Поворотные потенциометрические датчики положения и перемещения

Поворотные потенциометрические датчики положения, как правило, более просты в изготовлении и экономичны. Потенциометрические поворотные датчики лучше подходят для прецизионных измерений.

Модели приборов и аналоги

В таблице представлены поворотные потенциометрические датчики (углового перемещения) нескольких серий и моделей:

Модель	Диапазон измерения	Температура, °C	Уровень защиты	Рабочая скорость, мин^-1	Особенности
P-2200	0…345°	-40…+100	IP50	600	Потенциометрический датчик. Очень низкий вращающий момент (<0,003 Н*см).
P-2500 P-4500 P-6500	0…345° (P-2500) 0…350° (P-4500) 0…355° (P-6500)	-40…+100	IP40	10 000	Потенциометрический датчик. Высокая рабочая скорость, точность, разрешение.
P-2500 P-4500 multiple section	0…345° (P-2500 multiple) 0…350° (P-4500 multiple)	-40…+100	IP40	2 000	Потенциометрический многосекционный датчик. Резервируемые выходы, несколько секций.
IP-6000 IPE-6000	0…355° (IP-6000) 0…345° (IPE-6000)	-40…+100 (IP-6000) -25…+70 (IPE-6000)	IP65	2 000	Потенциометрический датчик. Допускает высокую нагрузку на вал (до 45 Н), осевую и радиальную, IPE-6000 имеет выход 4-20/20-4 мА и использует технологию контроля питания для защиты от помех при передаче сигнала.
IPX-7900	0…350°	-40…+120	IP67 IP69k	50	Потенциометрический датчик. Повышенная надежность, допустимая нагрузка на вал до 300 Н аксиальная, 400 Н радиальная, резервируемые выходы.
AW-360 AWS-360	0…360°	0…+70	IP65	2 000	Потенциометрический датчик. Полный круговой диапазон, нагрузка на вал до 45 Н (AW), до 300 Н (AWS), сигнал выхода опеределяется пользователем.
GP IGP	3, 5, 10 оборотов (1095+15°, 1830+20°, 3800+45°)	-40…+100	IP40 (GP) IP67 (IPG)	2 000	Потенциометрический датчик с понижающим редуктором. В конструкции используется понижающий редуктор, допустимая нагрузка на вал 45 Н (GP), 300 Н (IGP).
SP-2500	0…355°	-40…+85	IP40	10 000	Потенциометрический датчик. Высокая рабочая скорость, встроенный snap-соединитель.
SP-2800	0…345°	-40…+120	IP54 IP65	120	Потенциометрический датчик. Одно- и двухканальные версии с резервными выходам, вариант с беззазорным нажимным соединением, повышенная термостойкость.
PRS-2500 PRS-4500 PRS-6500	0…345° (PRS-2500) 0…350° (PRS-4500) 0…355° (PRS-6500)	-40…+100	IP00	–	Потенциометрический бескорпусной датчик. Бескорпусные приборы для монтажа в закрытых устройствах и ограниченных пространствах.

Для серии SP характерна простая установка с использованием удлиненных монтажных пазов.

Области применения потенциометрических поворотных датчиков

Область применения потенциометрических поворотных датчиков положения обширна. Некоторые сферы:

Машиностроительная область, производство
Контрольно-измерительная аппаратура и техника
Системы обеспечения безопасности (управление спецтехникой, судами, большие системы с резервированием сигналов)
Транспортная индустрия
Автомобильная техника (датчик/модуль педали газа, датчик заполнения бака, подкапотные системы и т.п.)
Измерительные и автоматизированные системы
Весовое оборудование (взвешивание)
Системы слежения и позиционирования
Сфера образования (стенды, лаборатории и т.п.)

Назначение потенциометров

Оценка углового положения разного рода объектов и механизмов, в том числе:
- Прецизионные измерения в различной аппаратуре, АСУ
- В многооборотных системах при использовании понижающего редуктора
Реализация обратной связи в системах слежения, автомобильных системах, мобильной технике, электроприводе и прочих поворотных устройствах (шаговые двигатели и т.п.)
Получение информации о степени открытия/закрытия клапанов, заслонок, регулирующих элементов (педали, задвижки, муфты, насосные системы, подача продукта и т.п.)
Отслеживание положения при нарезании резьбы
Тригонометрические измерения в разного рода соединениях, контрольно-измерительной технике
Регуляторы направляющих шкивов
Проверка рабочего состояния различных механизмов, испытания

Преимущества

Основные преимущества датчиков углового перемещения потенциометрического типа:

Устойчивы к помехам (электрическим и магнитным)
Стабильная функция преобразования
Имеют простую конструкцию, экономичны и компактны (не требуют электроники в своем составе)
Более точны в измерениях по сравнению с большинством бесконтактных датчиков
Возможность гибкого монтажа, склеивания (у отдельных моделей)

Недостатки

Недостатки основаны на принципе работы:

Механический износ из-за наличия механического контакта в устройстве (способствует снижению срока службы при сравнении с датчиками бесконтактного типа)
Ограниченные возможности по применению AC (переменного тока)

Альтернативой поворотным потенциометрическим датчикам являются поворотные бесконтактные датчики положения или поворотные без прикосновения (touchless).

Принцип работы поворотных потенциометрических датчиков

Рабочий принцип у датчиков схож и его можно рассмотреть на типичном представителе, модели P-2500.

На рисунке показан общий вид датчика с контактами и электрическая схема.

Вал датчика электрически соединен с контактом 2, который совместно с резистивным элементом и контактами 1, 3 образует переменный резистор. При вращении вала соответственно меняется сопротивление между контактами 1-2 или 2-3. Подавая напряжение на крайние и снимая его изменения со среднего, можно судить об угле поворота вала датчика, а следовательно и об угловом положении объекта, с которым он соединен.