RGV, как говорилось, используются для оценки разрешения [6]. Разрешение - это минимальный порог чувствительности устройства, определяемый механикой или схемой цифровой обработки сигналов.
При измерении значений RGV до 20 потенциометров при серийном производстве с шагом в 0,1° получаются значения RGV порядка ±10% от среднего градиента. Если как предел разрешения специфицировать значения RGV порядка ±10% от среднего градиента. Если как предел разрешения специфицировать значения RGV в ±100%, в соответствии с выражением (2.3) 10% будут соответствовать 1/1000°. Разрешение определяется однородностью (зернистостью) резистивного слоя и параллельностью контактной поверхности контакта движка эквипотенциальным линиям, а также током движка.
Другие важнейшие характеристики потенциометра - это гистерезис и повторяемость.
Гистерезис - смещение передаточной характеристики в вертикальной оси, значение которого определяет дифференциал сигнала напряжения; гистерезис случается, если предписанное положение было пройдено при движении с одной стороны, а затем то же самое положение приближается с другой стороны.
Гистерезис определяется главным образом механическими факторами, такими, как подшипники, для потенциометров - и жесткостью движка, коэффициентом трения между проводящим слоем и движком, для магнитоуправляемых датчиков - также гистерезисом при перемагничивании магнитной системы; для пороговых датчиков с триггером Шмита гистерезис вводится специально. Жесткая механическая связь, уменьшающая гистерезис, достигается за счет введения в датчик пружины.
Для любых датчиков, контактных или бесконтактных, является фактом, что кривая в одном направлении и в противоположном смещена с некоторым постоянным гистерезисом.
Повторяемость - характеристика передаточной кривой, посредством которой определяется перемещение к предписанному положению при движении в том же самом направлении.
При движении из разных направлений используется термин "воспроизводимость" или сумма (двукратное разрешение, суммирование с гистерезисом) [6]. Обе характеристики (повторяемость и воспроизводимость) важны для датчиков как с прямым, так и с обратным ходом.
Во многих листах данных, выпущенных производителями потенциометров, указывается ТКС (температурный коэффициент сопротивления) и коэффициент влажности номинального сопротивления. Если же потенциометры используются как делители напряжения, значения, приводимые в спецификациях, могут быть несоответствующими. Детальные измерения, проведенные Novotechnik, показали, что реальные значения для ТКС составляют порядка 200 ppm/°C и коэффициент влажности сопротивления составляет до 500 ppm/% RH [6]. Причем с потенциометрами - делителями напряжения - эти значения могут быть на два порядка ниже, то есть менее 5 ppm/°C и порядка 5 ppm/% RH, соответственно, в полном диапазоне рабочих температур и влажностей. Но эти значения могут быть достигнуты только с подходящей защитой корпуса и при отсутствии компенсирующих сопротивлений в схеме. Помимо влажности, щеточные потенциометры с контактными дорожками чувствительны и к загрязнениям (пыли), что также устраняется за счет повышения степени защиты корпуса.
Электрические измерения являются главным источником получения информации в промышленности и других отраслях народного хозяйства; они используются во многих научных экспериментах, в медицине, конструировании новейших технологических устройств и др.
Говоря о датчиках, построенных на основании потенциометрического эффекта, следует отметить, что специальные конструктивные и технологические приемы позволяют избавляться от недостатков потенциометров. Все резистивные технологии (wirewound и потенциометры с резистивными дорожками, а также гибриды) допускают достаточный диапазон угловых и линейных измерений, подходят для высокотемпературной работы и, с достаточно высокой степенью защиты корпуса - в жестких условиях эксплуатации, обеспечивают стабильный линейный выход.
Преимуществом большинства датчиков, созданных на базе новых технологий, является бесконтактность, но, несмотря на это, потенциометры,
созданные на основании потенциометрического эффекта, не скоро сдадут свои рыночные позиции, поскольку имеют низкую цену и увеличенную надежность, обеспечивают достаточно высокие рабочие характеристики, позволяющие полностью справляться с типичной задачей.
1. Бриндли, К. Измерительные преобразователи: справочное пособие / К. Бриндли. - Москва: Энергоатомиздат. - 1991. - 144 с.
2. Сысоева, С. Автомобильные датчики положения. Современные технологии и новые перспективы. Часть 1. Потенциометры и датчики Холла - лидеры современного рынка // Компоненты и технологии. - 2005. - №2.
3. Сысоева, С. Автомобильные датчики положения. Современные технологии и новые перспективы. Часть 14. Итоговый сравнительный анализ. Выводы и обновление. // Компоненты и технологии. - 2006. - №7.
4. Сысоева, С. Новые тенденции и перспективные технологии автомобильных датчиков систем Powertrain и контроля эмиссии. Часть 1. Состояние и перспективы рынка датчиков положения, скорости, датчиков концентрации кислорода (газа), массового расхода воздуха и давления // Компоненты и технологии. - 2006. - №7.
5. Сысоева, С. Рекомендации производителям автомобильных цифровых датчиков скорости и положения. Часть 2. Новые рекомендации по разработке датчиков с магнитным ротором // Компоненты и технологии. - 2007 - №2.
6. Техническая информация компании Novotechnik // [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.novotechnil.us/tech_ref.html.