被动元件。电阻的主要物理特征是变电能为热能,也可说它是一个耗能元件,电流经过它就产生热能。电阻在电路中通常起分压分流的作用,对信号来说,交流与直流信号都可以通过电阻。通常来说,使用万用表可以很容易判断出电阻的好坏:将万用表调节在电阻挡的合适挡位,并将万用表的两个表笔放在电阻的两端,就可以从万用表上读出电阻的阻值。应注意的是,测试电阻时手不能接触到表笔的金属部分。但在实际手机维修中,很少出现电阻损坏,除少数机型的一些电阻外,也很少去关心电阻的阻值。着重注意的是电阻是否虚焊,脱焊。

当进行精密电子设计或进行最坏情况的详细分析时,我们需要考虑一些在其它应用中并不重要的参数。其中之一就是对电阻的容差的考量,事实上,不管你采用的电阻的阻值是大是小,容差都必然存在。但其并没有为你电路中电阻的最大和最小值进行限定。

  当一个电感被击穿之后,就成了电阻。

  电阻在电路中起到什么作用?

  当进行精密电子设计或进行最坏情况的详细分析时,我们需要考虑一些在其它应用中并不重要的参数。其中之一就是对电阻的容差的考量,事实上,不管你采用的电阻的阻值是大是小,容差都必然存在。但其并没有为你电路中电阻的最大和最小值进行限定。

当进行精密电子设计或进行最坏情况的详细分析时,我们需要考虑一些在其它应用中并不重要的参数。其中之一就是对电阻的容差的考量,事实上,不管你采用的电阻的阻值是大是小,容差都必然存在。但其并没有为你电路中电阻的最大和最小值进行限定。

  容差:定义了生产时电阻的实际阻值与标称阻值之间差异的范围。一个标称值为1000Ω的电阻如果容差为±5% ,那么该电阻的取值范围在950Ω到1050Ω之间。我们希望这一数值是固定的,不会随着时间而变化。但事实并非如此,工程师必须要考虑设计中的容差,并且要保证所设计的电路在工作时限内正常工作。

  温度系数:该系数描述了电阻的阻值随温度的改变而变化的现象,其单位是ppm/K(即10^-6/K);当然将其中的K换成℃作单位也是一样;通常的温度系数值有5,10,20,100。比如说有一个1000Ω的电阻,其温度系数为100ppm/K,当其经历±60K的温度变化时(设初始温度300K,变化范围240-360K),那么其阻值将有±6Ω的变化。当然,温度系数越小的电阻,价格也当然更高。

当进行精密电子设计或进行最坏情况的详细分析时,我们需要考虑一些在其它应用中并不重要的参数。其中之一就是对电阻的容差的考量,事实上,不管你采用的电阻的阻值是大是小,容差都必然存在。但其并没有为你电路中电阻的最大和最小值进行限定。

  电阻变化与温度变化的计算

  电阻自身发热:对于高精度的电路来说,有时候还必须考虑电阻的功耗问题。电阻有特定的热阻,其单位是℃/W。工程师应该知道电阻内的功率损耗;这将导致电阻的温度上升,并最终影响到电阻的阻值。

当进行精密电子设计或进行最坏情况的详细分析时,我们需要考虑一些在其它应用中并不重要的参数。其中之一就是对电阻的容差的考量,事实上,不管你采用的电阻的阻值是大是小,容差都必然存在。但其并没有为你电路中电阻的最大和最小值进行限定。

  在确定你所使用的电阻的最大最小值时,你必须考虑容差,温度系数电阻自发热的影响。在进行分析的时候,你可能注意到一些参数是可以忽略的,或者不同精确地考虑,但你必须首先先对其有一定的了解,然后才能确定其重不重要。

  对于一些精密电路而言(如放大器中的增益级),有必要对电阻进行匹配,并确保其阻值在要求的范围内,并且具有相同的温度系数。

当进行精密电子设计或进行最坏情况的详细分析时,我们需要考虑一些在其它应用中并不重要的参数。其中之一就是对电阻的容差的考量,事实上,不管你采用的电阻的阻值是大是小,容差都必然存在。但其并没有为你电路中电阻的最大和最小值进行限定。

  在某些电路上,确保某些关键电阻的定位也是至关重要的,这样才能保证电阻的两端的温度是相同的。否则还需要考虑塞贝克效应。当使用强制气流时,有必要保证电阻垂直与气流,从而不会将一段的热量传递到另一端,从而达到该组件温度的均衡。

型号 厂商 价格
EPCOS 爱普科斯 /
STM32F103RCT6 ST ¥461.23
STM32F103C8T6 ST ¥84
STM32F103VET6 ST ¥426.57
STM32F103RET6 ST ¥780.82
STM8S003F3P6 ST ¥10.62
STM32F103VCT6 ST ¥275.84
STM32F103CBT6 ST ¥130.66
STM32F030C8T6 ST ¥18.11
N76E003AT20 NUVOTON ¥9.67